海潮负荷对中国区域CORS站点精密定位的影响

为了研究海潮负荷对中国区域连续运行观测站精密定位的影响,利用GAMIT软件,采用加入全球海潮模型和不加入全球海潮模型两种解算模式,选取了不同区域的CORS站点和同一区域多天的CORS站点分别进行解算,并对解算结果进行了分析比较。结果表明:海潮负荷位移在海岛上的影响最大,特别是在U方向,达到了厘米级,在N和E方向上的影响相对较小;沿海站点E和U方向上的影响在0.2～0.3 cm之间,N方向上的影响相对较小,而对内陆站点的影响基本可以忽略不计;对于CORS站点连续多天的基线处理,加入海潮模型改正对整体解算精度有一定的改善。所以在高精度定位解算时必须加入海潮模型改正。     

海潮负荷对我国沿海GPS观测站的影响研究

利用全球海潮模型FES2004、GOT4.7和NAO.99b研究了海潮负荷对成山头、平潭、遮浪和西沙四个国家海洋局GPS观测站位移的影响,结果表明,在沿海地区海潮负荷对单点定位的影响达到厘米级,在西沙甚至达到3 cm.此外,通过对3种海潮模型计算结果的对比分析可知,NAO.99b海潮模型最适用于我国沿海地区.     

地球形变对重力测量的影响初探

分析了在太阳和月球的引力作用下地球形变对重力测量的影响,给出了一个简便的计算模型,可以比较准确地改正地球形变对重力测量的影响。并就该方法在海洋重力测量中的应用作了探讨。     

三种最新全球海潮模型在中国沿海的精度评估

海潮负荷形变是我国沿海GNSS实时观测的重要误差源之一,分析和确定最优海潮模型进行负荷改正,有助于提高GNSS解算精度和可靠性。利用沿海33个验潮站连续3 a的实测潮位资料,以8个主要分潮(M₂、S₂、N₂、K₂、K₁、O₁、P₁和Q₁)的潮高和方根(Root Sum Squares,RSS)为评价指标,对最新全球海潮模型FES2014、EOT20和TPXO9在中国沿海的模型精度进行评估。结果表明：3种最新海潮模型相比其前期版本(FES2004、EOT11a和TPXO7.2),在中国沿海的模型精度整体改进幅度分别为72.39%、67.73%和31.37%;3种最新海潮模型中,FES2014在中国沿海的RSS均值和标准差分别为7.91和7.75 cm,模型精度相对最高,EOT20的模型精度略低于FES2014,二者精度均显著优于模型NAO.99jb和NAO.99b(后两处模型在先前研究中被认为在中国沿海精度较优),...     

海洋重力测量中厄特沃什效应的合理改正

在海洋重力测量中,厄特沃什(Eoetvoes)改正误差一直是影响测量精度的主要误差源。对测量过程的分析可以发现,原始采集的重力值实际上是经过低通滤波后一段时间内的平均重力变化,而一般的Eoetvoes改正方法计算所得的只是某一时刻的改正值,这种差异导致了重力数据精度的下降。针对这种情况,提出了合理的滤波Eoetvoes改正方法,使改正值和重力值达到了完全对应。最后以L＆R的S型海洋重力仪的测量数据为例,具体地说明了这种新方法的改正效果。     

导航型GPS在海上地球物理勘探中的应用：卫导数据随机噪声处理

分析了导航型ＧＰＳ在海上地球物理勘探应用中存在的问题，着重研究了卡尔滤波对导航数据中航向和航速的处理；提出两种滤波模型，对模型的导航数据和地具实航行数据进行计算，并将结果用于重力测量数据的Ｅｏｔｖｏｓ改正，对出现的问题进行了讨论。     

GIA重力与垂直位移理论近似关系的实测验证

利用位于冰川均衡调整(GIA)近场的北美和北欧地区绝对重力和GPS垂直位移观测数据,得到GIA重力与垂直位移的实测比值为0.145±0.019μGal/mm,验证了Wahr关于GIA重力与垂直位移的近似理论线性关系,发现理论值与实测值的相对差异为6.2%。研究结果可为利用该理论近似线性关系的相关研究提供有意义的参考。     

导航型GPS在海上地球物理勘探中的应用──卫导数据随机噪声处理

分析了导航型GPS在海上地球物理勘探应用中存在的问题，着重研究了卡尔曼滤波对号航数据中航向和航速的处理；提出两种滤波模型，对模拟的导航数据和真实航行数据进行计算，并将结果用于重力测量数据的Eotvos改正，对出现的问题进行了讨论。文章提出适当的处理方法，使导航型GPS适应海上地球物理勘探的要求，提高了导航精度和满足测量了精度。     

