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第一篇固体地球物理学论文范文参考：现代地壳运动参考基准的研究
由于地壳运动参考基准的混乱,同一个板块或同一个地壳形变区域,不同的文献资料给出的运动或形变速度和方向常常大不相同,差异的量级远大于测量误差,因此深入开展现代地壳运动参考基准研究,理清当前地壳运动参考基准使用中的混乱现象,不仅是大地测量学科发展的急需,对于促进地震、地质和地球物理等相关学科的发展也具有重要意义.
本文基于最新的地壳运动实测数据、地学热点数据、冰期后地壳回弹模型数据和其他相关研究成果,对现代地壳运动参考基准展开深入研究,并针对全球水平地壳运动、垂直地壳运动和区域水平地壳运动、垂直地壳运动分别提出了一套地球物理意义明确、易于实现、便于应用的参考基准.
本文的主要成果和创新点如下：
1.全面回顾了现代地壳运动参考基准的发展历程,深入分析了相关研究现状,指出了现代地壳运动参考基准即水平运动基准、垂直运动基准和区域基准当前存在的主要问题,明确了建立全球统一地壳运动参考基准的重要性和必要性.
2.建立了全球板块运动模型ITRF2005VEL和ITRF2008VEL,并和地学模型NNR-NUVEL1A以及以往的ITRF序列进行了深入比较,深入分析了彼此之间的一致性以及差异性,明确了差异性的主要原因,即与相应板块的测站较少、分布不均或者台站观测时间短对板块的约束不够等原因有关.讨论了构造板块总角动量的大小,13个板块的总角动量和不为零,说明ITRF2005和ITRF2008框架有可能不满足无整体旋转的要求；也有可能是由于台站选择的不同使得板块的总角动量之和不为零.
3.建立并优化了全球水平地壳运动参考基准,提出了建立平均热点参考基准（Medial-HotSpot Reference Datum）的方法及其约束准则.利用ITRF2005和ITRF2008的实测数据,分别建立了无整体旋转（NNR-no net rotation）参考基准NNR-ITRF2005和NNR-ITRF2008；根据目前板块运动和热点之间相对运动的现状,提出了建立平均热点参考基准的方法及其相应的约束准则,并综合利用地学热点数据和ITRF2005的实测数据,建立了基于平均热点参考架的绝对板块运动模型MHS-NUVEL1A和MHS-ITRF2005.
4.针对NNR基准和HS基准之间的较差旋转给出了定量估计.结果表明,基于热点的参考基准得到的岩石圈整体旋转与地球物理学家根据板块受力模型计算的岩石圈整体旋转在量级和方向上都基本一致,说明平均热点参考基准可能更符合实际情况.基于热点的参考基准能够更加真实的反映地幔对流的实际情况,研究地幔对流和板块运动的地球物理学家更倾向于采用热点参考基准,而大地测量学家则倾向于采用NNR参考基准.因此,我们提出,将基于实测数据的平均热点参考基准MHS-ITRF2005作为地球物理工作者研究全球水平地壳运动的参考基准,将无整体旋转模型NNR-ITRF2008作为大地测量学者研究水平地壳运动的参考基准.
5.提出并建立了最优全球垂直地壳运动的参考基准.深入分析了影响地壳垂直运动的主要因素,包括冰期后地壳的回弹、地面沉降、各种潮汐的变化等,提出4种建立垂直地壳运动参考基准的方案,即SLR垂向运动基准、ICE-5G模型基准、赤道附近垂向速度约束为零基准和地壳均衡学说基准,并分别进行了推导、验证和比较.结果表明,SLR垂直运动基准地球物理意义明确、易于实现、便于应用,是最优的地壳垂直运动的参考基准,因此我们提出将ITRF2008框架下SLR技术实现的垂向运动作为全球垂直地壳运动的参考基准.
6.针对中国地区的构造块体,分别提出了区域水平地壳运动和垂直运动参考基准的建立方案,并利用实测数据建立了中国地区的水平地壳形变模型.对于区域的水平地壳运动,提出将该形变区所依附板块的稳定主体作为该地区水平地壳形变研究的参考基准；对于区域的垂直地壳运动,提出将该区域的地壳垂直运动数据统一归算到最优的全球地壳垂直运动的参考基准上来,以建立一个与全球基准一致的该区域的地壳垂直运动速度场.
