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卫星测高重力与船测重力协同融合的全球高分辨率海洋重力场模型

刘乾坤 陈兆钰 许可

刘乾坤, 陈兆钰, 许可. 卫星测高重力与船测重力协同融合的全球高分辨率海洋重力场模型[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0138
引用本文: 刘乾坤, 陈兆钰, 许可. 卫星测高重力与船测重力协同融合的全球高分辨率海洋重力场模型[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0138
LIU Qiankun, CHEN Zhaoyu, XU Ke. Global High-resolution Marine Gravity Field Model Fused from Altimetry-derived Gravity and Shipborne Gravity (in Chinese). Chinese Journal of Space Science, 2026, 46(3): 1-9 doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0138
Citation: LIU Qiankun, CHEN Zhaoyu, XU Ke. Global High-resolution Marine Gravity Field Model Fused from Altimetry-derived Gravity and Shipborne Gravity (in Chinese). Chinese Journal of Space Science, 2026, 46(3): 1-9 doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0138

卫星测高重力与船测重力协同融合的全球高分辨率海洋重力场模型

doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0138 cstr: 32142.14.cjss.2025-0138
详细信息
    通讯作者:
    • 刘乾坤 男, 博士, 1995年8月出生于河南省项城市, 现为中国科学院国家空间科学中心项目高级工程师, 主要研究方向为卫星测高定量处理与应用、海洋重力场和海洋地形反演与建模等. E-mail: liuqiankun@nssc.ac.cn
    • 许可 男, 1967年3月出生于辽宁省盖州市, 现为中国科学院国家空间科学中心研究员, 博士生导师, 主要研究方向为卫星雷达高度计系统技术、合成孔径雷达高度计系统技术、先进星载主动微波定量遥感探测技术、微波遥感信息处理与应用等. E-mail: xuke@mirslab.cn
  • 中图分类号: P228, P223

Global High-resolution Marine Gravity Field Model Fused from Altimetry-derived Gravity and Shipborne Gravity

  • 摘要: 海洋重力场是地球系统的重要物理场, 船测重力与卫星测高重力是其高分辨率建模的主要数据源, 然而, 船测重力数据的空间覆盖在全球范围内稀疏且不均匀, 单一测高重力模型在特定区域往往存在精度局限或覆盖不全的问题. 本文利用西太平洋海域(120°E-170°E, 0°-50°N)JAMSTEC高密度船测重力数据, 基于国际上两大测高重力场系列模型的新版本DTU21和SIOv32.1, 建立重力模型误差与SRTM15v2.4水深的对应关系, 通过对两个模型进行加权融合, 并对极区进行特殊处理, 生成全球1'×1'网格海洋重力异常模型FUSION_V1.0. 该模型包含经度、纬度和重力异常变量, 覆盖全球海洋(90°S-90°N, 180°W-180°E), 采用最为简单通用的地理坐标系统(即等经纬度投影), 以NetCDF格式存储, 支持主流科研软件读取. 本数据集可为海底地形反演、海洋地球物理研究和空间科学应用提供高质量基础数据.

     

  • 图  1  全球重力场融合模型FUSION_V1.0构建流程

    Figure  1.  Flow chart of the construction of the global gravity field fusion model FUSION_V1.0

    图  2  DTU21重力场和SIOv32.1重力场数据在北极区域的覆盖情况

    Figure  2.  Coverage of DTU21 gravity field and SIOv32.1 gravity field data in the Arctic region

    图  3  DTU21重力场和SIOv32.1重力场数据在北极区域的融合权重分布

    Figure  3.  Distribution of the fusion weights of DTU21 and SIOv32.1 gravitational field data in the Arctic region

    图  4  全球重力场融合模型FUSION_V1.0的数据结构

    Figure  4.  Data structure of the global gravity field fusion model FUSION_V1.0

    图  5  全球重力场融合模型FUSION_V1.0的二维重力异常网格

    Figure  5.  2D gravity anomaly mesh of the global gravity field fusion model FUSION_V1.0

    图  6  全球重力场融合模型FUSION_V1.0的grav样本示例

    Figure  6.  Sample example of grav of the global gravity field fusion model FUSION_V1.0

    表  1  中国南海区域NCEI船测重力验证精度统计值(单位: 10–3 cm·s–2)

    Table  1.   Statistics of NCEI ship gravity verification values in the South China Sea region (Unit: 10–3 cm·s–2)

    ModelmaxminmeanSTDRMS
    DTU2114.74–15.910.023.443.44
    SIO3225.55–41.030.243.503.51
    FUSION_V1.017.24–26.000.133.293.29
    下载: 导出CSV

    表  2  夏威夷群岛区域NCEI船测重力验证精度统计值(单位: 10–3 cm·s–2)

    Table  2.   Statistics of NCEI ship gravity verification valuesover the Hawaiian Islands (Unit: 10–3 cm·s–2)

    ModelmaxminmeanSTDRMS
    DTU2112.48–13.840.012.302.30
    SIO3211.63–11.29–0.032.302.30
    FUSION_V1.011.20–10.99–0.012.162.16
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-08-01
  • 修回日期:  2026-02-24
  • 网络出版日期:  2026-03-12

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