地壳运动对重力测场变化特征的影响 学位论文.docx
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地壳运动对重力测场变化特征的影响学位论文
分类号密级
UDC编号
本科学位论文
地壳运动对重力测场变化特征的影响
学生姓名：
指导教师姓名、职称：
学科、专业名称：
研究方向：
二〇一六年四月
ThesisforBachelorDegree
ResearchoftheDevelopmentTrendofComputerizedAccounting
By
Supervisedby
Prof.
April,2012
摘要
造成的引力场的时空变化地壳运动和变形的卫星重力测量的目标之一，地壳运动研究模型是对学校最热的地方之一。
在此基础上，为纽带，卫星重力和地壳运动模型相结合所造成的地壳运动作为一种新的探索研究区域重力场变化的引力场的变化。
本文综述了国内外，做了以下工作的基础上，研究成果：
1，介绍与相关重力测量地壳变形模型阐述整个之前的开发和到位的科学卫星重力探测技术的应用，以及出国留学。
2，系统介绍了GRACE卫星节目和重大重力场模型，GRACE数据计算的区域重力场变化的基本原则。
这些基本原则的深刻把握的基础上，来进行系统科学分析。
关键词：
重力场模型；地壳形变模型；数据计算
Abstract
Crustalmovementanddeformationcausedbychangesinthegravitationalfieldspace-timeisoneoftheobjectivesofsatellitegravitymeasurements,andstudymodelofcrustalmovementisoneofthehottestplacesontheschool.Onthisbasis,thechangeinthegravitationalfieldasalink,thesatellitegravityandcrustalmovementmodelcombiningresearchregionalgravityfieldchangecausedbythemovementoftheearth'scrustasanewexploration.
Thispaperreviewedtheresearchresultsonthebasisofdomesticandforeign,dothefollowingwork:
1,introducesthedevelopmentandapplicationofsciencesatellitegravitydetectiontechnologyinplace,andstudyabroadbeforecrustaldeformationmodelwithgravitymeasurementsrelatedexpoundedonthewhole.
2,thesystemintroducestheGRACEsatelliteprogramsandmajorgravityfieldmodel,GRACEdatatocalculatethebasicprinciplesofregionalgravityfieldchanges.Profoundgraspofthesebasicprinciples,basedontheanalysis.
Keywords:
gravityfieldmodel;crustaldeformationmodel;datacalculation
目录
摘要I
AbstractII
目录III
第1章.绪论1
1.1研究的背景与意义1
1.2研究现状综述1
1.2.1卫星重力探测技术的发展2
1.2.2国内现状2
1.3研究内容与研究方法3
1.4本文的组织结构5