7.探讨并利用实测数据检测了固体地球的变化趋势,提出将全球的垂向运动归算到建立的SLR垂向基准上.系统分析了地球的非对称性变化现象,阐述了地球膨胀学说和地球压缩学说,并提出利用本文建立的最优全球垂直地壳运动参考基准,将全球的垂向速度都统一到该基准上,通过ITRF2008的数据研究地球的非对称性变化现象.结果表明地球半径的变化近似为(-0.1±,0.2)mm/a,即在目前的1倍中误差范围内,还不能认为地球的半径发生了变化.
第二篇固体地球物理学论文样文：地表物质迁移的时变重力场反演方法及其应用研究
作为21世纪初最具价值和应用前景的重力探测技术,卫星重力探测突破了传统重力测量方法的不足,充分展示新一代卫星重力探测的优越性.特别是GRACE卫星计划提供的长期观测及其时变重力场模型,为连续监测中大空间尺度乃至全球重力变化提供了长期有效的技术手段.GRACE卫星作为首个可直接应用于地表物质迁移研究的卫星重力计划,已在全球环境变化中得到了广泛应用.现有应用研究主要基于GRCAE时变重力场反演地表质量变化和GRACE观测数据直接反演区域地表质量变化两大类.本文在深入研究反演地表物质迁移的球谐系数方法和Mascon方法的基础上,反演了几个典型区域地表质量变化.
本文的主要工作和研究成果如下：
1.阐述了基于GRACE卫星观测数据及重力场模型反演地表物质迁移的方法和研究进展,并对GRACE时变重力场模型在陆地水储量变化、冰川消融、海平面变化以及固体地球形变等方面的应用研究进行了评述,给出了GRACE应用研究在地球科学及其相关研究中的作用和意义.
2.深入研究了基于GRACE时变重力场模型反演地表质量变化的球谐系数方法,分析了不同滤波方法对重力场模型误差的处理结果；对国际上不同机构发布的GRACE时变重力场模型进行比较分析,发现各机构发布的最新重力场模型进一步减弱了模型误差,且三大机构发布的模型结果更加趋于一致.研究结果为GRACE时变重力场的应用研究中滤波方法和重力场模型的选取提供参考依据.
3.将GRACE时变重力场反演地表质量变化的球谐系数方法成功应用于南极冰盖质量变化和日本地震同震重力变化研究.GRACE反演的南极冰盖质量变化反映了南极冰盖的加速消融趋势,其中东南极冰盖质量趋于平衡,西南极为冰盖消融的主要区域,且在2006年后该区域的冰盖质量消融速率明显增大；南极北部冰盖质量呈现阶跃式增加,且在2009年4月后其质量增加明显.GRACE获取的2011年3月日本地震同震重力变化与同震滑动分布模型模拟的同震重力变化在空间上正负分布的位置一致,且探测到地震重力变化的极大值为-5.30μGal.该结果表明GRACE时变重力场可有效的探测到地表质量变化中的长期趋势变化以及短期事件导致的地表质量突变.
4.基于卫星跟踪数据反演地球重力场的动力学方法,根据地球重力场与地表质量变化的关系推导了通过卫星重力观测数据直接反演区域地表质量变化的数学公式,即GRACE重力观测数据反演区域地表质量变化的Mascon方法数学模型.
5.研究了Mascon方法实现过程中的若干关键问题,分析了卫星观测数据对地表质量变化的敏感性,结果表明相较于轨道观测数据,KBRR信号残差同区域质量异常的相对位置和大小具有强相关性；分析背景重力场模型对星间距离变率数据的影响,发现不同精度模型得到的星间观测的差异较大,其选取将对重力场模型解算的稳定性和收敛速度会有很大影响；考虑质量块体间的时空相关性建立了时空约束方程,为Mascon参数的求解提供有效约束.
