三国内外发展状况比较.doc

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1、地球物理大地测量国家测绘地理信息局重点实验室科技发展年度综述一、所属学科及研究领域发展概述在地球重力场、大地测量地球物理反演、内部地球物理与地球动力学、空间大地测量以及地震波传播几个研究方向上，各国学者依然持续关注全球大地水准面的严密确定方法、超定边值问题以及多种重力信号融合方法等重力场的基础理论，重点是放在联合卫星重力、卫星测高以及航空重力确定全球高精度卫星重力模型和局部高精度高分辨率大地水准面的确定方面；时变重力场的应用持续得到国际上学者的重点关注，主要是利用时变重力信号研究全球变化、地球内部过程等地球系统的动态过程。融合多类观测数据（包括地震

2、、地质、地球物理和大地测量等多种观测数据）的大地测量联合反演方法是各国学者的重点研究问题,基于此，研究地震震源破裂过程、地幔对流、地球内部局部构造细节、地壳上地幔的结构、地表和岩石圈的密度、莫霍面深度和应力场等科学问题，同时地球自转、地球分层理论、地磁发电机理等方面依然是学者们关注的热点。进一步发展多频多系统GNSS（包括GPS、GLONASS、北斗、伽利略）的定位新理论和新方法，拓展GNSS在大地测量、地震等地学应用研究，仍然是空间大地测量领域的热点研究问题，基于空间大地测量技术维持全球参考框架一直都是大地测量领域的基本研究问题。二、国内外发展现

3、状及趋势1•地球重力场理论、方法与应用国内外关于地球重力场的基础理论研究，仍然是围绕确定高分辨率高精度地球重力场模型和厘米级大地水准面展开，具体包括：提出了Stokes改进方法，提出了利用光原子钟和光纤实施重力位测量的新方法；此外许多学者依然在研究推广的Bjerhammar边值问题，超定边值问题，重力场信号的向下延拓问题，重力场表示方法，多种重力场信息的融合理论和方法。利用新一代卫星重力数据（GRACE及G0CE）构建卫星重力场模型以及数据处理的研究十分活跃，G0CE数据反演重力场获得较多的关注，G0CE卫星任务发布了第五个版本的重力场模型，最新模

4、型的最高阶次为300,在100km空间分辨率（对应200阶次）上大地水准面累积误差优于2cm.同时，对未来重力卫星任务的研究依然是欧洲和美国学者们追逐的热点,进行了大量数值和模拟研究。在地球重力场的应用方面，主要集中在将GRACE和G0CE的研究成果应用于地球相关的科学领域，例如：基于GRACE时变重力信号估计地球物质迁移的研究主要是集中在青藏高原和南北极地区；基于G0CE任务探测日本大地震同震重力变化取得了新的进步；此外，联合G0CE和GRACE联合重力模型以及卫星测高数据，研究海洋环流、地球内部构造、冰盖变化、全球高程基准统一等方面也得到各国科

5、学家的重点关注。大地测量地球物理反演大地测量地球物理反演旨在通过基于全球导航卫星系统（GNSS）和合成孔径干涉雷达测量（InSAR）等技术所捕获的时变地壳形变场反演地震断层的运动学模式，模拟地震断层的力学驱动机制，为最终的地震预测预报打下基础。在过去的一年里，大地测量联合反演模型、算法及反演方法是国内外关注的重点。在反演理论和算法方面，除了传统的最小二乘估计、广义逆矩阵法以及相关的正则化方法被大量应用于地震断层的位错模型反演、地震定位、地壳密度反演、地壳应力场反演、静态及时变重力场反演外，贝叶斯估计方法处于蓬勃发展之中。贝叶斯估计可以同时反演线性和

6、非线性参数以及参数的精度。另外，非线性反演并行处理算法的提出极大地提高了反演算法的效率。在应用方法，大地测量地球物理反演已从单一数据源的反演发展到多类数据的联合反演、地震周期中的同震震后和震间不同阶段的地震断层滑动分布反演。基于多类重力场数据的地球重力场反演、地壳密度和应力场反演以及地表水储量反演等。地球内部物理与地球动力学在地球自由振荡研究领域，目前国际上的一大研究热点是高阶模态分裂谱峰探测及Slichter模态的三重分裂探测。提出了新的0SE（最优序列估计）方法，将0SE和EEMD（经验模态分解）应用于Slichter模态探测，给出了可能的Sl

7、ichter模三重分裂估值。在地球自转领域，国际上非常关注的问题包括十年尺度日长变化的机理解释，核幔耦合效应，三轴分层地球自转，大气海洋角动量激发，地球自转与气候变化等。基于高精度的全球重力场模型EGM2008,时变重力场模型，陆地水模型等重新估计了地球惯性张量及时变地球主惯性矩;给出了新的大气海洋激发模型对地球自转的影响°地球膨胀是国内外科学家感兴趣的研究领域。进一步深化了地球膨胀机理研究，初步提出了一种解释地球膨胀机理的模型。空间大地测量理论、技术及应用全球导航卫星系统(GNSS)仍然是空间大地测量的主要技术手段。在系统建设方面，美国继续实施G

8、PS系统现代化计划，已经有两颗工作卫星向GPS用户发射三频GPS信号。我国的北斗二代卫星导航系统，已经形成了覆盖亚太大部分