基于重力/地形導(dǎo)納的月球物理參數(shù)反演和月球熱模型研究
發(fā)布時間:2021-03-19 20:09
目前主要月球重力場模型已經(jīng)實現(xiàn)了月球的全球覆蓋,全球有效階次已得到顯著地提高,月球地形模型的有效階次已達(dá)歷史之最,可以滿足月球物理研究的需求。由于月震數(shù)據(jù)有限,且月震臺站分布不均,無法利用月震數(shù)據(jù)分析月球的全球特征,因此,利用重力和地形數(shù)據(jù)分析月球物理參數(shù)的全球特征已成為可能,利用重力/地形導(dǎo)納求解月殼厚度、巖石圈彈性厚度、月球表面熱流密度已成為當(dāng)前的主要手段。LLR數(shù)據(jù)表明月-地間距在不斷地增大,早期月-地間距較小,月球所受潮汐力較大,利用重力/地形導(dǎo)納求解巖石圈的彈性厚度,可以探究早期潮汐效應(yīng)對月球熱演化的影響。本文所做的工作如下:1.利用球面函數(shù)對主要月球重力場模型進(jìn)行了局部譜分析,同時利用GEODYN-Ⅱ定軌軟件仿真分析了不同軌道特征的探月衛(wèi)星對月球重力場模型的改進(jìn)。結(jié)果表明CEGM02較適合于作月球物理解釋,SGM150j較適合于作探月衛(wèi)星精密定軌。綜合以往探月衛(wèi)星如嫦娥一號、嫦娥二號、SELENE、LP、Clementine、 Lunar Orbiters、GRAIL等探月衛(wèi)星軌道跟蹤數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)基準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一,采用最優(yōu)化的數(shù)據(jù)融合方案和Kaula約束準(zhǔn)則,可進(jìn)一步解算高精...
【文章來源】:武漢大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:144 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
論文創(chuàng)新點
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 月球科學(xué)研究的重要性
1.2 月球重力場模型研究進(jìn)展
1.3 月球地形模型研究進(jìn)展
1.4 月球重力/地形導(dǎo)納研究進(jìn)展及存在的問題
1.5 月球熱模型研究進(jìn)展
1.6 本文研究的目的和主要內(nèi)容
第二章 基本理論
2.1 局部基函數(shù)的重要性
2.2 局部球面函數(shù)
2.3 重力/地形的全球?qū)Ъ{函數(shù)及相關(guān)函數(shù)
2.4 重力/地形的局部導(dǎo)納函數(shù)和局部相關(guān)函數(shù)
2.5 粒子群PSO算法
2.6 粒子群PSO算法實現(xiàn)的步驟
2.7 變分基本引理
2.8 有限元方法及其計算流程
2.9 本章小結(jié)
第三章 月球重力場模型特征分析
3.1 引言
3.2 月球主要重力場模型及其表達(dá)
3.3 月球重力場模型的功率譜
3.4 不同月球重力場模型的自由空氣重力異常
3.5 基于不同重力場模型的繞月衛(wèi)星軌道仿真
3.6 基于不同重力場模型的嫦娥二號衛(wèi)星精密定軌分析
3.7 本章小結(jié)
第四章 月球重力/地形導(dǎo)納與相關(guān)性分析
4.1 引言
4.2 不同重力場模型的重力/地形全球?qū)Ъ{譜及相關(guān)譜
4.3 不同重力場模型的重力/地形局部導(dǎo)納譜與局部相關(guān)譜
4.4 典型質(zhì)量瘤盆地重力/地形局部導(dǎo)納譜及相關(guān)譜
4.5 結(jié)論
4.6 本章小結(jié)
第五章 月球載荷及其補償模型分析
5.1 引言
5.2 未補償?shù)匦文P团c艾利補償模型
5.3 彈性球?qū)有蛥^(qū)域補償模型
5.3.1 表面地形載荷模型
5.3.2 內(nèi)部載荷模型(Subsurface load)
5.3.3 表面地形載荷與內(nèi)部載荷的組合
5.4 本章小結(jié)
第六章 應(yīng)用導(dǎo)納及月球補償模型估計月球物理參數(shù)
6.1 引言
6.2 界面起伏模型及其重力異常的計算
6.3 觀測導(dǎo)納值與模型導(dǎo)納值的不適宜度(Misfit)
6.4 基于粒子群算法的月球物理參數(shù)反演
6.5 數(shù)值結(jié)果與分析
6.6 本章小結(jié)
第七章 月核大小及其密度分布
7.1 引言
7.2 月球深部結(jié)構(gòu)
7.3 月球內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)
7.4 控制方程
7.5 平均轉(zhuǎn)動慣量因子
7.6 數(shù)值計算結(jié)果
