北斗区域卫星导航系统基本导航定位性能初步评估

北斗区域卫星导航系统(也称北斗2代1期)于2012年12月27日正式开始运行,系统由14颗卫星组成,包括5颗地球静止轨道卫星、5颗倾斜地球同步轨道卫星和4颗中圆地球轨道卫星.本文初步评估了北斗区域卫星导航系统建成运行后的基本导航定位性能,包括卫星可见性、位置精度衰减因子、伪距和载波相位观测量精度、单点定位和差分定位精度以及模糊度解算性能等.通过实验分析可知:北斗伪距和载波相位测量精度已与GPS处在同一水平,伪距测量精度约为33 cm,载波测量精度约为2 mm;北斗伪距单点定位水平精度优于6 m,高程精度优于10 m,已满足设计要求;北斗区域卫星导航系统已具备独立的双频RTK定位能力,其单历元双频模糊度解算成功率几乎与GPS相当;北斗载波相位差分定位精度与GPS相位差分定位处在同一水平,超短基线情况下,定位精度优于1 cm,而在短基线情况下优于3 cm;北斗与GPS组合定位时,模糊度解算的固定率和可靠性均显著提高;在短基线情况下,北斗/GPS组合载波相位差分动态定位精度相对于单一的GPS定位的改善可达20%以上;北斗单频伪距差分定位精度优于2.5 m,与GPS相比仍存在较大差距,其主要原因可能为北斗GEO卫星伪距多路径误差较大.     

GPS扼径圈天线相位中心偏差检验

GPS接收机天线相位中心偏差是指GPS天线接收卫星信号的电气中心与其机械几何中心之差,在GPS高精度测量中,这是不容忽视的。讨论了采用基线测量相对定位法确定天线相位中心偏差的原理和方法,并利用这一方法计算出天线相位偏差结果。     

GPS高精度重复测量中的天线相位中心偏差检测及改正

首先通过GPS接收机在超短基线上检测数据计算天线相位中心偏差,然后对民乐跨断层综合观测场地2007~2008年的GPS点位速率进行校正。从计算结果可知,所用GPS天线相位中心偏差多在亚毫米级。对于距离在几千米的点位,由于各期观测所用天线的不同,使得相位中心的偏差对水平运动速率的影响多在亚毫米级;若各期观测所用天线相同,则影响多在10-2毫米量级。对高精度GPS观测来说,多期观测尽可能采用同一天线。     

汶川地震同震形变场的GPS和InSAR邻轨平滑校正与断层滑移精化反演

为克服InSAR观测汶川地震同震形变场的邻轨不连续问题,提出联合GPS观测值与邻轨平滑约束的同震位移校正方法,采用GPS观测形变去除PALSAR轨道误差引入的残留平地相位,基于形变平滑条件校正邻轨干涉相位的不连续性.ALOS/PALSAR干涉处理结果表明,校正后同震形变场的准确度与平滑性得以显著提高,InSAR高相干点残差达3.6 cm,校正后精度提高约60%,低相干点精度提高约40%,校正后形变场的邻接平滑因子标准差减小约33%,验证了轨道误差校正与邻轨平滑约束方法的准确性与可靠性.进一步基于弹性半空间位错模型的断层滑移反演结果表明,断层滑移主要分布于映秀、北川和青川地区,集中于地壳深度0~16 km范围,最大滑动量（位于北川县城）约为9.0 m,GPS反演模型残差为5.5 cm,InSAR反演模型残差达9.2 cm,InSAR反演精度约有30%的显著提高,由模型反演计算得到的地震矩为8.0469×10²⁰ N·m.     

