TOPEX/POSEIDON卫星测高技术在阿拉伯海重力异常分析中的应用

本文探讨了利用TOPEX/POSEIDON卫星测高技术在确定阿拉伯海区域的重力异常方面的研究。作者Ahmed Abdo Ali和孙久运来自中国矿业大学环境与测绘学院，他们的工作基于多代卫星测高数据，特别是TOPEX/POSEIDON的392个周期观测资料。首先，他们对这些数据进行了详尽的误差分析和预处理，确保了得到的海面高度观测数据的准确性和可靠性。 文章的核心部分集中在垂线偏差的计算上，通过Shepard格网化方法获得了阿拉伯海（约25°N至35°E）的垂线偏差数据集。作者利用这些数据，结合逆Vening-Meinesz公式和EIGEN-GL04C重力场模型，成功地确定了该地区的格网重力异常。结果显示，相比于TOPEX/POSEIDON卫星本身的测量，计算出的重力异常精度达到了±11.2米伽利略（mGal）。 此外，作者还比较了两种不同的计算方法：1D-FFT和2D球面FFT，这两种方法用于逆Vening-Meinesz公式的应用，结果显示它们与EIGEN-GL04C模型的差异分别为±11.16mGal和±10.96mGal。这表明在处理卫星测高数据时，精确的计算方法对于获得高质量的重力异常估计至关重要。 文章的关键知识点包括： 1. **卫星测高技术的应用**：TOPEX/POSEIDON卫星的测高数据是研究海洋重力异常的重要来源，其观测数据的处理和分析直接影响到最终结果的精度。 2. **垂线偏差计算**：通过分析和校正卫星观测数据中的误差，计算垂线偏差，这是确定重力异常的基础步骤。 3. **格网化方法**：Shepard格网化算法被用来生成区域内的均匀数据集，这对于大范围重力异常分析是不可或缺的。 4. **重力异常确定理论与方法**：逆Vening-Meinesz公式在这里起到了核心作用，结合重力场模型如EIGEN-GL04C，实现了重力异常的准确估计。 5. **内插技术**：交叉点位置的求解需要通过内插技术来处理，因为实际观测点通常不会恰好落在交叉点位置，需要通过多项式方法进行插值。 6. **数据比较与验证**：通过与船测重力异常的比较以及不同计算方法的对比，作者评估了所提方法的精度和有效性。 本文的研究提供了一种有效的卫星测高数据处理和海洋重力异常分析方法，对于理解阿拉伯海区域的地壳动态和海洋学研究具有重要的科学价值。