7.7 本章小結(jié)
第八章 月球熱演化
8.1 引言
8.2 月球吸積過程的內(nèi)部溫度分布
8.3 月球內(nèi)部溫度的升高
8.4 熱傳導(dǎo)系數(shù)
8.5 放射性熱源
8.6 月幔粘滯系數(shù)
8.7 月球巖石圈厚度的增加
8.8 月球表面的熱流密度分布
8.9 月幔熱模型及控制方程
8.10 控制方程的弱解形式
8.11 控制方程無量綱化的弱解形式
8.12 潮汐力對月球熱演化的影響
8.13 不同模型的熱演化
8.13.1 模型1的熱演化
8.13.2 模型2的熱演化
8.13.3 模型3的熱演化
8.14 本章小結(jié)
第九章 總結(jié)和展望
9.1 本文取得的主要成果
9.2 研究工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間撰寫與發(fā)表的論文
攻讀學(xué)位期間參與的研究項目
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]衛(wèi)星重力梯度數(shù)據(jù)確定地球重力場的Slepian局部譜分析方法[J]. 朱廣彬,李建成,文漢江,常曉濤,王正濤,鄒賢才. 測繪學(xué)報. 2012(01)
[2]嫦娥一號繞月衛(wèi)星對月球重力場模型的優(yōu)化[J]. 鄢建國,平勁松,KOJI Matsumoto,SANDER Goossens,唐歌實,李斐,劉俊澤,李金嶺. 中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2011(07)
[3]基于大傾角衛(wèi)星軌道跟蹤數(shù)據(jù)的月球重力場模型仿真解算[J]. 李斐,鄢建國,平勁松,葉叔華,唐歌實. 地球物理學(xué)報. 2011(03)
[4]基于“嫦娥一號”跟蹤數(shù)據(jù)的月球重力場模型CEGM-01[J]. 鄢建國,李斐,平勁松,唐歌實,黃倩,曹建峰,劉俊澤. 地球物理學(xué)報. 2010(12)
[5]USB與VLBI聯(lián)合確定“嫦娥一號”衛(wèi)星撞月點的位置[J]. 曹建峰,黃勇,胡小工,黃倩,李培佳,陳明. 宇航學(xué)報. 2010(07)
[6]月球形成和演化的關(guān)鍵科學(xué)問題[J]. 林楊挺. 地球化學(xué). 2010(01)
[7]利用重力地形導(dǎo)納估計月殼厚度[J]. 李斐,柯寶貴,王文睿,鄢建國. 地球物理學(xué)報. 2009(08)
[8]月球重力異常的小波多尺度分析[J]. 王文睿,李斐,鄢建國,柯寶貴. 地球物理學(xué)報. 2009(07)
[9]基于嫦娥一號衛(wèi)星激光測高觀測的月球地形模型CLTM-s01[J]. 平勁松,黃倩,鄢建國,曹建峰,唐歌實,舒嶸. 中國科學(xué)(G輯:物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué)). 2008(11)
[10]繞月飛行器近圓形軌道演化的數(shù)值分析[J]. 王威,鄢建國,史弦,平勁松. 武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2007(01)
本文編號:3090153
【文章來源】:武漢大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:144 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
論文創(chuàng)新點
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 月球科學(xué)研究的重要性
1.2 月球重力場模型研究進(jìn)展
1.3 月球地形模型研究進(jìn)展
1.4 月球重力/地形導(dǎo)納研究進(jìn)展及存在的問題
1.5 月球熱模型研究進(jìn)展
1.6 本文研究的目的和主要內(nèi)容
第二章 基本理論
2.1 局部基函數(shù)的重要性
2.2 局部球面函數(shù)
2.3 重力/地形的全球?qū)Ъ{函數(shù)及相關(guān)函數(shù)
2.4 重力/地形的局部導(dǎo)納函數(shù)和局部相關(guān)函數(shù)
2.5 粒子群PSO算法
2.6 粒子群PSO算法實現(xiàn)的步驟
2.7 變分基本引理
2.8 有限元方法及其計算流程
2.9 本章小結(jié)
第三章 月球重力場模型特征分析
3.1 引言
3.2 月球主要重力場模型及其表達(dá)
3.3 月球重力場模型的功率譜
3.4 不同月球重力場模型的自由空氣重力異常
3.5 基于不同重力場模型的繞月衛(wèi)星軌道仿真
3.6 基于不同重力場模型的嫦娥二號衛(wèi)星精密定軌分析
3.7 本章小結(jié)
第四章 月球重力/地形導(dǎo)納與相關(guān)性分析