高级时序InSAR地面形变监测及地震同震震后形变反演

差分干涉测量技术(differential interferometry technique,D-InSAR)是在InSAR技术基础上发展起来的,主要应用于测量地表微小形变。该技术在监测地震形变、火山活动、冰川运动、城市地面沉降以及山体滑坡等领域得到广泛应用,但实际研究中存在很多局限性,例如轨道参数误差、地形数据误差、大气延迟误差、时空去相关引起的相位解缠误差以及系统噪音误差等。这些因素成为InSAR高精度形变探测应用的主要限制。InSAR时序分析方法是目前解决常规D-InSAR处理过程中各种精度制约因素的主要方法之一。本文以InSAR时序分析中几个关键技术问题为研究目标,开展InSAR时序关键技术研究。本文取得的创新点如下:(1)在传统相干点提取方法的基础上,提出了一种新的提取方法:满秩相干点。该方法将干涉冗余网络图中节点和边结合起来构建满秩矩阵,并依此作为相干点提取指标。实验结果表明,满秩相干点提取法不仅能有效提高相干点的空间分布密度,而且能保留相干点的最优测量精度。(2)将大气延迟相位分成3种分量,即长波长大气相位、短波长大气相位以及地形相关的大气相位。在此基础上,利用网络法分别对3种类型大气延迟相位进行校正。网络法可以估算出每个时刻的大气延迟误差,再重构每一幅干涉图的大气延迟误差。实验结果分析表明,采用网络法能精确模拟出每个时刻大气延迟误差和每幅干涉图中的大气延迟相位。(3)离散点相位解缠误差是时序分析过程中主要误差源之一,直接影响后续时序分析结果的精度。本文提出一种利用网络闭合环残差方法,对离散相干点相位解缠误差进行检测和校正。该方法可以有效识别出离散相干点解缠相位中相位跳变;同时,本文也介绍了离散相干点解缠相位跳变校正的方法。(4)基于相干矩阵满秩条件,提出一种新的InSAR时序反演策略。利用干涉冗余网络图中各条边和节点之间的关系,采用最小二乘方法解算各个时刻点的形变特征,以有效解决传统InSAR时序反演过程中的秩亏问题。通过Bam地震震后时序形变场提取,在羊八井电站地热开采地下水引起地面沉降监测以及北京市地面沉降监测等几种典型应用中,验证了该方法的有效性和精确性。在关键技术突破的基础上,本文利用提出的新方法,获取了2008年10月6日西藏当雄MW6.3地震同震形变和震后地表形变时序,研究发震断层参数和震后运动过程的动力学机制。利用同震形变反演得到断层几何参数及滑动分布模型为先验知识,以InSAR时序方法获得震后形变时序资料为约束,分别利用震后余滑模型和震后黏弹性松弛模型,研究当雄地震震后断层的运动过程,同时对青藏高原南部中低地壳或者上地幔的黏性系数进行估计,并给出了最优拟合解。     

GAMIT/GLOBK中区域网和全球网绑定问题的探讨

高精度GPS分析软件GAMIT/GLOBK广泛应用于地壳运动研究,在地震监测预报中发挥了重要的作用.为了利用GAMIT/GLOBK软件得到精确的GPS定位结果,必须解决GPS区域网与全球网绑定过程中出现的一些问题.通过分析和总结,发现天线相位中心改正模型、卫星天线和测站天线信息误差,是影响绑定中兼容性的3个主要因素.最后根据处理经验提出了相应的解决方案,并介绍了具体的调试技巧.     

北斗导航定位系统（BDS）下地壳运动监测精度分析

为分析北斗导航定位系统（BDS）在地壳运动监测领域的数据精度,选取中国大陆构造环境监测网络（陆态网络）2018—2019年川滇地区GPS、BDS多系统观测站点数据,分别对GPS、BDS记录的数据进行解算,从三维坐标解、位置时间序列及速度场等方面,对比分析二者在地壳运动监测中的不同,综合分析BDS对地壳运动监测精度。结果表明,BDS定位精度达到cm级,但仍低于GPS精度,BDS、GPS速度场模型运动方位和速度值有所不同,垂向差异较为明显。总体来看,北斗系统数据满足高精度定位解算要求,可用于监测形变量较大的区域地壳运动。     

北斗卫星导航系统/美国全球定位系统载波相位相对定位全球精度分析

文章推导了载波相位相对定位精度的计算公式;分析了影响载波相位相对定位精度的各项因素;提出了频率精度衰减因子的概念,用以表达不同频率组合对定位精度的定量影响;在此基础上,计算并绘制了美国全球定位系统(GPS)、北斗二号(BDS2)、北斗三号(BDS3)及其融合系统的单天解、半小时解和单历元解的相对定位精度因子全球分布图;利用自主知识产权的处理软件(GCN和VENUS/ARSNet)解算了实测数据,检验了GPS和BDS2的单天解和单历元解的定位精度.分析表明:BDS的B1/B2频率定位精度优于GPS L1/L2频率; BDS2在其服务区内精度总体上与GPS相当; BDS3在亚太地区定位精度高于GPS.根据上述结论,文章在导航系统信号频率和全球定位系统(GPS)测量规范方面提出了优化建议,可为系统性能优化和制定标准提供参考.     

