基于DORIS数据的JASON-2卫星精密定轨分析

高精度的卫星轨道确定是卫星应用的基础和保证,本文以新一代DORIS接收机观测数据DORIS 3.0的相位观测数据为基础,研究了相位观测数据与传统的DORIS距离变化率数据的转换方法,并以JASON-2卫星为例,基于卫星动力学定轨原理,分析了不同数据类型、不同定轨方案得到的卫星轨道精度.结果表明,1)利用3天弧段的DORIS 2.2格式距离变化率数据和数据文件提供的相位中心偏差改正,或者采用模型对天线相位中心偏差进行改正并同时对地面测站进行偏心改正时,两种方案得到的轨道三维位置精度基本一致,均优于8.7cm,说明新一代DORIS接收机相位中心稳定,变化较小,采用模型进行偏差修正完全能够满足定轨精度要求.2)采用3.0格式的DORIS数据以及天线相位中心偏差修正模型和地面测站偏心改正模型时,得到的卫星定轨精度略有降低,大约为9.2cm;SLR校核残差约为6.5cm(均方根误差).3)采用2.2和3.0两种格式的DORIS数据,利用不同的定轨方案对JASON-2卫星进行精密定轨,均可以达到2cm左右的径向定轨精度,不同的定轨方案对径向定轨精度的影响可忽略不计.因此,对于最关心卫星径向定轨精度的海洋测高卫星而言,采用本文的数据格式转换方法和定轨方案,完全可以满足其定轨任务需求.     

《地震数据模型》摘要

本文主要讨论地震数据模型。它是地震数据库系统管理的数据内容按一定格式建立的实体。目前所观测到的测震数据及工作参数划分成十种数据,将这十种数据分为十六种数据文件。设计了十六种数据逻辑记录,数据项。提出了主数据文件和从数据文件、主索引目录。数据文件和数据记录划分原则必须遵循:     

海洋地球物理测量中GPS数据问题与处理

海上走航式地球物理测量的精度在很大程度上依赖于GPS（全球导航定位授时系统）数据观测的精度.由于各种原因,船载GPS测量会遇到多种问题.对记录到的GPS数据进行处理是获得高质量GPS数据一个不可缺少的环节.本文通过对多个海洋重磁调查航次的GPS观测数据进行处理,介绍了船载GPS测量中遇到的一些典型问题,以及相应的数据处理方法.本文指出,为保证数据采集的质量,船载GPS测量一般应使用两台GPS接收机同时进行测量.在数据处理时,将其中记录较稳定、可靠的一台GPS接收机作为主机,而另一台作为辅机.数据处理时,以主机记录的数据为主,当主机数据缺失时,则使用附机的数据作为补充.我们的长期观测结果表明,主机和附机之间总是存在时间差,目前我们没有发现时间差出现的规律和这种时间差出现的确切原因.用附机的数据来补充主机数据时,应该进行时间差调整.对于同一台GPS接收机的数据,本文介绍了野值、零值、重复值、时间间断和航迹间断等现象.同时文章中介绍了对于野值、零值、重复值、时间间断和航迹间断等数据,在进行数据处理时,可用剔除、插值、补遗等办法对上述出现的问题进行处理.本文认为,天气状况、卫星分布、天线运动姿态、接收机工作的稳定性、解码模块、运算〖JP3〗速度、多路径效应等都可能对GPS观测造成影响,但目前我们还并不能确定造成海上GPS测量出现问题的确切原因.     

卫星遥感热红外辐射与川滇强震探讨

为了使卫星空间监测技术在地震监测预报的应用研究由理论性、实验性阶段进入实用性阶段，进行了探索和尝试。按照地震前兆资料常规处理的格式和要求，对收集的部分卫星遥感热红外辐射观测资料进行了处理。处理过程中使用了包含数据格式转换、数据预处理、异常挑选等内容的计算机工作软件。在此基础上，根据卫星遥感数据资料所具有的二维均匀分布的特性，应用平面和立体的数据图像处理软件，对卫星遥感热红外辐射观测资料的异常场信息进行了研究。同时，开发出了使用卫星遥感热红外辐射观测资料的数据接口软件。卫星空间监测技术的应用将给地震监测预报带来全新的思维方式及更加快捷实用的数据采集、传送、处理和分析方法。     

