地球重力場是表征地球內(nèi)部物質(zhì)分布與動態(tài)變化的核心物理場，其高精度測量不僅為大地測量學(xué)、地球物理學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐，更在水文循環(huán)監(jiān)測、氣候變化研究、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警等應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)出不可替代的科學(xué)價(jià)值。21 世紀(jì)以來，以 CHAMP、GRACE、GOCE 為代表的衛(wèi)星重力探測計(jì)劃，通過突破性的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)了全球重力場的高精度觀測，為揭示地球系統(tǒng)多圈層相互作用機(jī)制提供了革命性的數(shù)據(jù)支撐。然而，從衛(wèi)星原始觀測數(shù)據(jù)到可用于科學(xué)研究的高精度重力場產(chǎn)品，需突破數(shù)據(jù)預(yù)處理、噪聲抑制、多源數(shù)據(jù)融合等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，這也成為當(dāng)前地球科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)與前沿方向。

作者團(tuán)隊(duì)深耕衛(wèi)星重力數(shù)據(jù)處理與水文應(yīng)用領(lǐng)域多年，密切關(guān)注我國自主重力衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展，在衛(wèi)星重力數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)、重力反演算法研發(fā)、流域水文監(jiān)測等方向積累了豐富的理論成果與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本書聚焦高精度衛(wèi)星重力數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)及其在水文領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用，系統(tǒng)闡述衛(wèi)星重力探測的技術(shù)體系、數(shù)據(jù)處理流程與典型應(yīng)用場景，旨在為相關(guān)領(lǐng)域研究者提供從基礎(chǔ)理論到技術(shù)實(shí)踐的系統(tǒng)性參考。

學(xué)術(shù)價(jià)值

空間對地觀測技術(shù)尤其是衛(wèi)星重力觀測，展現(xiàn)了高時空分辨率地球系統(tǒng)物質(zhì)遷移探測的能力及潛力，為高效監(jiān)測水文環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害提供了獨(dú)有的數(shù)據(jù)支撐。實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的衛(wèi)星原始觀測數(shù)據(jù)預(yù)處理能力，打破國外在該領(lǐng)域的卡脖子技術(shù)，直接影響我國衛(wèi)星觀測應(yīng)用效果，是支撐我國衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用能力的重要技術(shù)基礎(chǔ)。本書以適用于我國自主重力測量衛(wèi)星高精度處理與應(yīng)用需求為牽引，介紹高精度衛(wèi)星重力數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)，突破衛(wèi)星平臺級觀測數(shù)據(jù)構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)重力衛(wèi)星原始觀測數(shù)據(jù)自主構(gòu)建能力；介紹重力衛(wèi)星在水文領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用，發(fā)展有長江流域特色的地下物質(zhì)遷移監(jiān)測的關(guān)鍵技術(shù)與方法，解決流域水文重力信號精細(xì)化提取關(guān)鍵技術(shù)；創(chuàng)新發(fā)展高精度重力反演方法，解決三峽及其鄰區(qū)的中上地殼密度結(jié)構(gòu)精細(xì)化三維構(gòu)建技術(shù)難題。

重力梯度測量衛(wèi)星 L0-L1 數(shù)據(jù)預(yù)處理流程

水文重力觀測及組網(wǎng)技術(shù)方案

章節(jié)簡介

第 1 章以地球重力場的物理特性為切入點(diǎn)，主要概述衛(wèi)星重力探測技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)、數(shù)據(jù)處理方法體系及水文應(yīng)用進(jìn)展，構(gòu)建學(xué)科研究的宏觀框架。

第 2 章聚焦重力衛(wèi)星技術(shù)指標(biāo)的仿真模擬，通過軌道參數(shù)優(yōu)化、載荷精度建模與誤差傳遞分析，揭示衛(wèi)星設(shè)計(jì)參數(shù)與重力場恢復(fù)精度的動態(tài)規(guī)律，為我國下一代重力衛(wèi)星的工程實(shí)現(xiàn)提供理論依據(jù)。

第 3 章詳細(xì)闡述自主重力衛(wèi)星 L1 數(shù)據(jù)預(yù)處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包括加速度計(jì)電壓-加速度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模型、多星象儀聯(lián)合姿態(tài)重建算法、溫度效應(yīng)校正方法及角速度維納濾波融合技術(shù)。

第 4 章主要介紹構(gòu)建水文重力監(jiān)測網(wǎng)理論，研究衛(wèi)星重力與地面重力數(shù)據(jù)的融合方法，實(shí)現(xiàn)陸地水儲量變化的高精度反演。

第 5 章系統(tǒng)闡述高精度三維重力反演理論，結(jié)合物性約束與正則化算法提升反演結(jié)果的地質(zhì)解釋能力，并以三峽地區(qū)地殼結(jié)構(gòu)研究為例，展示重力場精細(xì)化建模在地質(zhì)災(zāi)害評估中的潛力。

第 6 章探討衛(wèi)星重力在陸地水儲量、全球水循環(huán)、流域極端旱澇監(jiān)測等領(lǐng)域的智慧應(yīng)用。第 7 章主要展望高精度衛(wèi)星重力數(shù)據(jù)處理技術(shù)的未來發(fā)展方向，聚焦 AI 融合、準(zhǔn)實(shí)時監(jiān)測及多學(xué)科交叉應(yīng)用等前沿趨勢，為未來研究方向提供戰(zhàn)略指引。

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ISBN：978-7-03-082792-0

本文編輯：杜權(quán)

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