6.基于Mascon方法反演区域地表质量的基本原理和数学模型,通过模拟的GRACE卫星观测数据验证了Mascon方法的有效性以及程序的正确性,并针对选取不同参数获取的Mascon参数结果与参考异常场进行对比分析.研究结果表明：考虑信号泄漏和边缘效应对反演区域地表质量变化的结果存在一定程度的影响,计算区域适当大于研究区域范围可削弱这一影响；鉴于相关距离和比例因子决定了时空限制方程和观测法方程间的权重,分析了选取不同相关距离和比例因子的反演结果.以亚马逊流域为例,其计算区域范围较研究区域大于8.范围,同时相关距离和比例因子分别取250km和0.001较为合适；统计分析表明异常质量变化值小于5cm等效水高时,该质量变化几乎无法通过Mascon方法反演出来.
7.给出了基于GRACE卫星观测数据利用Mascon方法反演区域地表质量变化的计算方案与步骤,讨论了GRACE Level1B数据观测数据预处理方法和固定参考重力场模型的加速度计校准方法.以亚马逊流域为例,给出了2009年7月以Mascon参数反演的区域地表质量变化,将其与GRACE球谐系数方法获得的结果进行对比,表明两者的空间分布整体上较为一致,且月间隔和10天间隔的地表质量变化均可以反映亚马逊流域2009年7月左右的洪水事件.
8.研究了青藏高原的地表质量变化特征,利用全球水文模型和GIA模型对引起地表质量变化的水文效应和冰后回弹效应进行了分析,并将GRACE反演结果和现有模型、水文气象和GPS等多源观测数据对典型区域地表质量变化进行分析,主要包括青藏高原东南部延伸区域、三江源区域以及高山冰川区等.GRACE不仅成功探测到由于2010年中国西南部特大干旱引起的陆地水储量骤减,还捕捉到现有水文模型无法反映的高山冰川消融信息,同时GRACE计算的水文负载引起的地表形变为分离GPS观测中的非构造形变提供有效信息.
第三篇固体地球物理学论文范文模板：粒子加速器中复杂静力水准系统的精度理论与验证研究
静力水准系统(Hydrostatic leveling system,下面简称HLS)根据相连的钵体中液体总是相同势能的水平原理,测量和监测观测点之间的相对高程变化量.HLS系统以很高的测量精度在精密工程测量领域得到广泛应用,尤其在精密工程测量如粒子加速器准直测量中应用最为普遍,国际上大部分粒子加速器实验室的准直测量工作中均用到了静力水准系统.粒子加速器在铅垂方向的位移变化是影响加速器正常运行的主要形变,因此利用HLS对粒子加速器中各重要元部件的沉降变化进行监测是必要的.
论文首先结合目前粒子加速器准直的研究发展趋势,对HLS系统在国内外粒子加速器准直工作中的应用进行了系统介绍,阐述了各大加速器实验室在利用HLS进行准直测量时面临的相关问题及挑战.随着加速器新理论和技术的发展,新一代光源加速器不断出现,工程对准直精度的要求越来越高,因此仅仅单方面靠提高HLS传感器本身精度是不足够的.
论文一方面着重探讨了影响HLS测量精度的因素,并对这些影响因素进行了深入的理论分析；另一方面通过合理设计,建立多套实验验证系统,对理论研究进行验证,进而提出了剔除这一系列影响因素的方法.具体研究内容和成果主要如下：
1.温度不均匀对HLS系统测量读数的影响研究.静力水准系统的工作媒介是液体,温度不均匀变化必然引起液体密度的变化,也就使液体体积发生变化,必然影响系统的测量精度.通过理论研究和实验验证,得出了一套可靠的温度修正方法.
2.阐述了钵体液面所受压力不同对HLS系统读数的影响,并提出了消除该影响的措施.采用了密封传感器钵体,将传感器钵体之间用等压气管连接的方法来保证钵体内液面所受压强大小相等,减小HLS系统误差来源.同时还简要阐述了地面振动、重力异常对HLS读数的影响.
3.深入研究了倾斜固体潮、海洋负荷潮对HLS读数的影响.地球在引潮力作用下,固体地球会发生周期性的形变,倾斜固体潮周期性地在HLS读数中呈现.在高精度大地测量尤其是高精度粒子加速器准直测量中,固体潮的影响不可忽视.因此,首先需要对HLS数据进行预处理,对HLS数据进行温度补偿,再对数据进行调和分析,得到当地的潮波模型以及倾斜潮的准确影响,进而可以对HLS读数中包含的倾斜固体潮部分进行潮汐改正以得到更高的监测精度.