4.1 引言
4.2 不同重力場模型的重力/地形全球?qū)Ъ{譜及相關(guān)譜
4.3 不同重力場模型的重力/地形局部導(dǎo)納譜與局部相關(guān)譜
4.4 典型質(zhì)量瘤盆地重力/地形局部導(dǎo)納譜及相關(guān)譜
4.5 結(jié)論
4.6 本章小結(jié)
第五章 月球載荷及其補償模型分析
5.1 引言
5.2 未補償?shù)匦文P团c艾利補償模型
5.3 彈性球?qū)有蛥^(qū)域補償模型
5.3.1 表面地形載荷模型
5.3.2 內(nèi)部載荷模型(Subsurface load)
5.3.3 表面地形載荷與內(nèi)部載荷的組合
5.4 本章小結(jié)
第六章 應(yīng)用導(dǎo)納及月球補償模型估計月球物理參數(shù)
6.1 引言
6.2 界面起伏模型及其重力異常的計算
6.3 觀測導(dǎo)納值與模型導(dǎo)納值的不適宜度(Misfit)
6.4 基于粒子群算法的月球物理參數(shù)反演
6.5 數(shù)值結(jié)果與分析
6.6 本章小結(jié)
第七章 月核大小及其密度分布
7.1 引言
7.2 月球深部結(jié)構(gòu)
7.3 月球內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)
7.4 控制方程
7.5 平均轉(zhuǎn)動慣量因子
7.6 數(shù)值計算結(jié)果
7.7 本章小結(jié)
第八章 月球熱演化
8.1 引言
8.2 月球吸積過程的內(nèi)部溫度分布
8.3 月球內(nèi)部溫度的升高
8.4 熱傳導(dǎo)系數(shù)
8.5 放射性熱源
8.6 月幔粘滯系數(shù)
8.7 月球巖石圈厚度的增加
8.8 月球表面的熱流密度分布
8.9 月幔熱模型及控制方程
8.10 控制方程的弱解形式
8.11 控制方程無量綱化的弱解形式
8.12 潮汐力對月球熱演化的影響
8.13 不同模型的熱演化
8.13.1 模型1的熱演化
8.13.2 模型2的熱演化
8.13.3 模型3的熱演化
8.14 本章小結(jié)
第九章 總結(jié)和展望
9.1 本文取得的主要成果
9.2 研究工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間撰寫與發(fā)表的論文
攻讀學(xué)位期間參與的研究項目
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]衛(wèi)星重力梯度數(shù)據(jù)確定地球重力場的Slepian局部譜分析方法[J]. 朱廣彬,李建成,文漢江,常曉濤,王正濤,鄒賢才. 測繪學(xué)報. 2012(01)
[2]嫦娥一號繞月衛(wèi)星對月球重力場模型的優(yōu)化[J]. 鄢建國,平勁松,KOJI Matsumoto,SANDER Goossens,唐歌實,李斐,劉俊澤,李金嶺. 中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2011(07)
[3]基于大傾角衛(wèi)星軌道跟蹤數(shù)據(jù)的月球重力場模型仿真解算[J]. 李斐,鄢建國,平勁松,葉叔華,唐歌實. 地球物理學(xué)報. 2011(03)
[4]基于“嫦娥一號”跟蹤數(shù)據(jù)的月球重力場模型CEGM-01[J]. 鄢建國,李斐,平勁松,唐歌實,黃倩,曹建峰,劉俊澤. 地球物理學(xué)報. 2010(12)
[5]USB與VLBI聯(lián)合確定“嫦娥一號”衛(wèi)星撞月點的位置[J]. 曹建峰,黃勇,胡小工,黃倩,李培佳,陳明. 宇航學(xué)報. 2010(07)
[6]月球形成和演化的關(guān)鍵科學(xué)問題[J]. 林楊挺. 地球化學(xué). 2010(01)
[7]利用重力地形導(dǎo)納估計月殼厚度[J]. 李斐,柯寶貴,王文睿,鄢建國. 地球物理學(xué)報. 2009(08)
[8]月球重力異常的小波多尺度分析[J]. 王文睿,李斐,鄢建國,柯寶貴. 地球物理學(xué)報. 2009(07)
[9]基于嫦娥一號衛(wèi)星激光測高觀測的月球地形模型CLTM-s01[J]. 平勁松,黃倩,鄢建國,曹建峰,唐歌實,舒嶸. 中國科學(xué)(G輯:物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué)). 2008(11)
[10]繞月飛行器近圓形軌道演化的數(shù)值分析[J]. 王威,鄢建國,史弦,平勁松. 武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2007(01)
本文編號:3090153
本文鏈接:http://www.sikaile.net/kejilunwen/dizhicehuilunwen/3090153.html
最近更新
教材專著