Deformation and Gravity Change pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Fernandez, Josa 编

出品人:

页数:252

译者:

出版时间:

价格:$ 90.34

装帧:Pap

isbn号码:9783764384166

丛书系列:

图书标签:

• 地球物理学
• 地质学
• 变形
• 重力变化
• 地壳运动
• 大地测量学
• 固体地球物理
• 地球动力学
• 地表过程
• 物理地理学

空间大地测量学基础：地球形变与重力场精细探测 导言：理解我们脚下世界的动态之舞 地球，这个我们赖以生存的行星，并非一个静止不变的刚体。在地质时间的尺度上，它不断地经历着构造应力、气候变化以及内部物质的缓慢流动所引起的形变。同时，地球的重力场也并非均匀不变，它受到地壳、地幔物质分布、海洋潮汐以及冰盖融化的影响，呈现出复杂的时空变化。精确理解这些形变和重力场的细微变化，是现代地球科学、地球物理学以及全球变化研究的核心议题。 本书《空间大地测量学基础：地球形变与重力场精细探测》旨在系统梳理和深入探讨用于监测和解析地球表面形变和重力场动态变化的关键技术、理论模型与应用实践。它聚焦于那些与“Deformation and Gravity Change”这一特定主题的直接内容相对独立的、但又是构建此领域知识体系所必需的基础和前沿技术框架。本书将带领读者穿越从经典大地测量学到现代空间对地观测技术的广阔图景，重点关注如何利用先进的遥感和定位技术，实现对地球系统的非接触式、高精度、高时效性监测。 第一部分：大地测量学基本理论与参考框架 本部分奠定读者理解后续空间观测技术的基础。我们首先回顾了大地测量的基本几何学和物理学原理，详细阐述了如何建立和维护一个全球统一的坐标系，这是所有形变和重力分析的基准。 1.1 参心与大地坐标系的建立与维护： 探讨了国际大地参考系统（ITRS）的建立历史、技术挑战以及在实际应用中的维护策略。重点分析了地球参考椭球体的定义、大地水准面的概念及其在不同应用中的重要性。不同于直接讨论形变或重力变化本身，此章节关注的是形变和变化发生时所依据的那个“固定”背景的构建。 1.2 测地学中的误差源与精度分析： 系统梳理了在任何地球观测任务中都不可避免的误差来源，包括仪器误差、大气延迟误差、地球物理模型误差等。详细讨论了如何通过严格的误差传播模型和数据处理流程，量化和最小化这些误差，以确保观测结果的可靠性。这部分着眼于数据采集和预处理的质量控制，而非数据解释本身。 1.3 地球动力学背景知识回顾： 简要回顾了对地壳运动和重力场演化具有根本性影响的地球物理背景知识，如板块构造运动的基本模型、地幔对流的宏观影响，以及地壳均衡（Isostasy）的基本理论框架。这些知识为后续理解观测结果的物理意义提供了必要的背景知识储备，但侧重于理论基础的梳理。 第二部分：现代空间观测技术的核心原理 本部分深入剖析了当前用于高精度空间对地观测的两大核心技术体系的内在工作机制，强调其技术细节和数据获取能力。 2.1 全球导航卫星系统（GNSS）定位原理与数据处理： 详细阐述了GPS、GLONASS、Galileo和北斗等系统的信号结构、双频观测原理以及精密单点定位（PPP）和相对定位（如V-ADCP）的技术流程。我们着重于从原始观测值（伪距和载波相位）到地心坐标的转换过程中涉及到的轨道确定、钟差改正和电离层/对流层延迟建模的数学方法。这部分侧重于如何获取空间点的三维位置，而非测量这些位置随时间的变化。 2.2 卫星雷达干涉测量（InSAR）的基础理论： 细致讲解了合成孔径雷达（SAR）的基本成像原理，以及如何利用相位差信息构建干涉图。深入探讨了差分干涉测量（DInSAR）的核心步骤，包括基线选择、DEM误差移除、大气相位屏障的剥离技术。本章的重点是相干性和相位解缠的数学方法，以及如何将相位差转化为地表形变的二维投影，强调了其空间分辨率和几何限制。 2.3 激光测距技术（SLR与TLR）： 介绍了卫星激光测距（SLR）和月球激光测距（LLR）的观测原理和数据处理流程。这些技术提供了地球定向、地极运动以及地球形状变化的长期、高精度观测约束，其核心在于光速测量和两体或多体动力学模型的应用。 第三部分：重力场数据的获取与基础模型 本部分专注于地球重力场的空间分布和长期演变所需的观测系统和基础数据产品，区别于直接分析重力随时间的变化（如冰川融化导致的重力恢复）。 3.1 重力场卫星任务概述与数据产品： 详细介绍了CHAMP、GRACE/GRACE-FO等重力场任务的科学目标和技术架构。重点阐述了卫星间距变化测量技术（K-Band Ranging）的物理基础，以及如何从这种相对距离变化数据反演球谐系数（Gravity Field Coefficients）。 3.2 球谐函数展开与重力场模型构建： 深入讲解了地球重力场如何通过球谐函数在球面上进行数学展开，介绍经典模型（如EGM系列）的构建方法。讨论了重力位、重力异常和大地水准面的计算方法。这部分集中在描述特定时刻地球重力场的静态分布。 3.3 绝对与相对重力测量技术： 介绍了地面上用于校准和独立验证卫星数据的重力测量技术，包括绝对重力仪（如原子干涉仪）和相对重力仪的原理，以及它们在建立高精度重力基准网中的作用。 第四部分：数据融合与系统整合 本部分探讨了如何将不同来源、不同尺度的观测数据进行有效的集成与校验，以建立一个更全面、更一致的地球模型。 4.1 多源大地测量数据融合的统计方法： 讨论了最小二乘法、卡尔曼滤波等统计学方法在整合GNSS、InSAR和重力数据时对观测值进行最优估计的流程。关注于数据融合的数学框架，而非融合后特定形变场的具体解析。 4.2 区域与全球形变场的时间序列分析： 探讨了如何对长时间序列的GNSS站位数据和InSAR形变图进行去噪、分解和模式识别，以分离出具有不同物理驱动力（如季节性、构造性）的时间序列分量。强调信号处理技术和谱分析的应用。 结论：面向未来的大地测量学展望 本书的整体结构旨在提供一个坚实的技术和理论基础，使读者能够深刻理解现代空间大地测量学如何通过测量地球的几何形状、运动状态和引力场分布，来描绘地球系统的宏大图景。它聚焦于工具、方法论、基础模型和数据处理技术的建立与应用，为未来更深入地研究地球动力学和环境变化提供的必备知识储备。

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