行星际背景太阳风的三维MHD数值模拟

近地空间的太阳风参数预报具有重要的科学研究意义和实际应用价值,三维磁流体力学（MHD）数值模拟是太阳风参数预报的重要手段.本文建立了一套基于经验模型的三维MHD数值模型.模型的内边界设置在0.1天文单位（AU）处,在六片网格系统下利用TVD Lax-Friedrich格式求解理想MHD方程组,采用扩散法消除磁场的散度.模型以GONG的观测磁图作为输入数据,利用经验模型并结合卫星观测特征确定内边界条件.边界条件中保留了6个可调参数,以便适当调整参数使其方便适合模拟不同太阳活动期的太阳风.利用该模型分别模拟了2007年和2016年的背景太阳风,得到了太阳风速度、密度、温度和磁场强度,这些参数与ACE/WIND卫星观测符合较好.     

GRACE和SLR观测的地球动力学扁率最大熵谱及小波相关分析

卫星重力测量技术的实现为测定地球动力学扁率提供了新的方式和途径，GRACE卫星是目前最新的重力测量卫星，据其恢复的低阶重力场较以往精度得到大大提高，然而其观测地球动力学扁率（二阶项）却与卫星激光测距（SLR）结果相差较大.本文采用最大熵谱和小波分析方法对GRACE和SLR观测的地球动力学扁率时间序列信号进行定量比较分析，结果表明：GRACE观测的地球动力学扁率年际周期变化振幅仅为SLR观测结果的25%，并且目前GRACE观测的地球动力学扁率数据中含有系统输入信息和相位差，但前者较后者包含有较强的短周期（2～6月）信息.造成这种差异的主要原因可能来自于GRACE与SLR全球观测数据时空分布不同.     

第10代国际地磁参考场

国际地磁与超高层大气物理学协会（IAGA）于2004年12月12日发表了第10代国际地磁参考场（IGRF）。这是对地球主磁场标准数学描述的最新版本，在对地球深部、地壳、电离层及磁层的研究中有广泛应用。国际地磁参考场系数由国际地磁与超高层大气物理学协会的一个特别工作组最终确定下来。国际地磁参考场是地磁场模型工作者和全世界从事卫星及台站地磁观测数据收集和发布的单位共同努力的结果。     

全球降水计划多卫星降水联合反演IMERG卫星降水产品在中国大陆地区的多尺度精度评估

以中国气象局逐小时地面降水数据集为参考基准,采用8种统计评价指标综合评估对比了美国NASA研发的全球降水计划（GPM）多卫星降水联合反演IMERG（Integrated Multi-satellitE Retrievals for GPM）卫星降水产品的三个不同版本的Final数据,分析了三套卫星降水在中国大陆地区多时空尺度下的反演精度,探讨了IMERG最新版本V5数据的改进情况及反演中仍然存在的问题.结果表明：IMERG数据能够准确地捕捉到中国大陆地区的降水区域特征,但是在中国西北部地面站点稀疏地区误差较大,精度较低,难以精确估测该地区的实际降水值.最新版本V5数据精度整体上优于先前的V3和V4数据,V5与地面观测数据的相关系数为0.75,均方根误差为7.03 mm/d,较V3、V4有明显提高,改善了V3、V4在中国西北部出现的降水低估问题;但是V5在冬季表现较差且没有解决前期版本存在的高估问题,整体上相对实际降水仍处于高估状态;同时V5在对高雨强事件的捕捉监测能力方面还存在一定的不足,因此建议在强降雨事件监测中需谨慎使用卫星降水IMERG数据集.目前V5系统中的校正算法还存在部分缺陷：为消除全球降水系统性低估问题,目前的校正算法整体性抬升了卫星降水值,从而导致卫星降水反演在中国地区高雨强事件下出现高误报以及高估问题,进而影响到IMERG数据回推以及后续再生数据的精度.     