第2章.GRACE卫星数据确定地球重力场变化6
2.1概述6
2.1.1GRACE重力卫星测量系统简介6
2.1.2地球重力场基本理论7
第3章.直立长方体模型确定重力场变化8
3.1直立长方体重力异常模型的建立8
3.2直立长方体模型模拟计算西部地区重力场变化8
第4章.中国西部地壳水平运动引起的重力场变化特征9
4.1中国西部地区地壳运动概述9
4.1.1中国西部地区构造背景及主要构造运动特征9
4.1.2中部西部地区地壳运动的理论研究成果11
4.2GRACE重力场模型计算西部地区重力场变化11
第5章.结论与展望12
5.1本文工作总结12
参考文献13
致谢14
第1章.绪论
1.1研究的背景与意义
地球的地球重力场是地球的转动的物理物质和运动信息的分布，它是更稳定的地球物理场之一。
地球重力场和地球科学知识，特别是大地测量学，固体地球物理学和海洋学研究不可或缺的基础资源。
因此，地球重力场，了解和研究将成为现代大地测量等相关地球科学学科发展最活跃的地区之一。
大地如在调查和地球物理学，主要是在每个所提供的信息实现自己的研究目标，以支持和相互补充的领域的交叉研究的地球重力场。
如物理地球科学的研究和建立测量重力场模型求解的需要提供地球物理数据密度地壳，地壳厚度，地球潮汐数据。
与空间位置和的介质改变地球的密度分布，并在地球的重力场的变化重力场观测点主要由地球系统的质量导致再分配。
因此，在引力场中观测到的变化是可以逆转的变形，中密度变化或地壳的大规模迁移，从而探讨相关问题与地球动力学地震活动和地壳运动。
新一代卫星重力探测计划的实施，重力测量技术的不断发展后，已经厘米高分辨率重力场模型，进一步推动重力场的理论和方法的地球物理解释的发展。
同时，地球的地壳板块运动和地震活动的质量分布，也成为感兴趣的许多研究人员更是一个问题。
在这项研究地壳运动和变形和重力变化基于重力卫星观测理论模型到一个新的探索。
1.2研究现状综述
重力场和空间变化类型的变化和时间。
前者反映了地球和地壳结构，属于大地测量和地球物理领域的形状;后者主要反映地球的变形，地球的内部质量的运动，以及在地球的空间在某些动力学的元件的运动的变化，它与现代地壳运动，密切相关的地震预测研究和基础天文学。
在重力场中时间变化可以分为两类潮汐和非潮汐变化的变化。
由于外部天体（主要是太阳和月亮）和地球表面的地心的引力效应前者;后者主要变化在地球上，如地球自转速度的变化，推土，地壳运动，地壳形变，深物质引起的突变。
1.2.1卫星重力探测技术的发展
卫星重力检测技术，最初来自卫星的三角测量研制，随后多普勒导航卫星系统（1970），多普勒卫星导航系统上的高精度定位卫星时代的发展至今，新一代的卫星定位系统和CHAMP，GRACE，GOCE重力卫星系统的发展。
一般情况下，你可以开发卫星重力探测技术大致分为以下几个阶段[hlf'10
第一阶段是利用光学技术卫星三角。
通过测量卫星的方向的坐标系，并建立基线，利用卫星的交点位置确定。
第二阶段是利用地面跟踪和卫星对地观测技术。
包括单反相机，多普勒，DORIS，PRARESRA等等。
第三阶段是最新的卫星技术来检测引力，即CHAMP，GRACE和GOCE卫星重力卫星跟踪卫星和卫星重力梯度测量技术为代表。
卫星重力测量系统，目前也计划在中国的项目，测量模式是混合卫星跟踪卫星测量模式。
静电悬浮加速度计，K波段星间测距仪，双频GPS/GLONASS接收器和星载激光反射器的主要有效载荷。
用于实现两个低轨卫星之间的跟踪测量重力K波段星间测距仪，用于跟踪双频GPS/GLONASS接收器和测量卫星间激光反射器之间的高轨道卫星LEO重力GPS/GLONASS卫星，主要是用于测试轨道模型，其主要目的是测量地球的重力场的高频部分。
1.2.2国内现状
GRACE重力场的卫星于2002年发射成功是新一代卫星重力的当前运行。