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.     

基于PSInSAR技术的海原断裂带地壳形变初步研究

常规差分干涉测量(DInSAR)受时间、空间失相干的严重制约和和大气延迟等相位误差的影响,难以实现对长期累积微小地壳形变场的有效探测.PSInSAR技术克服了常规DInSAR的局限性,能够高精度监测微小地壳形变.本文首先介绍了PSInSAR技术的算法模型和处理方法.该方法通过二维线性相位模型,对时序干涉图象上相干点目标...     

地球质心偏移与动力学解释

根据马宗晋等人的工作结果，现今全球构造特征在球坐标系内表现出构造形态、物理场背景和动力学状态等多方面半球级的反对称关系（南／北，０°／１８０°）．地震层析深测到的地幔结构显示的热心南偏和质心北偏可能是地球南北反对称的动力基础。本文建立了南北半球反对称密度分布的数学模型，计算结果表明，地壳地僵南北半球的密度不均匀分布可使地核偏离地球质心１－３ｋｍ，完全符合张焕志１９８２年的计算结果。太阳风可能是地球质心偏移的初始动力。     

GPS归心盘的一种新设计

分析了GPS测点的现状,论述了进行GPS归心盘优化设计的必要性及新设计GPS归心盘的主要特点,简要叙述了GPS归心盘在重庆市GPS建设中的应用情况及良好效果,为今后的高精度GPS建设提供了一种方法经验。     

利用多台方位角计算震中的尝试

利用多台地震事件的方位角确定震中经纬度，可以较好地弥补因地震震相分析不准带来的弊端，与其它方法结合使用能够更加精确地确定黑龙江省及周边地区的M1≥4．5级的近震和地方震的震中位置。     

辽宁省地震应急指挥中心互联平台在地震应急救援中的应用

辽宁省地震应急指挥中心互联平台是依托升级改造项目对辽宁省地震局应急指挥技术系统进行的全面升级,改进了原有的无线网络视频会议系统,新增了分会场功能,新建了测震中心、预报中心、强震中心三个分会场技术系统,进一步增强了应急指挥技术平台在地震应急指挥中的技术支撑能力,并在灯塔5.1级地震事件的应急工作中发挥了应有的作用。     

地磁暴与电离层骚扰的关系

一、引言 太阳活动区喷发出的粒子流引起太阳风对地球磁场和电离层作用,从而发生地磁暴和电离层骚扰,所以它们的发生是与太阳活动有着密切的关系。但是,在地磁暴期间常常伴随着电离层F_2层骚扰,即峰值电子密度相对于中值有大的减少或增加。     

日本朔望时刻记载及其对地球自转变化研究的可能贡献

历史上采用地方时间（如地方视太阳时、平太阳时等）观测和记录的某些天象的时刻,可用于地球自转速率变化的研究．日本在１７—１９世纪间有许多月球朔和望时刻的观测记录．本文简要介绍了其记载情况,探讨了将这些年代较晚的观测资料用于地球自转速率变化研究的可能性．试算结果表明他们对研究此期间地球自转速率的变化可起到积极作用．有必要对他们作更深入的研究．     

利用数字地震记录计算震中方位角方法简介

本文介绍了一种利用数字地震记录计算震中方位角的方法，给出了计算程序中的关键语句源码，并通过实例分析证明该方法可以提高地震事件的定位精度。     

磁层亚暴扩展相的数值模拟

本文用多步隐格式方法,求解包含电阻的磁流体力学方程组,对磁层亚暴扩展相作数值模拟.计算结果展现了亚暴扩展相期间磁尾变化的主要特征.它表明,球向和尾向等离子体流与准稳态重联有关.等离子体团的尾向喷发,致使中性线尾侧电流片内的密度降低,等离子体片变薄.中性线近地侧的等离子体团朝着地球运动,并合并于地球附近的重联区内.     

鹤岗地震台测震观测资料质量分析与研究

通过对鹤岗地震台测震观测资料和国家测震观测资料评比标准进行分析比较,在保证观测仪器正常运转的情况下,认为要提高鹤岗地震台测震观测资料质量,就要做好震相分析、震级测定、数据报送、单台报告四方面的工作,其中震相分析精度是保证观测资料质量的关键,而初至波震相的精度决定了震相分析的精度,所以对如何提高初至波震相精度进行了分析,并提出了几点改善工作的建议。