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地球重力場模型應(yīng)用（地球重力場模型應(yīng)用領(lǐng)域）

發(fā)布時間：2023-05-22 06:49:49 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 103

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本文目錄:

EGM是什么
地球重力場的模型
地球重力場模型
什么叫重力模型？

地球重力場模型應(yīng)用（地球重力場模型應(yīng)用領(lǐng)域）

EGM是什么

egm是一個曾經(jīng)流行的網(wǎng)絡(luò)用語,許多抖音用戶會發(fā)現(xiàn)在很多抖音視頻里的背景音樂被稱作egm。
來自抖音用戶短笛發(fā)布的一個小視頻，顯示背景音樂的標(biāo)題是EDM(ElectronicDanceMusic），即電子舞蹈音樂，就是一首比較嗨的電子音樂，唱著聽起來卻像“EGM”或“EDM”三個字母，所以很多視頻用這個音樂，卻在視頻里標(biāo)出EGM三個字母而不是歌曲名字EDM。
egm這個背景音樂事實上最先是源于一位名叫短笛的抖音用戶之手,許多抖音視頻的背景音樂的名稱就為egm,事實上正確名稱為edm。
egm是edm的錯誤寫法。egm,指的是一個抖音比較火的背景音樂。

地球重力場的模型

以球諧函數(shù)級數(shù)形式表示的地球引力位為：式中ρ、θ、λ 分別為地球重力場中計算點的地心矢徑、極距和經(jīng)度；Cnm和Snm為引力位球諧函數(shù)系數(shù)，簡稱位系數(shù)。當(dāng)m=0時稱為帶諧系數(shù)，當(dāng)m=n時稱為扇諧系數(shù)，當(dāng)m厵n 時稱為田諧系數(shù)（扇諧系數(shù)和田諧系數(shù)有時也統(tǒng)稱為田諧系數(shù)），它們是引力位的主要參數(shù)；Pnm(cosθ）稱為勒讓德函數(shù)，n稱為階（或次），m稱為級，當(dāng)n在某一定值情況下，m由0變化到n，稱為完整階級。引力位球諧函數(shù)級數(shù)式中的第一項表示質(zhì)量為 M的均質(zhì)球體的引力位，求和符號中各項為地球形狀和質(zhì)量分布不同于均質(zhì)球體而對球體引力位的增減部分。要細(xì)微地表達(dá)地球引力位，必須精確地推求出位系數(shù)Cnm和Snm。從概念上說，n應(yīng)趨向無窮大，但實際上是辦不到的。通常只能確定有限階數(shù)的位系數(shù)，用以近似表示地球引力位。到1983年國際上已能推求出n=180的完整階級的位系數(shù)，但公認(rèn)n在36階級內(nèi)的位系數(shù)較可靠。
由一組位系數(shù)可以表達(dá)相應(yīng)的地球重力場，稱為地球重力場模型。由于推算位系數(shù)時所采用的資料類型和數(shù)量不同，所以有不同的地球重力場模型。表中所列是近年來發(fā)表的主要地球重力場模型?！〉厍蛑亓雠c地球內(nèi)部構(gòu)造　根據(jù)全球重力測量和衛(wèi)星大地測量的結(jié)果，可以確定地球的總質(zhì)量和地球的平均密度；配合天文測量結(jié)果，可以求出地球繞其自轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量；根據(jù)地面上大范圍甚至全球范圍的重力測量結(jié)果，可以研究地核-地幔邊界的起伏，地幔-地殼邊界的起伏，地幔中的熱對流，地殼的均衡狀態(tài)，以及地殼和地幔的橫向不均勻性等。
重力勘探是重力學(xué)原理在勘探地下資源方面的應(yīng)用。若某些地質(zhì)構(gòu)造或礦藏與其圍巖在密度上有差異，則地面上的重力場在小范圍內(nèi)會發(fā)生局部變化。根據(jù)地面上局部重力場的變化規(guī)律，反演某些地質(zhì)構(gòu)造和礦藏的位置及其范圍，是重力勘探的基本內(nèi)容。近年來由于生產(chǎn)上的需要，重力測量精度的提高和電子計算機(jī)的采用，重力勘探獲得了迅速的發(fā)展。

