利用验潮和GPS观测技术监测海平面绝对变化

GPS技术可以确定验潮站水准点的地壳垂直形变,结合验潮数据获得的海平面相对变化,可以确定海平面的绝对变化。采用我国3个沿海验潮站两期GPS观测数据,计算了这些点位的地壳垂直运动速率。提出要监测验潮站的地壳垂直运动,最好采用多年连续GPS观测数据。     

基于GNSS信号信噪比观测量的海平面高度变化研究

建立基于GNSS信号的海面测高数学模型,揭示基于载波和信噪比观测量测高方法的内在联系;提出利用造价便宜的GPS接收机以及普通接收机天线进行海平面高度变化监测的手段;进行海平面高度变化监测的实验并与验潮仪对比分析。结果表明:利用普通GPS接收机和天线进行海平面测高可以获得厘米级的测量精度,24 h连续监测的均方根误差为4.13 cm,GPS高度计与验潮仪的测量结果相关系数为0.86;所布设的GNSS高度计与造价昂贵的大地测量型接收机监测结果相当,该造价便宜的高度计更适合用于未来大规模实际的海平面高度变化监测中。     

赤湾验潮站搬迁前后潮位变化特征及其订正

赤湾海洋站是国家海洋局在深圳西部海域唯一的潮汐观测站点,至今已观测30多年。由于地理位置特殊,2008年起该站被选为《中国海平面公报》反映珠江口海平面变化的代表站。2012年10月该站搬至新验潮站,受此影响,其潮位观测序列产生了差异性和不连续性。本文通过计算机编程实现了对海洋站水文气象数据的质量控制。同时,采用赤湾站与邻近验潮站进行对比的方法得出新旧站的潮位差值,初步探讨了搬站前后潮位观测结果的订正方案,并研究其建站以来的历史海平面变化特征。这对确保该站潮位资料的准确性及代表性具有重要意义,同时也为珠江口海域防灾减灾、涉海工程、风暴潮预报等提供了数据支撑。     

基于VMD和WinLSP相结合的GNSS-R海平面高度估测模型

全球导航卫星系统反射（Global Navigation Satellite System-Reflectometry,GNSS-R）技术是一种新兴的监测海平面高度变化的技术。本文依据GNSS-R技术中的信噪比分析法的原理,通过分析其分离趋势项和提取振荡频率的过程,建立了新的估测模型以提高反演精度。针对传统模型存在的信号分离不佳的问题,本文提出使用变分模态分解（Variational Mode Decomposition,VMD）算法替换传统的最小二乘拟合法（Least Squares Fitting, LSF）进行趋势项分量的分离。在此基础上,本文引入基于凯塞窗函数改进的LSP(Lomb-Scargle Periodogram)频谱分析法（记为WinLSP）来减弱因频谱泄露带来的反演误差。在瑞典翁萨拉的GTGU站和美国阿拉斯加州的SC02站开展的海平面高度反演实验结果表明,本文建立的估测模型相比于传统模型具有更高的反演精度。基于VMD+WinLSP估测模型得到的GTGU站反演结果的均方根误差（RMSE）、相关系数和反演点数分别为4.70 cm、0.98和5 647。与传统的LSF+L...     

基于LS-SVM的多系统融合GNSS-MR潮位反演

针对单系统GNSS-MR潮位监测中反演精度和时间分辨率低的问题,提出了一种基于LS-SVM的多系统融合潮位反演方法.利用香港HKQT站连续30 d的GPS、BDS、Galileo、GLONASS卫星观测数据进行实验,比较了基于滑动窗口最小二乘法、SVR、LS-SVM三种多系统融合方法.结果表明:基于LS-SVM的多系统...     

