前言
地球重力场是地球科学的一项重要物理特征,它可以反映地球内部物质的运动、分布及变化状态,并制约地球本身及其邻近空间的一切物理事件。大地测量学是对地球进行测量和描述的学科,一切大地测量工作都受到地球重力场的影响和制约,所以地球重力场模型的研究始终是大地测量学科研究的热点问题和核心问题,也是现代大地测量最活跃的领域之一。不仅如此,地球物理学、地球动力学、地质学和海洋学等相关学科的发展均迫切需要更加精密的地球重力场模型的支持,因此,研究地球重力场也是地球科学的一项基础性研究任务。
径向基函数是近二十年新兴的重力场模型建模函数,因其良好的空间局部化和频域局部化特性,在融合多源重力数据和构建局部高精度大地水准面方面得到了长足发展。另外,径向基函数与球谐函数之间还存在转换关系,这也增加了径向基函数的使用便利性。借助球面径向基函数和现代的GPS/水准数据,传统耗时、费力的几何水准测量工作可被取代,大地水准面模型的精度能不断得到精化。2021年10月,笔者承担了国家自然基金委的国家自然科学基金项目,该项目的目的就是利用径向基函数,通过融合多源重力数据,进而构建高精度、高分辨率的局部地球重力场模型。经过近两年的努力,该项研究取得了部分新的突破和进展,并被成功应用到陆地、海洋及陆海交界区大地水准面的精化中。另外,我们在研究中,除不断了解国内外有关地球重力场的资料外,也获得了一些具有创新意义的研究成果。这为我们编著这本书提供了基础资料,供同行交流。
本书不仅是项目的研究总结或报告,而且是将我们所了解的国内外基于径向基函数研究地球重力场模型和大地水准面的一些重要理论、技术和方法,结合本书的部分研究实践和成果,做较为全面且系统的阐述、分析与评价,并且尽可能依据笔者博士阶段的研究实践加以详述,以期和同行做进一步探讨。
参与本项目研究的还有刘子墨、张佳一、曹玉婷、杨卓、孟思羽、成柯颖等同学。
由于各方面原因,本书定有疏漏和不当之处,恳请读者批评指正。
笔 者
2023年3月于郑州