海潮负荷影响及其模型精化研究

发布时间：2020-06-09 09:33

【摘要】：海潮是由于地球受日月引潮力作用引起的，因此海潮负荷对地球物理场的观测均会产生影响，其影响量级可达厘米级。随着观测技术的不断发展及其应用的广泛深入，人们对观测结果精度的要求也越来越高，因此海潮负荷所产生的影响不容忽视，必须建立相应的模型进行扣除。本文基于此，开展了一系列海潮负荷的理论和海潮模型的精化研究，本文的研究内容，主要包括两大部分：一是海潮负荷对地球物理场的影响及规律，涉及了海潮负荷效应的理论和海潮负荷改正模型，基于全球海潮模型得到了海潮负荷对GPS精密定位、重力场、倾斜场、应变场观测的影响；二是研究近海潮汐验潮站资料获得的模型替换全球海潮模型的相应区域，以实现对全球海潮模型进行精化。本文的主要内容如下： (1)介绍了海潮负荷的基本原理，以及计算海潮负荷改正所涉及的弹性力学的理论、格林函数等问题。在此基础上，研究了海潮负荷对测站位移影响的改正模型，以及海潮负荷对测站位移及GPS基线的影响。得到海潮负荷对GPS测站位移的影响在沿海地区可达厘米级。沿海测站所受的海潮负荷影响为内陆测站的4-5倍；海潮负荷对测站位移的影响在沿海区域远大于内陆区域；测站U方向所受的海潮负荷的影响最大，是水平方向的2-3倍；海潮负荷对GPS基线的影响一般为毫米级，其影响与基线两端测站所受负荷的大小和基线的方位角有关； (2)分析了全球海潮模型的差异，得到了FES2004和NAO99b两个全球海潮模型在内陆地区，修正效果相当且对定位的影响比较小，在近海区域，由于海潮影响量级较大，两模型的差异也比较大，因此选择合适的全球海潮模型对GPS的精密测量来说很重要。 (3)研究了海潮负荷对测站重力、倾斜、应变影响，得到海潮负荷对各个测站重力场观测的影响呈半月周期的变化，海潮负荷的影响与测站所处的地理位置有很强的相关性，沿海地区的测站的重力、倾斜、应变受海潮负荷的影响大于内陆台站。 (4)利用高精度的近海资料精化了全球海潮模型并比较了修正与未修正的全球海潮模型对测站重力场观测、倾斜场观测、应变场观测、位移场观测影响的差异，发现该差异随着离海距离的减小而增大；同时也得到了中国近海模型修正后的全球海潮模型的改正效果比未修正的全球海潮模型的好的结论。 (5)基于测站的高程值与天顶延迟值对全球海潮模型进行了对比与选择，研究了海潮对测站天顶延迟的影响与测站高程值影响之间的关系，主要是比较GPS实测的结果与模型模拟的结果，进而选出改正效果较好的全球海潮模型。以及得到海潮负荷对天顶延迟的影响与对测站U方向的影响之间存在似线性关系的结论。 (6)探讨了GPS观测资料反演海潮模型的理论技术和方法，分别利用GPS差分技术和PPP技术反演海潮模型，得到了利用GPS长时间序列可以较好的反演海潮模型的结论。
【图文】：

分布图,全球海潮模型,潮波,振幅

观测资料中不能用常规的滤波方法将固体潮与海潮这两种物理现象分离出来，只能林函数与瞬时潮高进行褶积积分，计算得到海潮负荷对地球表面重力，位移，倾斜变的影响。要进行海潮负荷的研究，首先要了解全球的海潮高，潮汐一起一落非常但是与固体潮一样，都是受太阳和月亮的引潮力，可以通过调和分析方法建立海潮最早的海潮模型是通过沿海验潮站的资料基于流体力学的模型建立而成的Schwiderski 海潮模型。随着 TOPEX 等测高卫星的发射与应用，近几年获得了海洋地大的湖泊在内的精确地全球水面地形观测数据，，从而获得了精确的全球海潮模型前国际上随着观测技术的不断发展推出了很多如 FES2004、HAMTIDE2011 等高分高精度的全球海潮模型。海潮模型一般提供 11 个主要潮波的振幅和相位值，这 11波分别是2222M 、S 、N、K为半日波,1111K 、O 、P、Q为全日波，msaM 、M、Sf,分别月波、月波和半年波。下图是 CRS4.0 海潮模型2M 潮波在全球的分布图[2]。

测站,海水,作用力,海潮负荷

]。不同区域对地球观测影响的理论，本章主论，以及计算海潮负荷所需的弹性力学的理格林函数与潮高的积分获得的，也对海潮三个方法开始分析，进而介绍了目前国际了各个模型的数据来源，分辨率及所包含测站，A 是地球表面上一块矩形海面，它介设这块水面的平均高度为 h，则 A 对 P 点 rdsGh
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P731.23

【参考文献】