基于GPS反射信号技术的渤海海冰实验

传统的海冰检测手段都存在着受天气影响或实时检测成本太高的缺点,为了更实时有效的检测海冰,减轻海冰灾害对于我国的影响,并达到防灾减灾的目的,本文研究了GPS反射信号(GPS-R)技术检测海冰的可能性。通过对2013年2月下旬在中国天津渤海湾的岸基架设GPS信号接收机所接收的观测数据进行分析,使用不同特性的反射海域(几乎全为海水或是海冰)的数据进行比对分析,其结果显示极化比值(反射左旋信号与直射右旋信号的比值)能够明显反演海冰密集度。本文首次将GPS-R技术应用于国内自主设计的渤海海冰检测实验中。     

中国沿海GPS站用于潮波系数提取分析

首先给出了基于GNSS-MR技术提取潮波系数的原理与方法,然后利用布设在浙江省石浦港验潮室屋顶的GPS站DSPU实测数据对潮波系数进行了提取,并与验潮站实测潮位调和分析结果进行了对比分析。实验结果表明GPS-MR反演潮位与验潮站实测潮位值吻合较好,相关系数优于0.97;GPS-MR反演潮位与验潮站实测潮位获取的潮波系数基本一致,除M2、S2外其它差异较小。两者获取的潮波系数差异主要因为DSPU测站观测环境极大地影响了GPS-MR提取潮位精度。沿海GNSS站用于潮位监测和潮波系数提取,将进一步拓展沿海GNSS监测站的应用领域,在一定程度上可弥补验潮站的不足。     

1993—2016年中国近海海平面时空变化趋势

区域海平面变化是目前气候变化研究的热点问题.海平面变化具有时间和空间的异质性,分析海平面变化,应充分考虑时间和空间的差异.基于集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)、最小二乘法,利用卫星高度计、验潮站数据,分析了1993—2016年间中国近海及周边海域海...     

陆地垂向运动对沿海相对海平面变化的影响

沿岸陆地垂向运动是沿海相对海平面变化的重要组成部分,可以通过GPS直接观测或者联合验潮站和高度计资料进行推算,前者较为精确但目前欠发达国家和地区沿岸数据缺乏,后者资料相对丰富但准确性有待验证。本研究利用全球191个验潮站数据及同步的高度计资料和GPS监测数据,对两种方法得到的陆地垂向运动速率进行了比较,发现对于陆地垂向运动明显的站位,两种方法计算的趋势相同比例为74%;陆地垂向运动速率的空间分布表现为高纬度沿岸陆地抬升和中低纬度不同程度的陆地沉降,这与冰川均衡调整(GIA)模型结果和近期GRACE重力卫星观测较为符合,说明了基于验潮站和高度计联合推算沿岸陆地垂向运动的方法具有较高可行性。将此方法应用于中国沿岸,基于29个长期验潮站数据计算了中国沿海1993—2016年陆地垂向运动速率,发现存在以长江口为分界北升南降的空间特征;南部沿岸陆地沉降会加剧沿海相对海平面上升,给区域经济发展和人民生活带来风险。     

不同时段下海平面相关参数的差异分析

验潮站观测的海面高度数据是监测海平面变化以及确定平均海面时常使用的重要基础观测信息,针对平均海面以及相对海平面变化速率在不同时段观测资料下结果的差异进行了分析,统计了不同时间尺度平均海面确定的差异,并设计了两组数据实验,具体讨论了不同年份19年观测以及观测时长逐年累加两种情况下,相对海平面变化速率确定结果的规律。实验结果表明,月平均海面具有明显的季节性变化,最大互差可达几十厘米,1年平均海面基本稳定,19年平均海面精度可达厘米级;利用19年的观测资料确定的相对海平面变化速率反映的观测时段内海平面的变化情况,各时段结果差异较大且可靠性较低;为获得稳定可靠的相对海平面变化速率,观测时长应至少涵盖两个潮汐变化周期。     

基于GIS的广州市海域使用监管系统设计与应用

针对广州海域监管工作对海洋监测数据从人工到计算机智能化管理的实际需求,从总体结构、数据库构建、功能应用等几个角度设计开发了广州市海域使用监管系统。系统在整合现有的监测设备及数据基础上,利用先进的计算机软件技术和数据库管理技术,实现了海面、岸站一体化海域综合监管,极大地提高了海域监测智能化程度并有效降低了管理成本。目前,该系统已投入到广州海域监管应用当中,为海域监管评估提供了决策支持,对海洋可持续发展具有重要意义。     