"张衡一号"卫星电场数据存储实验

"张衡一号"卫星搭载的空间电场探测仪,可采集全球范围的电场数据,为空间科学研究及实验提供原位观测数据.该载荷产出的波形和功率谱数据都是以H5格式的文件方式存储,但由于电场观测数据量巨大,文件方式储存导致数据应用效率极低.因此,本文提出了一种基于关系性数据库的数据存储方法,可以显著提高数据访问时间.试验结果表明本文存储方法可应用到张衡一号卫星其他载荷数据,为电磁卫星海量观测数据的高效应用提供了有效的技术支撑.     

基于NOAA/POES卫星观测的磁层相对论电子起源的初探

本文利用低高度极轨卫星NOAA/POES的观测数据，并结合ACE卫星和Polar卫星的观测结果，研究分析了磁层相对论电子的起源. NOAA/POES卫星对于不同地磁活动时期相对论电子的分布和起源进行了较为详细观测, 分析结果表明（1） 亚暴期间注入磁层的能量电子可以为与磁暴相关的磁层高能电子暴提供种子电子；（2）太阳质子事件期间太阳风中的能量电子也可以为磁层中的相对论电子提供所需要的源.     

基于Matlab的强震数据处理技术实现

强震动观测数据通常由强震仪原始二进制加速度记录组成,在国内外相关强震数据库下载的强震记录均为解码、处理后的ASCII格式文本文件,非原始文件,记录格式不同,但均由数据头段和数据区2部分组成。以我国未校正加速度记录(UA)数据格式为例,探讨基于Matlab程序的强震数据处理技术,并识别记录的地震动特性,为强震数据多领域应用提供技术支持。     

Visualization of Aqueous Geochemical Data Using Python and WQChartPy

Graphical methods have been widely used for visualization, classification, and interpretation of aqueous geochemical data to obtain a better understanding of surface and subsurface hydrologic systems. This method note presents WQChartPy, an open-source Python package developed to plot a total of 12 diagrams for analysis of aqueous geochemical data. WQChartPy can handle various data formats including Microsoft Excel, comma-separated values (CSV), and general delimited text. The 12 diagrams include eight traditional diagrams (trilinear Piper, Durov, Stiff, Chernoff face, Schoeller, Gibbs, Chadha, and Gaillardet) and four recently proposed diagrams (rectangle Piper, color-coded Piper, contour-filled Piper, and HFE-D) that have not been implemented in existing graphing software. The diagrams generated by WQChartPy can be saved as portable network graphics (PNG), scalable vector graphics (SVG), or portable document format (PDF) files for scientific publications. Jupyter and Google Colab notebooks are available online to illustrate how to use WQChartPy with example datasets. The geochemical diagrams can be generated with several lines of Python codes. Source codes of WQChartPy are publicly available at GitHub ( https://github.com/jyangfsu/WQChartPy ) and PyPI ( https://pypi.org/project/wqchartpy/ ).     

Format unification of the different versions of the Garm test site earthquake catalog

The formats of the different versions of the earthquake catalog of the Garm prognostic site area are described and unified. The catalog versions contain the results of detailed continuous seismic monitoring with a high sensitivity array of seismic stations carried out in 1955–1991. Format unification allowed for conjoint analysis of different catalog versions with unified software.     

Improvements in crosshole GPR full-waveform inversion and application on data measured at the Boise Hydrogeophysics Research Site

Crosshole ground penetrating radar (GPR) tomography has been widely used and has the potential to improve the obtained subsurface models due to its high spatial resolution compared to other methods. Recent advances in full-waveform inversion of crosshole GPR data show that higher resolution images can be obtained compared to conventional ray-based GPR inversion because it can exploit all information present in the observed data. Since the first application of full-waveform inversion on synthetic and experimental GPR data, the algorithm has been significantly improved by extending the scalar to a vectorial approach, and changing the stepped permittivity and conductivity update into a simultaneous update. Here, we introduce new normalized gradients that do not depend on the number of sources and receivers which enable a comparison of the gradients and step lengths for different crosshole survey layouts. An experimental data set acquired at the Boise Hydrogeophysics Research Site is inverted using different source–receiver setups and the obtained permittivity and conductivity images, remaining gradients and final misfits are compared for the different versions of the full-waveform inversion. Moreover, different versions of the full-waveform inversion are applied to obtain an overview of all improvements. Most improvements result in a reducing final misfit between the measured and synthetic data and a reducing remaining gradient at the final iteration. Regions with relatively high remaining gradient amplitudes indicate less reliable inversion results. Comparison of the final full-waveform inversion results with Neutron–Neutron porosity log data and capacitive resistivity log data show considerably higher spatial frequencies for the logging data compared to the full-waveform inversion results. To enable a better comparison, we estimated a simple wavenumber filter and the full-waveform inversion results show an improved fit with the logging data. This work shows the potential of full-waveform inversion as an advanced method that can provide high resolution images to improve hydrological models.     