新一代卫星重力计划将提供有关地球重力场，更精细的结构更丰富的信息，长波将得到极大改善，甚至可能从静态引力场提高动态变化和发展的短波部分，当重力场。
其结果是，对于地球引力场的研究卫星重力检测技术提供了大量的观测数据，填补地球重力的空白区域，可以用基本参数的高精确度和高分辨率溶液地球重力场进行计算，在了解地球重力场大大提高。
地球的重力场的相关研究利用GRACE卫星重力数据反演取得了许多成就，主要是，该模型的精度有了很大的提高。
作为周旭华，许厚泽（2006）使用141天GRACE卫星观测（包括K波段机载加速度和卫星轨道数据）地球重力场模型40为了IGGGRACE-O1S.比以前开发的卫星的引力模型精度反转发射重力场模型。
龙鳞，Xiazhe仁，工人兴涛（2007）与30天GRACE卫星观测之间的速度之星，地球重力场模式DQM2006S2的100次计算，并且，GIGENCHAMP03S与EGM96比较，结果表明，该模型的准确性比两者的模型精度后好。
研究的另一个重点是利用陆地水储量GRACEGRACE卫星重力数据变化和海平面变化。
由于珠光斌（2007）利用GRACE卫星重力程序提供的Level-2数据产品，查询陆地蓄水变化中国区域;当邢肋麟使用GRACE重力场的变化进行了监测在中国及其周边地区每月的蓄水变化。
通常金龙，钟敏等。
（2007年）GRACE卫星重力数据与2003--2005分布的热容量全球海平面变化的卫星测高数据相结合。
结果显示，GRACE卫星重力不仅反映在水中的全局品质的季节变化，并与高度计装置，而且大型空间变化反映海平面的季节性热容量。
这项研究将恩典地质有关问题的卫星重力观测，目前也有一些成果，陈等人等。
（（2007）利用GRACE卫星检测Sumtra-安达曼大地震同震和震后变形的研究;Han等用GRACE卫星观测研究2004年苏门答腊-安达曼大地震的地壳扩张.Velicogna（2002）和粘度等研究GRACE卫星观测数据提供GX-OG地球冰反弹和虎翼的使用GRACE地壳。
节（2009年）后，结构的GCM模型数据，通过确定地核和地幔的质量，从地球的地壳产生的重力异常和布格分开经过修正，因此研究地壳和附近中国的地理情况。
1.3研究内容与研究方法
中国西部地区的地壳运动和变形是在生活环境气候，显著的变化，影响到中国的经济建设可持续发展的关键因素之一的影响。
构造应力场的影响下结皮，可以如平移，旋转发生，拉伸弹性和非弹性变形和移动的弯曲，这些变形和运动，地壳无疑将指向的材料变化的密度和位置，
在传统的地面重力测量引起外界地球重力场的变化。
学生在理论上无法观察重力变化，观察点本身的地壳在水平方向上生产所观察到的结果移动，地壳运动影响不大，很少有人考虑地壳压缩和引力场的变化影响的水平运动。
因此，基于所造成的组合箱梁重力模拟结果异常模型研究重力场地球的地壳运动卫星重力测量，探索不同而造成的运动和变形过程中国西部地壳引力场的变化是本次研究的主要途径之一内容。
其主要内容如下：
（1）在地球重力场的变化的研究进展，介绍了卫星重力探测技术及其在地学应用，以及出国留学与相关重力测量地壳变形模型阐述了之前的整体发展。
（2）系统介绍GRACE卫星节目和重大重力场模型，GRACE数据计算的区域重力场变化的基本原则。
这些基本原则的深刻把握的基础上，引力模型主要以精密的计算，
勒让德函数的计算，以及高斯平滑计算做了一些研究工作，并于2008年3月和七月顺序不同的地球重力场的变化计算的GRACE卫星。
（3）在重力的深刻理解，以及基于原则重力异常重心位置的计算，得出直立矩形重力异常公式直立矩形重力异常模型建立。
分别按单块仿真伸缩运动的模型中引起的重力异常平移运动之后发生，并在这些运动的一些特征的重力异常的事件分析单个块。
最后，直立矩形模式已进一步延伸，形成多单元块模式组合。