基于参考场的多航次船载重力测量系统偏差调整

由于不同部门的船载重力测量规范不统一,导致不同部门不同航次之间获取的船载重力测量数据可能存在比较明显的系统性偏差。提出了基于参考场进行多航次船载重力测量系统偏差调整方法,即以某参考场(如DTU10GRA数值模型)为背景,基于平差思想,将航次实测数据与参考场数据之间差异的统计平均值作为观测量,进行系统偏差计算、分析、检验及调整。实验结果表明,依据本文方法能够有效消除多航次船载重力测量数据基准的不协调性。     

基于SINS/DGPS的捷联式航空重力矢量测量

国防科学技术大学研制成功了我国首套具有自主知识产权的捷联式航空重力测量系统SGA-WZ01。该重力测量系统由捷联式惯性导航系统(SINS)和差分全球定位系统(DGPS)组成。2012年4~5月,在南海某海域进行了飞行试验以测试这一新型重力仪的精度。描述了该系统的构成和数据处理过程,在数据处理中应用了全球重力场模型对重力测量结果进行校正。试验结果表明,该系统不仅可用于重力标量测量,还可用于矢量测量。重复测线的数据表明了该系统测得的重力异常的重复性可达到1.5m Gal,经过全球重力场模型校正之后北向分量的重复性为7.46m Gal,东向分量的重复性为4.46m Gal。     

潮汐测量与验潮技术的发展

潮汐是由各天体作用于地球上的引潮力所产生，不仅海洋中有潮汐，大气圈和地球固体部分也同样存在着潮汐。海道测量中的潮汐测量仅指海洋潮汐测量仅指海洋潮汐测量，潮汐测量的手段很多，主要包括采用水尺；浮子式、引压钟式、声学式、压力式验潮仪验潮。而GPS验潮及潮汐遥感测量等技术研究国内外正在开展。所有这些验潮技术各有自己的特点。     

Accuracy estimation of loading correction in gravity observation

To estimate the loading correction, the convolution integral of tidal height with gravity Green's function is usually adopted. Therefore, two kinds of error sources should be discussed, i.e. errors produced by different earth models and errors due to the inaccuracy of the cotidal maps. Thus, the effect of different earth models on tidal correction was estimated by using different loading Love numbers and gravity Green function obtained on the basis of two different earth models, G-B and 1066 model. We also calculated the error caused by Schwidersky's cotidal map, by assuming the error of average tidal height to be 5 cm in 1°×1° grids, but yet the effect coming from the errors of local cotidal maps had not been taken into consideration in this work. In carrying out this calculation, the results of tidal height errors in adjacent ocean around station, harmonic coefficient errors in open ocean and a truncation error are discussed respectively.     

利用半参数模型估计确定验潮组网的深度基准面

深度基准面的确定是进行海洋测量的基础,准确确定深度基准面是进行海洋测量的有效前提。提出了一种将CORS技术与验潮组网技术进行结合的新传递深度基准面的方法,实现长、短期验潮站同步验潮实现深度基准面的增强传递;提出了采用半参数模型理论来求取潮差比的计算方法;具体阐述了验潮组网通过间接平差求取短期验潮站的深度基准面的计算方法,减少了验潮测量的人力投入,计算潮差比时考虑了系统误差的影响,计算短期验潮站时考虑了观测误差对深度基准面传递的影响。     

利用JPL行星/月球星历计算遥感水汽中的地球固体潮改正

简要介绍GPS遥感水汽的原理,详细讨论了计算地球固体潮改正模型的理论公式。介绍获取JPL星历的方法,以及如何利用JPL行星/月球星历来计算太阳和月亮的坐标,并逐步计算出地球固体潮改正。举例计算了地球固体潮改正,分析了其对水汽的影响,比较了太阳距离、月亮距离与地球固体潮改正的关系。     

水位波动对临海重力式挡墙基坑稳定性的影响

近年来临海(江)建设的地下工程逐渐增多,与常规静水补给条件下的基坑工程相比,受波浪、潮汐等动水作用影响的基坑可能展现出不同的性状,对该类水力条件下基坑响应问题的研究具有重要的工程意义。依托港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道海域段基坑工程,采用PLAXIS软件对波浪、潮汐作用下重力式挡墙两侧的水土压力、基坑的稳定性进行了探讨分析。结果表明,对于均质砂质地基上的重力式挡墙,当基坑距防波堤一定距离时,波浪对其稳定性的影响可以忽略不计;潮汐在海床和基坑中的传播有滞后效应,当潮汐为最高潮位时,基坑并非处于最危险状态;潮汐作用下临海重力式挡墙基坑的稳定性可以通过拟静水位法近似分析。     