地震波形归档格式分析和转换

本文分析了台阵数据中心使用的SEED格式,对比了台阵数据中心使用的SEED与JOPENS使用的SEED格式之间的不同之处,提出两者之间的转化方法,并编写了相应的代码,实现了它们之间的相互转换。     

基于OpenGIS的地球探测信息综合解释平台

地球探测出现了大量的新技术和新方法,其应用也日益广泛,由于其技术和方法的多样性,致使地球探测数据的记录文件格式、处理方法、图形显示也是多种多样,庞杂无序,不便于保存、使用和管理.本文提出一种基于OpenGIS的地球探测信息综合解释平台,对多源、多尺度、多方法、海量多维地球探测数据进行整合,结合OpenGIS中的GDAS、GLS和WMS、WFS等规范,通过GIS平台进行数据融合,为专家进行综合解释、评价提供一个便捷、有效的工具.目前系统已经被实验室应用于一些项目中,实现了各种探测数据的集中管理和数据融合,提高了综合解释和评价效果.     

流动地震观测台阵数据快速整合研究

阐述了流动地震观测台阵数据快速整合处理的必要性和重要性, 分析了不同地震数据格式及相应的应用软件的优点. 在此基础上介绍了在 .NET框架平台上用C#语言编写的流动地震观测台阵数据快速整合程序及其对流动地震观测台阵数据整合处理的原理和流程, 并通过对2011年11月2日岷县M_S4.5地震数据的快速分析展示了该程序的有效性.      

Two versions of a balance model to predict the bioproductivity of aquatic ecosystems

Two versions of a mass-balance model, simulating biotic energy flow in aquatic ecosystems are given. The first (original) version was developed with the use of Stella software package. As this package is difficult to assess for users, the author proposed a model in Excel format, based on the same balance principle as that used in the original model. Both model versions are governed by a small number of input parameters and intended to forecast the biomass and annual production of primary producers, reducers, and consumers of different orders, including fishes.     

EQ3地震目录格式及其在SQL Server数据库中的实现方法

首次正式公开测震学综合应用软件系统中定义的EQ3地震目录格式的数据结构, 介绍了该结构用C语言定义的方式, 并把EQ3格式与目前地震系统内常用的地震目录处理应用格式进行了比较。 EQ3格式是一种二进制格式, 在设计中充分考虑了表示地震震中精定位结果的要求, 多个震级参数共存的方式也与国际上的表示方式相一致。 震源机制解参数与地震基本参数之间的索引联接有效地减少了数据冗余, 同时也为高效的数据处理打下良好的基础。 而且, 文中还详细论述了EQ3格式在SQL Server数据库中存取的实现方法。     

The SEEK filter method for data assimilation in oceanography: a synthesis

This paper reviews the developments of the singular evolutive extended Kalman (SEEK) filter method used for data assimilation in oceanography, since the original paper by Pham et al. (J Mar Syst 16:3–4, 323–340 1998a). First, a short review is presented of the context of data assimilation in oceanography and of the variety of numerical ocean codes and configurations in which the SEEK filter has been implemented using different data sets for assimilation. Then, the paper provides an exposition of the different versions of the SEEK filter developed during the past 10 years and discusses their relative merits for scientific or operational implementations. A classification of the algorithmic variants is proposed, and several possible improvements of the generic methodology are mentioned in the perspective of new assimilation challenges.