近岸多波束测量中的GPS-RTK差分技术及其受影响的因素

分析了近岸多波束测量中应用GPS-RTK差分技术对船只导航与定位,对在受波浪影响的多波束测量中,船只所受潮汐、换能器吃水的动态变化量等诸影响因素的改正以及船只的运动姿态纠正等问题进行了讨论。使用GPS-RTK系统可以有效地解决潮汐(水位)、波浪影响和换能器吃水的动态变化量对多波束测量精度综合影响的问题,如果使用"一加三"的GPS-RTK接收机,还可以实现船只姿态的高精度综合修正。同时,对4个影响GPS-RTK差分技术系统能力的主要因素应引起重视,采取措施加以解决,使近岸的多波束测量工作更加富有成效。     

Study on the New Methods of Ship Object Detection Based on GNSS Reflection

This paper presents a study on the new methods of ship object detection based on GPS-R correlation power spectra. Both the principle and the algorithms for recognition are given in detail. The architecture of Doppler Delay Mapping Receiver (DDMR), signal-processing chain, and correlation power spectra discriminant of the reflected signals from the ship object are discussed. Real-time data collection campaigns were done near the sea at Sanya with the Doppler delay mapping receiver mounted on an airplane. Some preliminary experiment results show that the DDMR could work well and can be used in ship object detecting.     

GPS在天津市地面沉降监测中的应用

结合天津市GPS基准站和一级GPS监测点数据,进行区域地表形变监测数据处理与分析,重点介绍了GPS变形监测技术中高精度数据处理时的参数设置及成果精度评定准则,并通过同期监测的水准数据和GPS数据进行对比分析,验证了GPS监测技术应用于地面沉降监测的可行性。     

基于地磁与红外双模探测的海洋浮标预警系统设计

设计了一种基于地磁检测与红外感应相结合、可对浮标周围异常目标进行探测和预警的控制系统。系统采用芯片级的微型磁感线圈,以及高集成度、低功耗的数据采集与总线技术,通过探测船体磁性对地磁场的扰动,监测船舶对浮标的靠近;采用芯片级的热释电红外传感器,通过探测人体红外辐射,监测浮标在正常工作期间未知人员的入侵。系统的预警采用声光报警和图像远程传输相结合的方式,现场采集的图像数据经过压缩编码后通过无线数传电台发送至远程岸基监测站,实现海洋浮标的远程预警与现场取证功能。     

A Century of Sea Level Measurements at Newlyn,Southwest England

The Newlyn Tidal Observatory is the most important sea level station in the United Kingdom. It commenced operations in 1915 as part of the Second Geodetic Levelling of England and Wales, and the mean sea level determined from the tide gauge during the first six years (May 1915–April 1921) defined Ordnance Datum Newlyn (ODN) which became the national height datum for the whole of Great Britain. The 100 years of sea level data now available have contributed significantly to many studies in oceanography, geology, and climate change. This paper marks the centenary of this important station by reviewing the sea level (and, more recently, detailed land level) measurements and Newlyn's contributions to UK cartography, geodesy and sea-level science in general. Recommendations are made on how sea and land level measurements at Newlyn might be enhanced.     

多系统GNSS浮标潮位提取精度研究

为实现多频多模GNSS浮标在远距离海洋潮汐测量中的应用,基于精密单点定位(precision pointing positioning,PPP)数据处理策略获取潮位信息,以压力验潮仪为参考,对GNSS浮标测量海面高进行经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD),滤去高频波浪和噪声,获取潮位进行精度分析。结果表明:多系统可以提高PPP解算潮位精度。GPS/GLONASS双系统和GPS/GLONASS/Bei Dou三系统PPP提取潮位与验潮仪潮位差值的最大误差均小于18cm,RMSE小于6. 5cm。因此,多系统PPP解算GNSS浮标海面高可以实现远离海岸的潮位获取与监测,能够提高海上潮位测量的效率。