Earth Gravity Field from Space, from Sensors to Earth Sciences pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Kluwer Academic Publishers

作者:Beutler, Gerhard 编

出品人:

页数:458

译者:

出版时间:2003-10

价格:$ 383.07

装帧:HRD

isbn号码:9781402014086

丛书系列:

图书标签:

地球重力场
空间技术
传感器
地球科学
卫星重力
大地测量学
地球物理学
重力模型
数据处理
空间大地测量

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具体描述

The ESA explorer core mission GOCE, to be launched in 2006, will enhance our knowledge of the global static gravity field and of the geoid by orders of magnitude. The U.S. satellite gravity mission GRACE (2002-2006) is currently measuring, in addition, the temporal variations of the gravity field. With these new data, a whole range of fascinating new possibilities will be opened for solid Earth physics, oceanography, geodesy and sea-level research. The new generation of gravity missions employs sensor concepts for gravity field measurement, orbit and attitude control and orbit determination that show interesting similarities with space experiments planned in the field of fundamental physics. This volume is the result of a workshop that brought together some 50 acknowledged experts in their field to discuss strategies for ultra precision orbit determination and gravity field modelling with the data of the upcoming gravity field missions, the use of accurate and high resolution gravity models in Earth sciences whereby, in particular, synergy is expected between the various science fields in their use of this type of new information, and gravity field requirements and possible sensor and mission concepts for the time after GRACE and GOCE.

地球引力场研究：从卫星遥感到地球物理应用书籍简介本书旨在全面探讨地球引力场研究的各个层面，涵盖从数据获取、信号处理到最终在地球科学中的多领域应用。不同于专注于特定技术或单一应用领域的现有文献，本书提供了一个综合性的视角，系统地梳理了现代地球物理学如何利用高精度引力测量来揭示地球内部结构、监测地表变化以及理解行星动力学。本书的结构设计旨在引导读者从基础原理出发，逐步深入到前沿技术和复杂的应用模型。我们将首先介绍引力场的物理基础，包括牛顿万有引力定律、大地水准面（Geoid）的定义及其数学描述，为后续的测量和解释工作奠定理论基石。第一部分：引力测量的基础与方法本部分将详细阐述获取地球引力场信息的关键技术。重点在于对重力测量技术的深入剖析，包括地面重力测量（如绝对和相对重力仪的工作原理、误差源及校正方法）以及航空和海洋重力测量（如 স্থির-air 和拖曳式测量系统的性能评估）。随后，本书将花费大量篇幅介绍卫星重力任务。我们将详细讨论三代卫星重力任务——CHAMP、GRACE 及其后续的 GOCE 任务，如何通过测量卫星间的相对距离变化（GRACE）或利用高精度加速度计直接测量地球表面的引力梯度（GOCE）来构建全球引力场模型。书中将包含对轨道动力学、测量原理、数据处理流程（如球谐函数展开、基线估计）的细致阐述，并对比不同任务在空间分辨率和精度上的优势与局限。第二部分：引力场模型的构建与分析引力测量数据转化为可用的地球模型需要复杂的数学和计算技术。本部分着重于球谐函数模型的构建。读者将了解到如何利用观测数据来确定地球引力势的球谐系数，包括如何处理不同高度和覆盖区域的数据不均匀性。本书将详细讨论大地水准面模型的确定过程，这是基于引力场计算的基准面。我们将分析如何将重力观测值（如布格异常、自由空间梯度）转换到大地水准面上，并探讨各种大地水准面模型（如 EGM2008、ITG 模型）的精度、收敛速度及其在不同地理区域的适用性。此外，本部分还将涵盖引力场模型的误差分析与校正。我们将探讨系统误差、随机噪声的来源，以及如何应用大地测量学中的大地水准面高程、地形校正、潮汐校正等手段，以提升模型的整体质量。第三部分：地球物理应用与动态监测引力场数据是理解地球内部物质分布和表面过程的“无创伤探针”。本书的第三部分将聚焦于这些数据的实际应用。在地球内部结构研究方面，我们将展示如何利用引力异常数据来推断地壳和上地幔的密度分布。通过与地震学、大地热流数据的联合反演，读者将学习如何构建精确的岩石圈厚度模型、识别深部地幔对流的特征，以及研究构造板块边界附近的密度异常。动态引力变化监测是本书的另一核心主题。我们将深入探讨 GRACE/GRACE-FO 数据在监测水文循环中的关键作用，包括地下水储量变化、冰川和冰盖质量平衡的量化。书中会详细阐述质量流出（Mass Change）与引力变化之间的转换公式，以及如何分离和反演水储量信号。此外，本书还将讨论引力场在固体地球形变监测中的应用，例如火山活动引起的岩浆房充填与排空、构造板块运动引起的质量重新分布，以及大型地震后的余震区质量调整。我们还将涉及海洋负荷（如海平面变化）和大气质量变化对重力信号的贡献及分离技术。第四部分：前沿技术与未来展望最后一部分将目光投向地球引力场研究的未来方向。我们将探讨高精度重力梯度仪（如未来卫星任务设想）的技术挑战与潜力，以及在更高分辨率下对地壳浅层结构进行探测的可能性。本书还会讨论数值模拟与数据融合的前沿方法。例如，如何结合机器学习和人工智能技术来优化引力场反演的非线性过程，以及如何将引力数据与其他地球物理数据（如大地测量、地磁场）进行多物理场融合，以获得更全面的地球系统理解。本书内容深入浅出，理论与实践相结合，适合地球物理学、大地测量学、遥感科学、水文学及相关工程领域的研究人员、研究生及专业技术人员参考。它旨在提供一个坚实的知识体系，使读者能够理解并独立运用现代引力测量技术解决复杂的地球科学问题。