（4）详细参考中国西部地区和主要构造特征的背景的地质结构。
由GRACE卫星的数据来计算中国的西部地区（2009-2004年订购120（GSM）的重力异常。
分别利用现有的GPS数据，而没有考虑在这两种情况下，考虑地形和地形变化，仿真我们计算了地球造成的地质数据的分发，并进行了全面的分析，以确定在两个计算方法的模拟结果卫星重力计算的变化的作用下，印板的中国西部水平运动以外引力场得出许多因素的差异的结果存在。
研究地球动力学过程的地球重力场变化为揭示非常重要的潜力。
本文卫星重力和矩形数值模拟重力异常GRACE模型基本上从组合分析造成中国重力场变化西地壳运动，这是在地质研究完成的异常模型的卫星重力应用和块的初步研究的结合。
1.4本文的组织结构
本文包括以下章节：
第一章：
介绍了背景和本文的意义介绍了项目成本控制的主要需求。
然后讨论了当前形势与国内外的研究和开发项目的成本控制。
最后，主要研究内容和章节安排。
第二章项目成本控制概述：
本文介绍了项目成本控制的基本概念，以及它的本质特征。
为以后的内容提供了理论依据。
第三章企业项目成本控制和管理问题：
要求第一章介绍对业绩的分析第二章的理论基础出了目前中国企业实施成本控制的项目管理问题，并分析其原因。
第四章措施加强工程造价控制和管理：
在第二，在此基础上论文，文献研究，各章的理论分析，提出了推动中国企业加强项目成本控制战略对策的管理。
第五章成本控制管理案例研究：
与特定的情况下，前几章性能分析在实践中进行讨论。
总结与展望：
本研究进行了总结和未来的工作前景，并提出建议。
第2章.GRACE卫星数据确定地球重力场变化
1.5概述
因为过去有限的地球重力场测量数据阻碍了重力场模型的开发。
卫星跟踪技术在引力场的检测，打破了这个障碍，允许高精度高阶系数地球求解可能;它可以迅速获取信息地球的重力场中长波，这不仅可以得到重力场静态信息，但你可以得到随时间变化的重力场信息。
本章介绍GRACE卫星重力场模型和关键计划，并利用GRACE数据的基本原理，计算区域重力变化。
专注于GRACE卫星计划，GRACE重力场模型，重力异常球谐表示和GRACE数据计算区域重力原理的几个方面改变了详细的分析。
1.5.1GRACE重力卫星测量系统简介
GRACE（重力恢复和气候试验）卫星是凭借重力的合作在2002年推出，成功的新卫星重力，主要用于获取地球重力场的时变特性，并在全球重力场的长波部分的，但也可用于检测大气和电离层环境。
GRACE卫星重力数据处理项目，配送等工作，分别由美国喷气推进实验室（JPL），德州空间研究中心（CSR）和德国研究中心地质大学（GFZ）大学一起工作。
GRACE卫星数据已被成功地用于确定地球重力场模型的精度。
GRACE卫星安装在主车载设备：
机载GPS接收机，精密加速度，K波段微波测距系统，星传感器。
GRACE卫星可以高精度地球重力场来确定。
这样做的原因可以在轨道高度GRACE卫星，观察模式，和车载设备的角度来考虑。
（1）GRACE卫星绕地球重力场的高灵敏度低;
（2）观察GRACE方式差很多抵消公众的测量误差;（3）机载GPS接收机同时接收多个卫星信号，使得卫星提高轨道的准确性;（4）三轴加速度计板载直接访问非保守势力摄加速，没有非保守势力模型;（5）K波段测距两颗卫星之间的系统安装速度做出变化率优于10“6米/秒的测量精度;（6）激光发射镜上的卫星，实现了卫星激光测距辅助轨道确定和核检。
1.5.2地球重力场基本理论
时间重力场模型的分辨率取决于卫星轨道最低点的变化。
从理论上讲，90度的时间分辨率轨道倾角，重力LEO卫星节目可达到一天。
但是因为有误差的来源很多，实际的时间分辨率超过一天要低得多，此前计划GRACE卫星重力将不给予一个月（GRACE时间分辨率）的重力场的变化。
