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地球的自由核章动(FCN)是由于旋转椭球地球的固态地幔和液态地核之间的相互作用产生的逆向本征模，在地固参考系中表现为近周日自由摆动(NDFW)，其周期大约1恒星日。自由核章动的观测与研究，对研究核幔相互作用、液核动力学和固体潮实验模型有非常重要的意义。
本文围绕自由核章动的检测与研究，涉及形变地球的自转研究、超导重力仪数据处理、FCN参数的重力检测、FCN参数的时变特征和核幔边界粘性探讨等内容。具体内容和成果如下：
1、用角动量方法从Euler方程出发推导了NDFW本征频率的解析表达式，计算出FCN本征周期的理论值为456.4恒星日。
2、收集了GGP台站大量的超导重力仪观测数据，展开了必要的超导重力仪数据处理工作。
3、利用GGP台站超导重力仪观测资料成功检测了FCN参数。迭积5个GGP台站的7组观测数据拟合了FCN参数，获得的FCN本征周期为426.6恒星日，品质因子Q值为13124，共振强度为-6.23+10.15(×10-4°/h)；以武汉台站为例，探讨了大气负荷、海潮负荷、引潮位展开表、权函数等的选择对拟合FCN参数的影响；探讨了FCN参数尤其是本征周期的长期变化。
4、利用超导重力仪资料，在拟合NDFW品质因子的基础上，初步探讨了核幔边界的粘性特征。获得的核幔边界的动力粘性系数403kgm-1s-1，与利用VLBI资料获得的最新结果一致。