地球重力場模型

在（1-28）式中看出，引力位的零階項是地球為圓球的引力位，它是主項。在衛(wèi)星重力學(xué)研究中，希望把V展成

為乘因子的更整齊的展開式。這時可在（1-28）式中乘上GMaⁿ（M為地球質(zhì)量，a為地球赤道半徑），而相應(yīng)的球諧系數(shù)

和

則變成

和

，則

勘探重力學(xué)與地磁學(xué)

式中：

；

。

如果把n＝0和n＝1的V₀和V₁計算出來，同樣把坐標(biāo)原點放在質(zhì)心點，則一階項為零，即V₁＝0，這時有

勘探重力學(xué)與地磁學(xué)

上式是衛(wèi)星重力學(xué)中常用的球函數(shù)展開式，它包含了除一階以外的所有階的球函數(shù)。

引力位球函數(shù)級數(shù)式中的第一項（即零階項）表示質(zhì)量為M的均勻圓球體的引力位，求和符號中各項為地球形狀和質(zhì)量分布不同于均勻圓球體引力位的增減部分。要較詳細(xì)地表達(dá)地球引力位，就必須精確的推導(dǎo)出各個階（n）和級（k）的位系數(shù)

和

。

由一組位系數(shù)可以表達(dá)相應(yīng)的地球重力場，稱為地球重力場模型?；蛘哒f，球諧函數(shù)級數(shù)的各個未知系數(shù)的集合（

，

）稱為地球重力場模型。由地球重力場模型可以推導(dǎo)出地球重力場基本參數(shù)，包括位異常（擾動位）、重力異常、大地水準(zhǔn)面差距、垂線偏差等。

由球近似莫洛金斯基（Molodensky）邊值問題的邊界條件，可得到重力異常與擾動位系數(shù)

，

的關(guān)系式為

勘探重力學(xué)與地磁學(xué)

由球諧函數(shù)的正交關(guān)系，得

勘探重力學(xué)與地磁學(xué)

式中：δ為單位球面。

用實測重力數(shù)據(jù)，由（1-48）式可得到由地表平均重力異常Δg（ρ，θ，λ）解算的重力位系數(shù)——地球重力場模型。因此，如果已知地球表面的平均重力異常Δg（ρ，θ，λ），則可求解出地球重力場模型——擾動位系數(shù)。

由于推算位系數(shù)時所采用的資料類型和數(shù)量不同，所以有不同的地球重力場模型。表1-1中所列的是1991年以前的主要地球重力場模型。

表1-1 地球重力場模型

（據(jù)曾華霖，2005）

表中的GEM模型是美國哥達(dá)德宇航中心發(fā)表的；SE模型是美國斯密松天文臺發(fā)表的，有SE，SEⅡ，SEⅢ三個模型；RAPP仍為美國哥達(dá)德宇航中心提出，但用了GRS-1980的參考橢球；GRIM模型是德國、法國合作求得的，至今已發(fā)表了三個模型。

目前最新的地球重力場模型是EGM96（樓海等，2000)。該模型是由美國宇航局哥達(dá)德宇航中心（NASA，GSFC）、美國國家影像制圖局（NIMA）以及俄亥俄州立大學(xué)等單位于1996年聯(lián)合建立的。建立這個模型時用了20多顆衛(wèi)星的軌道觀測數(shù)據(jù)，包括最新的GPS和TDRSS（tracking data realy satellite system)資料，由海洋衛(wèi)星GEOSAT測高數(shù)據(jù)導(dǎo)出的30′×30′海洋重力異常，30′×30′平均地面重力數(shù)據(jù)；而且還新增加了以前無法獲得的地面重力資料。因而這個新模型比以前的模型更可靠。EGM96模型具有完整的360階位系數(shù)。以球諧函數(shù)展開式表示的重力場可以反映出波長大于100km的重力變化。若以半波長作為重力場的空間分辨率，則360階的重力場模型可以表達(dá)出尺度約為50km的重力異常。

地球重力場模型的建立，有利于大地測量學(xué)、地球物理學(xué)、地球動力學(xué)、海洋學(xué)和空間科學(xué)的發(fā)展。就地球物理學(xué)來說，地球重力場模型能夠給出大尺度的重力變化，反映較大范圍內(nèi)平均的或較深部位的異常質(zhì)量分布，因而可以用來研究地殼深部及上地幔構(gòu)造特征。

地球重力場模型應(yīng)用（地球重力場模型應(yīng)用領(lǐng)域）