虽然地球物理重力场高频变化是非常感兴趣（如潮汐信号等），但目前的水平精度适于通过低频率的变化的研究。
第3章.直立长方体模型确定重力场变化
1.6直立长方体重力异常模型的建立
地球运动具有重力地面上的点上在地球的地壳变动的影响，在一个直立的矩形篇章为基本单位，在重力的第一相关计算公式，重力势能与重力势能通过做一些派生直立矩形重力异常公式该模型数值模拟计算，最后阐述了模型的进一步应用。
地球是动力系统的时空变化，地球系统的材料的质量会导致不同时间尺度上的地球重力场的变化重新分配。
重力异常是由于地球质量的不规则分布而引起的。
我们归因地球系统的质量的再分配到在地球的质量分布的凹凸来计算在重力场的变化是通过该方法对异常在重力变化的计算变换。
根据具有地质体，发生和由理论计算，每个研究为4g数值大小和它们引起的场的一阶导数，空间分布和变化残余密度分布的剩余质量的已知的形状也可以称为重力异常正问题。
上述已知的，与地质体的剩余质量，是地下的地质结构异常的客观存在，地质构造和身体的近似理论模型。
仅与它的衍生物DG这些地质字段数值大小，空间分布和变化，反过来，相关的反转，即，异常的观察重力的数值大小和它的衍生物，空间分布和变异，定性和定量的推断地下地质结构异常客观存在，其余结构密度。
1.7直立长方体模型模拟计算西部地区重力场变化
地壳运动和相对于基准在时间和空间上的帧的变形，并且如果最初的观察状态，其中地壳作为参考帧，可以研究地壳的状态，并根据帧以后观察参考的相对变化的参考，然后研究这一变化，并产生其他变化的影响。
据中国西部地质和GPS观测数据和直立矩形重力异常模型在第三章衍生应用的区域，它模拟在中国西部重力计算的水平地壳运动由于异常变化。
第4章.中国西部地壳水平运动引起的重力场变化特征
中国西部地区（东经105度以西的区域）是地球上最猛烈的构造运动，比较突出的地区地壳变形的特点之一。
本章参考地质，地形和已有的GPS等观测，GPS观测的水平位移已知条件的模拟造成地球外部重力场的变化印度板块影响中国西部地区水平运动的分布区和卫星地质资料分析，最终其分布的对比分析进行重力观测。
1.8中国西部地区地壳运动概述
中国西部地区是喜马拉雅弧的基础上，帕米尔，贝加尔湖，终点阿萨姆邦三角形的强烈变形区。
大规模的隆起和：
由于地质历史和结构的复杂性，印度板块与欧亚板块碰撞，继续北上的周围造成运行情况块彼此是很复杂的，主要表现为挤压变形引起的碰撞抑郁水平平移运动。
在挤出区发展加厚地壳缩短和抬升，大型逆冲断层，坳陷盆地走滑断层，块旋转和挤压结构和一系列相关的结构类型[（2s10
1.8.1中国西部地区构造背景及主要构造运动特征
在地质历史时期，中国西部构造具有结构特性来阻止断裂为主要特征。
块是三维的，具有相似的沉积地层，岩浆活动，变质，构造样式和“自相似”独立地质体相同的地质历史。
在以上几个方面都是不同的地质体之间的差异显著。
因此，通过破碎切割块所包围的限制，并且不同的温度和压力条件，岩浆经历下沉积地质
施工过程中的活动和其他类型的变质和结构转换的进行地质应力产生的褶皱，断裂，粉碎等工序的组合。
中国西部的几个重要活动区域构造运动的特点：
中国西部的几个重要活动区域构造运动的特点：
（1）青藏地区（北纬25}40度，东经-100度75包括地区）。
南从喜马拉雅山
雅山，西到帕米尔西昆仑山祁连山，六盘山以东龙门山一个宁静的河由一条小河在该地区附近包围的阿尔金山，北。
大量的事实和研究表明，青藏高原是一个不同的周边岩石圈构造活动区，最明显的特征是长达45005000米平均海拔，形成鲜明对比的居民区，并显示的地形镜子高度和地壳相关的厚度（即，在同一时间有很大的地壳厚度）。
青藏地区的地震活动频繁，强度大的地区之一。
受青藏高原在印度，塔里木，中国北方和南方中国不同的硬板的综合作用下，形成了一个独立的活动区域，因此，在喜马拉雅山山麓，皮埃蒙特昆仑山，祁连山和皮埃蒙特山麓龙门山，有很强烈的断裂构造。
