2025年11月10日，国家精密重力测量科学中心地球物理组在基于GRACE类型卫星重力数据的时变重力场滤波分析方面取得重要进展。针对长期困扰GRACE时变重力解精度的南北条带误差（North–South stripes, NSS）问题，研究团队提出了一种全新的汉克尔谱分析滤波方法（Hankel Spectrum Analysis Filtering, HSAF）。相关成果以题为 “A Novel Hankel Spectrum Analysis Filtering for Reducing North–South Stripes in GRACE Gravity Solutions” 的论文发表于国际著名水文学期刊 《Journal of Hydrology》。周浩教授为论文第一作者兼通讯作者，李烈兴硕士为共同第一作者。
本研究提出的HSAF方法突破了传统滤波方法（如Gaussian、DDK滤波）的空间平滑局限，首次在信号分解的谱分析框架下实现了对GRACE时变重力场的自适应噪声分离。该方法利用汉克尔矩阵的奇异谱分解与极点稳定性分析，有效区分地球物理信号与条带噪声模态，避免了常规滤波中信号与噪声混叠的问题。研究结果表明，HSAF在去除NSS误差的同时，能够最大限度地保持陆地水储量变化信号（Terrestrial Water Storage Anomalies, TWSA）的幅值与相位信息，其精度较Gaussian、DDK等传统滤波平均分别提升约22%、10%。
论文选用全球及典型流域陆里海（Caspian Sea）区域进行了验证分析，结果显示，HSAF不仅显著抑制了条带误差，还减少了信号泄漏效应，使滤波后的GRACE结果与卫星测高资料在趋势和季节振幅上高度一致。该研究为有效分离GRACE与GRACE-FO时变重力场的信号与噪声给出了新思路，对全球陆地水循环、冰盖质量变化以及气候水文过程的监测具有重要意义。
本研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划项目的资助以及精密重力测量国家重大科技基础设施的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2025.134602