4.在合肥光源实验室搭建一套长约20米的HLS实验平台.该平台主要验证了采用的HLS系统精度足够分辨固体潮,并且该系统的读数变化主要源于固体潮的影响.
5.在噪声干扰很小的泾县地震台监测洞体内搭建了一套HLS监测系统,更进一步验证利用该套HLS系统进行固体潮修正的可靠性.
6.为了更广泛地研究固体潮修正模型,完成了基于瑞士CERN和日本Spring-8加速器实验室的HLS数据的固体潮改正研究.
本论文首先提出了粒子加速器中复杂静力水准系统的精度理论与验证研究,属于首创.通过运用多学科的知识,综合研究HLS系统的各个影响因素,可以更严格、更科学地反映HLS的真实测量精度.采用理论和实验相结合的方法是本项目的特色,对静力水准系统进行全面的理论研究和实验验证,为正在使用的和将要使用的静力水准系统提供科学的评价标准.
本论文研究工作的完成,为已经建成以及即将开始建设的新一代粒子加速器中使用静力水准系统获得更高精度的测量数据奠定了基础,具有重要意义.
第四篇固体地球物理学论文范例：利用ICESat和GRACE卫星观测数据确定极地冰盖变化
全球气候变化是大气和海洋科学以及固体地球物理学等的交叉研究领域.评价地球如何随着全球变暖而变化,一个有效可行的方法是研究极地冰盖的变化以及冰盖与海洋和大气之间的相互作用.冰盖消融是影响全球气候变化的重要因素,研究表明冰盖的演化对全球海平面变化有较大的影响,这种影响目前表现为平均海面上升,正在威胁人口集中的沿海陆地和南太平洋某些岛国的生存环境.尽管较大范围的融化不会马上来临,但是冰盖的持续变化影响着全球气候变化的进程和全球的温室效应.冰盖和海洋之间的年质量交换大约相当于全球海平面高度的8mm的海水质量,因此即使是小的质量交换比率的变化也是很重要的.1992年IPCC(政府间气候变化专门委员会)关于气候变化的科学评估增刊中谈到,关于海平面高在认识上最大的不确定性,在于未能充分理解反映气候变化,同时也影响海面高预测的极地冰盖.美国国家科学院(1990)也指出,格陵兰岛和南极冰盖质量平衡中的变化是我们了解全球气候变化和海平面升高的关键,也是海平面高预测量化和精化的关键.由于冰盖质量平衡的不确定性直接影响全球海面变化率的不确定性,因此,极地冰盖的量化监测和评估非常重要.研究冰盖对于气候变化的响应需要高精度的观测数据集和均衡的冰面覆盖.
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ICESat激光测高卫星是NASA对地观测系统的一部分,ICESat卫星上的地学激光测高系统可以年际和长时间尺度监测极地冰盖高程变化,量化极地冰盖质量变化和质量平衡的改变.本论文主要研究内容为利用ICESat激光测高卫星观测数据联合GRACE卫星重力数据研究年际和长周期的极地冰盖变化,探讨极地冰盖总量平衡和对海平面变化的贡献；获取预测冰盖总量和海平面变化所需的关键数据；研究质量平衡改变的原因以及它们对全球海平面和全球气候变化的影响.
本文的主要研究内容和成果包括：
(1)从全球气候变化、海平面上升及冰盖冰川消融三者的关系出发,综述了冰盖冰川的消融现状及南极洲和格陵兰岛冰盖的质量平衡进程,阐述了监测冰盖表面高程及质量变化的相关技术和方法,
(2)总结和评述了ICESat激光测高技术的应用及ICESat卫星的在轨性能,分析了激光测高监测冰盖表面高程变化的优势,对ICESat上搭载的唯一有效载荷即地学激光测高系统(GLAS)的波形和测高精度进行了分析；分析了激光测的误差来源,及相关地球物理改正,
(3)详细描述了GRACE数据产品构成,总结并研究了利用GRACE时变重力场反演地球表面质量变化的基本理论,
(4)研究并实施了ICESat卫星激光测高数据预处理,给出了交叉点计算方法,获得了“净化”的可靠数据集,
(5)较系统地研究了三种数据内插方法,包括Shepard方法和连续曲率张力样条法及Kriging方法,利用实测数据,通过对三种内插方法的多项实例分析比较,提出确认连续曲率张力样条方法更适合于极地冰盖数据的内插,
(6)利用交叉点计算得到的高程差与时间差的导数计算平均高程变化率,分析了冰盖变化趋势,探讨了影响冰盖高程变化的因素,
(7)利用GRACE卫星观测数据反演了南极洲和格陵兰岛冰盖的质量变化,分析了冰盖质量变化的时间特征及其与气候变化的关系,
(8)对比分析了ICESat数据与GRACE数据所得极地冰盖变化结果,揭示了极地冰盖质量平衡与全球海平面变化之间的相关性.