（2）川滇地区（2232度，纬度，经度}98-107度之间的区域包括）。
四川云南地处中国西部的地形，过渡壳的厚度和重力梯度动荡，其构造运动的主要特点是在强烈隆升背景显著差异块体运动，形成了大量的高山和湖泊相辉映的风景。
川滇地区是由川滇块深大断裂，其北界，东部边界和西南边界是鲜水河断裂带，安宁河断裂，红河断裂和小江断裂带，西部边界组成构造活动的主要特点是金沙江南北断层附近。
构造运动是非常强的领域，是中国大陆强震活动频繁发生的地区之一。
结构研究活动证明川滇块有周围的趋势东亚和东南亚喜马拉雅节点顺时针整体的运动，但运动可能不均匀。
（3）天山地区（3746度，北纬，东经72}-包括区域之间％）。
天山夹在地槽褶皱带的塔里木，准噶尔块体之间。
该地区的天山地质构造分为南，北天山天山构造带。
北天山构造带是指义乌市，巴里坤，乌鲁木齐，阿拉山口南线，哈密，托克逊，全新原装，昭苏线北天山山前地区。
有Zhungeernan缘断裂北天山构造带，断裂的北部边缘和博格达巴里坤断裂。
南天山包括汉腾格里峰，盆地大Youluduosi南缘，库尔勒，阿克苏，喀什，鸭通线北天山和皮埃蒙特。
有秋栗他仡骨折，骨折和热刺柯坪崇拜紫弓骨折南天山构造带，它们共同构成了天山与塔里木盆地的边界客隆。
嵌入北部和西北部塔里木地块印度板块构造结帕米尔挤北端，构成了中亚天山山脉和大北方地区的强烈压缩变形。
1.8.2中部西部地区地壳运动的理论研究成果
有关涉及到中国西部地壳运动很多，如森河在使用GPS数据的河西走廊研究，东北边研究领域的水平运动，结果显示，在欧洲和亚洲，河西走廊地区参照系南整体位移东南;位于河西走廊北部比南部运动阿拉善敢情块体运动速度较慢（可能比南方慢6毫米/A）。
关系沿着柴达木盆地南缘的喜马拉雅山地壳运动的北缘，也有一些，如刘经南，徐俊，只有三个GPS数据喜马拉雅山北缘学习到的南部边缘柴达木盆地，沿水平方向和垂直速度场研究结果表明，青藏地区的地壳运动的主要特点：
南北缩短一些紧张。
一些文献中，也用在某些领域对计算绝对重力观测地壳运动速率值，和分析的相关原因，如张伟民等。
使用绝对重力观测获得的数据，相对于西藏块柴达木块（2000）向东运动，也进一步反映东侧物质走出青藏高原。
1.9GRACE重力场模型计算西部地区重力场变化
重力场模型利用卫星重力异常计算，主要反映了地壳的缓慢分布，地面上的材料，这有利于探索重力梯度区或突然改变它的起源从建筑的静态引力场的角度来看，还有进一步中强地震地球物理特征研究。
此外，尽管GRACE卫星重力空间和时间分辨率不高，但可以在卫星重力场模型被用来探索大规模来自于卫星重力变化及其原因。
在理论上，重力场模型仅包含从0到无穷大的球面谐波系数的所有顺序时重力场信息，以反映整个频带，但实际上只能得到顺序GRACE卫星重力的最大数量异常。
研究表明大约异常源，不同的重力场模型截断阶深度，短波180阶的卫星重力异常反映36公里的深度，主要是地壳内异常物质的密度。
第5章.结论与展望
本文内容基于访问中国的西部地区，构造运动的主要特点，并引起相关信息在国内和地壳运动的基本重力场变化大构造背景，主要有以下工作：
GRACE卫星的系统研究计划和重大引力模型模具，GRACE重力场型精密计算，勒让德函数计算重力异常球谐代表性和高斯平滑计算的理论知识。
2008年3月和七月顺序不同的地球重力场的变化GRACE卫星的初步计算。
重力，重力异常计算出的位置，并根据重力原理，重力异常衍生直立矩形公式，并建立一个堂堂正正的矩形重力异常模型。
该模型是基于单块发生伸缩运动后，重力感应后平移运动正演模拟异常变化，结果表明，平移和伸缩运动块时发生，在重力的
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