利用卫星测高、GRACE和GOCE资料估计全球海洋表面地转流

重力恢复和气候试验GRACE(gravity recovery and climate experiment)卫星极大地提高了地球重力场的精度和分辨率,特别是中长波分量,联合卫星测高数据可获得全球海洋表面大尺度洋流循环。另外,新一代地球重力和海洋环流探测卫星GOCE(gravity field and steady-state ocean circulation explorer)于2009年3月成功发射,采用卫星重力梯度测量原理,对重力场的高频部分非常敏感,使其高分辨率监测全球海洋循环成为可能。本文利用1~7年GRACE观测数据确定的重力场模型和18个月GOCE观测数据确定的地球重力场模型GO_CONS_GCF_2_TIM_R3,联合卫星测高确定的平均海面高模型MSS_CNES_CLS_11,分别估计全球海洋表面地转流,并且与实测浮标数据结果进行比较。分析表明GOCE重力卫星确定的重力场模型具有更高的空间分辨率,能够确定高精度和高空间分辨率的全球海洋地转流,如墨西哥湾暖流的细节和特征,并且与实测浮标结果基本一致。而基于1~4年GRACE观测资料的模型不能很好估计全球地转流特征,基于7年GRACE观测资料的重力场模型ITG-Grace2010s确定的全球地转流的精度仍低于18个月GOCE观测数据确定的地球重力场模型GO_CONS_GCF_2_TIM_R3的结果,估计的全球地转流仍含有较大的噪声,不能很好地反应中小尺度地转流细节特征。并计算ITG_Grace2010s和GOCE_TIM3的稳态海面地形和全球平均地转流的内符合精度,结果显示,在全球范围内,GOCE_TIM3的稳态海面地形和全球平均地转流的精度都比ITG_Grace2010s结果的精度有着很大的改善,其中ITG_Grace2010s的稳态海面地形的精度为21.6cm,而GOCE_TIM3的结果则为7.45cm,ITG_Grace2010s的全球平均地转流的精度为40.7cm/s,而GOCE_TIM3的结果则为19.6cm/s。     

中国近岸海域高度计JASON-1测量数据的波形重构算法研究

卫星雷达高度计的测量数据目前已被广泛应用于各个领域,但高度计在近海的测量数据却一直不可用,一方面是因为高度计在近岸海域的回波波形测量受陆地回波的影响,另一方面是因为一些校正量对近海不准确,如大气湿对流层校正、海洋潮汐校正以及大气高频因数校正等。通过对高度计在近海测量的回波波形进行重构处理,可以缩短近海数据不可用的距离,提高数据的数量和质量。以我国海域及邻近海域(14°~45°N,105°~130°E)为研究区域,采用四种波形重构算法(海洋算法、重力中心偏离算法、冰层算法二和阈值算法)对JASON-1高度计1 a共31个周期的测量波形重新进行了计算,比较了轨道交叉点处升轨和降轨的海面高度异常值以及海面高度值与验潮站的实测水位,结果表明重力中心偏离法比其他三种算法更适合我国近海的测高波形重构:计算结果精度最高,有效数目最多。     

基于GMT的潮汐信息图件制作软件设计和实现

基于通用制图软件GMT(generic mapping tools)和中国近海精密潮汐模型,开发了潮汐信息图件制作软件。软件以交互界面设置图幅、验潮站及分区以及等值线分布等信息,可制作主要分潮的潮波图、潮汐类型数与深度基准面等值线分布图。两个测量实例的测试表明,软件可在沿岸潮汐复杂海域制作潮汐信息图件,可作为技术文档中验潮站设计的佐证材料。     

卫星重力梯度测量在海洋科学中的应用分析

简述了卫星重力梯度测量技术的基本原理和GOCE数据特点;基于三个不同的重力场模型,采用不同阶次,联合卫星测高平均海面高模型分别推算出全球海面地形,并对结果作了比较分析;探讨了卫星重力梯度测量技术在海洋科学各相关领域的具体应用前景,指出卫星重力梯度测量技术的发展将为海洋科学发展带来巨大的变化。     

海道测量水位改正通用模式研究

为满足海道测量作业发展实际需求,进行了海道测量水位改正通用模式研究.在单波束测深逐点逐时分区改正基础上提出了适于单、多波束测深的海量数据虚拟单验潮站改正模式,基于时差法、最小二乘拟合法数学模型以及海洋潮汐数值预报模型,研制了适于沿岸、近海水深测量的水位改正软件.