综上所述,本文的主要研究成果包括：ICESat激光测高数据的预处理技术；数字地面高程模型的高精度插值方法；基于ICESat测高数据建立了极地高精度高分辨率冰面数字高程模型；基于交叉点算法获取了极地冰盖高程变化时间序列；利用GRACE时变重力位模型反演了极地冰盖质量变化；对比分析ICESat与GRACE数据所得极地冰盖变化结果；揭示了极地冰盖质量平衡与全球海平面变化之间的相关性；研制了可联合卫星重力数据和激光测高数据推求极地冰盖变化与水质量变化的多功能软件系统.
第五篇固体地球物理学论文范文格式：GOCE卫星测量恢复地球重力场模型的理论与方法
本文主要研究了GOCE卫星测量恢复地球重力场模型的理论与方法.作者在文中所做的主要工作和创新点有:
(1)建立了扰动引力梯度张量各分量的传统计算模型,推导了m 2 Pn m(cos ) sin2的去奇异性计算公式,进而建立了扰动引力梯度张量各分量去奇异性的详细计算模型.
(2)研究了卫星重力梯度数据向下延拓的解析法、泊松积分迭代法和卫星重力梯度数据格网化的移动平均法、反距离加权法、普通克里金法,采用“直接法”和“移去-恢复法”两种方案对其向下延拓和格网化效果进行了测试.
(3)分析了能量守恒方程中各项误差对沿轨扰动位计算结果的影响,建立了利用扰动位数据确定地球重力场的最小二乘直接法、调和分析法、最小二乘配置法的实用数学模型.
(4)建立了利用扰动引力梯度张量各单分量和组合分量确定地球重力场的最小二乘直接法去奇异性计算模型,推导了利用扰动引力梯度张量单分量和组合分量解算地球重力场的调和分析法模型,进一步推导了扰动引力梯度张量各个分量之间的自协方差和互协方差函数及其与引力位系数之间协方差函数的具体计算公式.
(5)推导了利用不同类型重力测量数据确定地球重力场的联合平差法数学模型,介绍并分析了模型中各类数据最优定权的参数协方差法和方差分量估计法.
(6)论述了谱组合法的基本原理,给出了多种类型重力测量数据联合处理的谱权及谱组合的通用表达式,基于调和分析方法推导了SST+SGG、SST+SGG+Δg和SST+SGG+Δg+N恢复地球重力场模型的谱组合公式及对应谱权的具体形式.
(7)推导了利用迭代法联合不同类型重力测量数据反演地球重力场模型的基本原理公式,并给出了其具体实现步骤.
(8)分析并计算了重力卫星轨道高度、卫星星间距离和卫星轨道倾角的设计指标,讨论了双星轨道长半轴的一致性要求、双星姿态俯仰角的控制要求以及双星编队保持机动的时间间隔要求.
(9)确定了KBR系统的星间距离、星间距离变化率和星间加速度的精度指标,设计了星载GPS系统的卫星轨道位置和速度以及加速度计测量的精度指标,计算了加速度计检验质量质心到卫星质心的调整距离精度指标,分析了恒星敏感器的姿态角测量精度和稳定度,计算了参考重力场模型对于累计大地水准面精度和积分卫星轨道的影响.
(10)研制了一套利用卫星重力测量数据反演地球重力场模型的软件平台.
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固体地球物理学引用文献:
[1] 新颖的固体地球物理学论文参考文献 固体地球物理学参考文献有哪些
[2] 固体地球物理学论文提纲 固体地球物理学论文大纲如何写
[3] 固体地球物理学论文摘要怎么写 固体地球物理学论文摘要范文参考
