Luận án – Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ chính xác xác định dị thường trọng lực bằng số liệu đo cao vệ tinh trên vùng biển Vịnh Bắc Bộ – Việt Nam

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC XÁC ĐỊNH DỊ THƯỜNG TRỌNG LỰC BẰNG SỐ LIỆU ĐO CAO VỆ TINH TRÊN VÙNG BIỂN VỊNH BẮC BỘ - VIỆT NAM

Ngành:

Kỹ thuật trắc địa- bản đồ

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung nghiên cứu giải pháp nâng cao độ chính xác xác định dị thường trọng lực biển bằng số liệu đo cao vệ tinh trên vùng biển Vịnh Bắc Bộ - Việt Nam, một nhiệm vụ cấp bách phục vụ phát triển kinh tế biển, phòng tránh thiên tai, quản lý tài nguyên và quốc phòng. Đề tài xuất phát từ thực tế rằng việc xác định dị thường trọng lực biển bằng phương pháp đo trực tiếp trên tàu hoặc máy bay có chi phí cao và thời gian kéo dài do điều kiện địa hình và khí tượng biển phức tạp. Do đó, việc ứng dụng số liệu đo cao vệ tinh, kết hợp các giải pháp nâng cao độ chính xác, là một giải pháp khả thi và hiệu quả cao.

Mục tiêu nghiên cứu bao gồm xác lập cơ sở khoa học, xây dựng các giải pháp xử lý số liệu đo cao vệ tinh nhằm nâng cao độ chính xác xác định dị thường trọng lực trên biển nói chung và vùng biển Vịnh Bắc Bộ nói riêng, với mục tiêu đạt độ chính xác tốt hơn ±4mGal. Đối tượng nghiên cứu là phương pháp xác định giá trị dị thường trọng lực biển bằng số liệu đo cao vệ tinh và các giải pháp tính toán nhằm nâng cao độ chính xác của kết quả này.

Luận án đã đề xuất các giải pháp cụ thể: lựa chọn các loại vệ tinh mới có độ chính xác cao ở chế độ đo GM để tăng mật độ và độ chính xác dữ liệu; lựa chọn mô hình thế trọng trường toàn cầu EIGEN-6C4 phù hợp nhất với Việt Nam; lựa chọn mô hình mặt biển trung bình động học DTU15MDT phù hợp nhất; lựa chọn phương pháp Collocation bình phương nhỏ nhất để chuyển đổi phần dư độ cao geoid thành phần dư dị thường trọng lực; và kết hợp số liệu đo trọng lực trực tiếp bằng tàu để làm khớp, loại bỏ sai số hệ thống và nâng cao độ chính xác.

Kết quả thực nghiệm trên vùng biển Vịnh Bắc Bộ cho thấy, sau khi áp dụng các giải pháp và làm khớp với số liệu đo trực tiếp, độ chính xác của dị thường trọng lực biển đã được nâng cao đáng kể. Cụ thể, phương án kết hợp số liệu từ vệ tinh Cryosat-2/GM và Saral/AltiKa, sử dụng mô hình EIGEN-6C4 và DTU15MDT, đạt độ chính xác đánh giá theo độ lệch chuẩn là ±1.45 mGal, tốt hơn nhiều so với các công trình nghiên cứu trước đó của thế giới (ví dụ, mô hình DTU15GRAV có độ lệch chuẩn ±5.63 mGal). Luận án đã xây dựng chương trình máy tính "GEOMAT2015" hỗ trợ tính toán, đảm bảo tính khả thi và độ tin cậy của các giải pháp. Các kết quả này có ý nghĩa khoa học và thực tiễn quan trọng, góp phần phát triển lý thuyết và cung cấp bộ số liệu dị thường trọng lực biển có độ chính xác cao cho Việt Nam.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

  • 1. Tính cấp thiết đề tài
  • 2. Mục tiêu nghiên cứu
  • 3. Đối tượng nghiên cứu
  • 4. Phạm vi nghiên cứu
  • 5. Nội dung nghiên cứu
  • 6. Phương pháp nghiên cứu
  • 7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
  • 8. Luận điểm bảo vệ
  • 9. Những điểm mới của đề tài luận án
  • 10. Cấu trúc của luận án

• CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC XÁC ĐỊNH DỊ THƯỜNG TRỌNG LỰC BIỂN BẰNG SỐ LIỆU ĐO CAO VỆ TINH

  • 1.1. Tổng quan về vấn đề đo trọng lực ở Việt Nam
    • 1.1.1. Khái niệm về dị thường trọng lực
    • 1.1.2. Tổng quan về vấn đề đo trọng lực ở Việt Nam [20]
  • 1.2. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu giải pháp nâng cao độ chính xác xác định dị thường trọng lực biển bằng số liệu đo cao vệ tinh
    • 1.2.1. Tổng quan về các công trình nghiên cứu trên thế giới
    • 1.2.2. Tổng quan về các công trình nghiên cứu trong nước
  • 1.3. Hướng nghiên cứu của luận án
  • 1.4. Kết luận chương 1

• CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH DỊ THƯỜNG TRỌNG LỰC BIỂN BẰNG SỐ LIỆU ĐO CAO VỆ TINH

  • 2.1. Kỹ thuật đo cao vệ tinh
    • 2.1.1. Nguyên lý đo cao vệ tinh
    • 2.1.2. Phương pháp xác định độ cao mặt nước biển bằng số liệu đo cao vệ tinh
    • 2.1.3. Các số hiệu chỉnh trong kết quả đo cao vệ tinh
    • 2.1.4. Chương trình đo cao vệ tinh và dữ liệu đo cao vệ tinh
      • 2.1.4.1. Các chương trình đo cao vệ tinh
      • 2.1.4.2. Số liệu đo cao vệ tinh
  • 2.2. Phương pháp xác định dị thường trọng lực biển bằng số liệu đo cao vệ tinh
    • 2.2.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp
    • 2.2.2. Sơ đồ quy trình phương pháp xác định dị thường trọng lực biển bằng số liệu đo cao vệ tinh.
    • 2.2.3. Phương pháp xác định độ cao geoid và dị thường trọng lực từ các hệ số hàm điều hòa cầu của mô hình thế trọng trường toàn cầu
    • 2.2.4. Độ cao địa hình mặt biển trung bình động học
    • 2.2.5. Phương pháp bình sai mạng lưới điểm giao cắt để loại bỏ độ cao địa hình mặt biển biến đổi theo thời gian ht
  • 2.3. Kết luận chương 2

• CHƯƠNG 3: GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC XÁC ĐỊNH DỊ THƯỜNG TRỌNG LỰC BIỂN BẰNG SỐ LIỆU ĐO CAO VỆ TINH

  • 3.1. Cơ sở lý thuyết về các giải pháp nâng cao độ chính xác xác định dị thường trọng lực biển bằng số liệu đo cao vệ tinh
    • 3.1.1. Cơ sở lý thuyết
    • 3.1.2. Sơ đồ quy trình nâng cao độ chính xác xác định dị thường trọng lực biển bằng số liệu đo cao vệ tinh
  • 3.2. Giải pháp 1 - kết hợp các loại số liệu đo cao vệ tinh có độ chính xác cao ở chế độ GM để nâng cao độ chính xác xác định dị thường trọng lực
    • 3.2.1. Lựa chọn số liệu của các vệ tinh thực hiện nhiệm vụ trắc địa
      • a) Chế độ đo ERM
      • b) Vệ tinh có chế độ đo GM
    • 3.2.2. Kết hợp số liệu vệ tinh mới có độ chính xác cao với nhau
  • 3.3. Giải pháp 2 - lựa chọn mô hình thế trọng trường toàn cầu phù hợp với Việt Nam
    • 3.3.1. Kết quả đánh giá độ chính xác của các mô hình thế trọng trường toàn cầu
    • 3.3.2. Xây dựng chương trình tính độ cao geoid, dị thường độ cao và dị thường trọng lực từ các hệ số điều hòa cầu của mô hình thế trọng trường toàn cầu
    • 3.3.3. Đánh giá độ chính xác các mô hình thế trọng trường toàn cầu EGM2008, GECO, EIGEN-6C4 và SGG-UGM-1 ở khu vực Việt Nam
  • 3.4. Giải pháp 3- lựa chọn mô hình mặt biển trung bình động học MDT phù hợp với vùng biển của Việt Nam
  • 3.5. Giải pháp 4 - lựa chọn phương pháp chuyển đổi phần dư độ cao geoid sang phần dư dị thường trọng lực
    • 3.5.1. Cơ sở lý thuyết phương pháp Collocation bình phương nhỏ nhất
    • 3.5.2. Áp dụng phương pháp Collocation bình phương nhỏ nhất để xác định phần dư dị thường trọng lực biển bằng số liệu đo cao vệ tinh
  • 3.6. Giải pháp 5 – làm khớp phần dư dị thường trọng lực biển nhận được bằng số liệu đo cao vệ tinh với phần dư dị thường trọng lực đo trực tiếp
  • 3.7. Kết luận chương 3

• CHƯƠNG 4: ÁP DỤNG CÁC GIẢI PHÁP ĐỂ NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC XÁC ĐỊNH DỊ THƯỜNG TRỌNG LỰC BIỂN BẰNG SỐ LIỆU ĐO CAO VỆ TINH TRÊN VÙNG BIỂN VỊNH BẮC BỘ - VIỆT NAM

  • 4.1. Khu vực nghiên cứu và số liệu thực nghiệm
    • 4.1.1. Khu vực nghiên cứu
    • 4.1.2. Số liệu thực nghiệm
      • 4.1.2.1. Số liệu đo cao vệ tinh
      • 4.1.2.2. Số liệu đo trọng lực trực tiếp bằng tàu biển
  • 4.2. Kết quả thực nghiệm của các phương án.
    • 4.2.1. Thực nghiệm xác định phần dư độ cao geoid.
    • 4.2.2. Xác định phần dư dị thường trọng lực biển bằng số liệu đo cao vệ tinh
      • 4.2.2.1. Xác định các tham số hàm hiệp phương sai lý thuyết từ phần dư độ cao geoid
      • 4.2.2.2. Xác định phần dư dị thường trọng lực biển từ phần dư độ cao geoid.
      • 4.2.2.3. Đánh giá độ chính xác kết quả tính phần dư dị thường trọng lực biển bằng số liệu đo cao vệ tinh trên vùng biển Vịnh Bắc Bộ -Việt Nam.
    • 4.2.3. Làm khớp phần dư dị thường trọng lực biển nhận được bằng số liệu đo cao vệ tinh với phần dư dị thường trọng lực đo trực tiếp bằng phương pháp collocation bình phương nhỏ nhất.
      • 4.2.3.1. Làm khớp lần thứ nhất (hiệu chỉnh độ lệch hệ thống)
      • 4.2.3.2. Làm khớp lần thứ hai bằng phương pháp collocation bình phương nhỏ nhất.
  • 4.3. Đánh giá độ chính xác của các kết quả tính dị thường trọng lực bằng số liệu đo cao vệ tinh đã có trên vùng biển Vịnh Bắc Bộ - Việt Nam.
  • 4.4. Kết luận chương 4

• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

  • 1. Kết luận
  • 2. Kiến nghị về những nghiên cứu tiếp theo

• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