超高阶地球重力场均衡位模型的构建与应用研究

Aiming at the construction and application of ultra-high isostatic gravity potential model, this project focuses on the data estimation of the region without gravity measurements. Based on the two isostatic models Airy-Heiskanen and Pratt-Hayford, ultra-high isostatic gravity potential models will be constructed. With the support of crust modes, isostatic potential model including crustal information will be established to study the contribution of crust model. To eliminate the systematic error of the isostatic model, quisa-analysis will be made to calculate isostatic gravity anomaly, isostatic vector anomaly and isostatic tensor anomaly which can be used to construct covariance and respective error. Downward continuation methods of isostatic potential model in airborne gravity and satellite gravity data will be determined to raise the precision of data interpolation and extrapolation, thus, solving the vacancy area data estimation. This project is meaningful to the gravity data processing theory and gravity model construction theory.

本项目着眼于超高阶重力场均衡位模型的构建及应用研究，寻求解决重力测量数据空白区填补问题。研究Airy-Heiskanen均衡模型和Pratt-Hayford均衡模型的补偿机制，进而建立超高阶重力场均衡位模型；通过引入CRUST系列地壳模型，构建顾及地壳信息的重力场均衡位模型，讨论地壳模型在均衡位模型构建中的贡献。通过对均衡位模型的拟稳分析，纠正模型系统差，用于构造基于均衡重力异常、均衡矢量异常、均衡张量异常的协方差和代表误差等参数，进而确定均衡位模型在航空重力、卫星重力数据向下延拓中应用的方法，提高数据内插和外推精度，实现空白区数据填补。本项目对丰富重力测量数据处理理论和重力场模型构建理论具有重要意义。

均衡理论越来越多的应用于构建地球重力场模型，本项目推导了基于面凝聚均衡模型、Airy均衡模型、Pratt均衡模型的地球重力场均衡位模型计算公式，建立了均衡位模型统一计算公式，构建了基于地形/均衡理论的超高阶地球重力场均衡位模型；推导了顾及地壳信息的地球重力场均衡位模型，采用轮胎调和分析方法，分别实现了不同均衡位模型的构建，并进行了精度分析；研究了基于均衡重力异常的异常代表误差模型构建，对不同均衡位模型进行了拟稳分析；以某区域应用为例，研究了EGM 2008模型、均衡位模型、组合均衡位模型和拟稳均衡位模型的区域高程异常推估精度，为基于均衡位模型填补数据空白区、补充重力场数据处理理论和方法，为重力测量数据处理提供参考。