《GRACE數據的重力反演理論研究與新版模型解算》是依託同濟大學，由沈雲中擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：GRACE數據的重力反演理論研究與新版模型解算
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：沈雲中
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目開展GRACE衛星數據的重力反演算法研究，並解算Tongji-GRACE02版本的靜態與時變重力場模型。主要理論研究內容為：1.改進平均加速度法星間速度觀測值的重力反演算法，顯著提高其解算精度；2.引入非保守力加速度和姿態數據觀測誤差改正數，完善GRACE數據反演重力場的函式和隨機模型；3.改進短弧邊值法的解算模型，實現軌道和重力場聯合解算。基於理論研究成果，進一步完善GRACE數據的重力反演軟體；利用2003年1月至2013年12月的GRACE衛星觀測數據，解算新版本Tongji-GRACE02模型，包括一個180階次的靜態重力場模型和一組90階次的月時間解析度時變重力場模型，並向國際全球重力場模型中心申請通過其網站向全球用戶發布（舊版本Tongji-GRACE01已經發布）。並套用新版本的時變重力場模型分析南極和格林蘭冰蓋的質量變化特性及其對全球海平面變化的影響。
結題摘要
利用GRACE衛星數據研製的高精度、高時空解析度的時變和靜態全球重力場模型是GRACE衛星探測全球質量遷移變化的科學研究和預測、評估全球氣候變化等災害影響的基礎。國際上新版重力場模型持續推出，GRACE官方於2018年公布了最新的RL06版模型。我國的GRACE型重力衛星計畫的實施也需要研製相應的數據處理平台。 本項目研究GRACE衛星數據的重力反演理論方法，完善軟體平台並解算新版靜態與時變重力場模型。主要理論研究成果為：1.建立了以幾何軌道為初值線性化的GRACE重力反演的平均加速度法解算模型，解算了同類方法中精度最高的Tongji_Acc RL01版時變重力場模型；2.引入非保守力和姿態觀測誤差的改正項，完善了GRACE數據重力反演的函式和隨機模型；3.構建了校正非保守力觀測值的新參數化方法，實現了6小時弧段長度GRACE重力反演的短弧邊值法解算模型；建立了幾何軌道為初值解算重力場和l精化軌道的聯合平差模型；4. 基於嚴密的協方差傳播的關係，完善了區域質量變化反演的點質量模型。基於理論成果完善了GRACE數據的重力反演軟體平台，解算了60階次、月時間解析度的Tongji-GRACE02時變重力場模型（2003年1月至2012年12月）和180階次的Tongji-GRACE02靜態重力場模型，並通過國際全球重力場模型中心網站（http://icgem.gfz-potsdam.de/home）發布；中心網站全球6個地區的GNSS水準檢核結果表明：Tongji-GRACE02靜態重力場模型優於該網站發布的同類模型；此外，還研製了90階次、月時間解析度的Tongji-GRACE2018時變重力場模型（2002年4月至2016年12月），其信噪比明顯高於RL05模型。用新版時變重力場模型分析了南極、格陵蘭冰蓋和青藏高原冰川的質量變化特性；確定了南極和格陵蘭冰蓋質量變化速率為-130 ± 25Gt/yr和-142.13 Gt/yr，青藏高原冰川融水導致高原湖泊水儲量增加。 項目研究成果發表了11篇國際SCI論文，5篇EI論文和7篇其他核心刊物論文；參加了25人次國際會議（境外12人次）都作了口頭或張貼報告，10人次國內學術會議；培養了4位博士和7位碩士畢業生，其中陳秋傑和李偉偉獲得上海市優秀博士畢業生，陳秋傑還獲得德國洪堡基金資助。
