中国沿海及岛屿高精度海潮负荷改正模型研究

Ocean tide loading effect is an important signal in geodesy and geophysics. The magnitudes of ocean tide loading on gravity, tilt and displacement are far larger than the contemporary accuracies of the corrsponding instruments. Furthermore, our country has broad area and long coastline and has a lot of islands, therefore it is necessary to construct the accurate ocean tide loading correction models for gravity, leveling and GPS measurements over coastal area and islands.Consequently, this project is about to comprehensively study the computation of ocean tide loading effect by using earth model which takes the Crust2.0 crust model into account,some latest global and regional ocean tide models and a high spatial resolution land-sea boundary as well as a density model of global ocean mass in terms of the integrated Green's function method, and to analyze these computation models'impacts on the result.As a result,the optimal computation models will be determined for ocean tide loading computation,using the observational data as constraints.Then according to the optimal computation models, the correction models of gravity, tilt and displacement due to ocean tide loading over coastal area and islands will be constructed considering ocean-tides-induced dynamical land-sea boundary which will be defined by a high resolution digital elevation model and ocean tide model. Meanwhile, the measurements of gravity, leveling and GPS will be used to evaluate the precisions of the constructed ocean tide loading correction models.

海潮负荷效应是大地测量和地球物理观测中一个非常重要的信号。海潮负荷的影响在沿海地区对重力、倾斜和位移的影响已经远远超过了目前仪器的观测精度，而且我国幅员辽阔、具有较长的海岸线且岛屿众多，因此很有必要建立一个适合于在我国沿海和岛屿实施的重力、水准和GPS测量的高精度海潮负荷改正模型。基于此，本项目拟首先根据顾及Crust2.0地壳模型的地球模型、最新的全球和区域不同海潮模型、高空间分辨率的海陆边界、全球海水密度模型，基于积分格林函数方法对海潮负荷的计算进行综合研究，分析这些计算模型对结果的影响，并以实际观测资料作为约束，获得适合于中国区域海潮负荷计算的最优计算模型；然后利用海潮模型和数字高程模型确定由于海水涨落导致的动态海陆边界，结合最优的计算模型计算海潮负荷对重力、倾斜和位移的影响，构建我国沿海和岛屿高空间分辨率的海潮负荷改正模型，并以实测的重力、水准和GPS观测资料评估所构建模型的精度。

重力测量、水准高程测量以及GPS 测量是基础测绘事业中的重要内容。精密的重力测量可以确定地球的物理形状（大地水准面）和外部重力场，并有效应用于航空航天以及军事等方面；精密的水准测量是确定地面点高程的重要手段，以研究地球的几何形状，确定点位的坐标；GPS 测量可以精确确定出地面点的三维坐标，在诸多领域发挥着重要的作用。它们对一个国家的国民经济和社会发展具有非常重要的战略意义。我国也建立了覆盖全国的重力基本网和高程控制网以及GPS大地控制网等基础网络工程，在观测精度方面较以往都有了很大的提高。然而在沿海或岛屿地区，海潮负荷对重力、倾斜和对站点三维坐标的影响都远大于目前仪器的观测精度，并且我国幅员辽阔，具有较长的海岸线且岛屿众多，因此有必要建立一个适合于在我国沿海和岛屿实施的重力、水准和GPS测量的高精度海潮负荷改正模型。在此背景下，本项目采用适合我国沿海地区的全球海潮模型、区域海潮模型，并结合高空间分辨率的海陆边界数据，以及验潮站观测资料和地壳模型，综合了以下的一系列问题进行了深入的研究：不同地壳参数对负荷格林函数的影响；不同海潮模型对海潮负荷计算结果的影响；使用近海海潮模型的必要性；使用验潮站观测资料的必要性；高精度海陆边界在海潮负荷计算中的作用；全球海水密度模型使用的必要性；在我国沿海该采用哪个海潮模型；以及所建立的海潮负荷模型的准确度如何，采用所建立的模型进行的改正效果如何。最后构建了可为在我国沿海和岛屿实施的重力、水准和GPS测量提供精密海潮负荷改正的高精度的海潮负荷改正模型。