基于北斗卫星通信的地震监测系统设计

本文介绍了北斗卫星导航系统的基本原理和特点,探讨了北斗卫星通讯应用于地震监测系统的关键技术,设计了基于北斗卫星通信的地震监测系统。该系统将应用于吉林市某地震遥测台,并为今后地震遥测台建设提供借鉴。     

北斗授时在地震观测技术中的应用

中国正在实施的北斗卫星导航系统,已经覆盖亚太地区,可以为用户提供高质量的定位、导航和授时服务。本文介绍如何在地震数据采集器中引入北斗授时,并对比分析使用北斗授时和GPS授时的地震数据采集器的数据时间精度,结果发现,绝对精度均优于1 ms,可以利用该授时系统来提高地震观测台站时间服务的可靠性。     

基于北斗卫星通信的地震应急指挥系统研究

北斗卫星导航系统是我国自主建设、独立运行、具有完全知识产权的卫星导航系统。其兼具定位及通信功能的独有技术优势特别适用于大震后通讯中断的地震应急环境。本研究将北斗卫星通信技术及地理信息技术结合应用于地震应急指挥系统的建设中：基于北斗卫星定位技术解决灾害现场人员的位置追踪;利用北斗短报文技术解决盲区紧急通信问题;采用串口通讯、多线程、SHH2框架、Web GIS等技术构建数据采集、解析及综合呈现平台。最终完成集位置监控、灾情上报、统计展示、指挥调度于一体的北斗应急指挥系统建设,进一步提升了重大地震灾害的应急救助信息保障能力。     

北斗三号基本系统完成建设 开始提供全球服务 北斗系统正式迈入全球时代

正北斗系统是中国自主建设、独立运行,与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统,可在全球范围,全天候、全天时,为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务。中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其不久前在北京宣布,北斗三号基本系统已完成建设,开始提供全球服务。这标志着北斗系统服务范围由区域扩展为全球,北斗系统正式迈入全球时代。     

基于北斗卫星的地震灾情上报系统应用研究

四川省的地震活动主要发生在西部地区,四川由于地形原因,一旦发生破坏性地震,极易造成震区通信、交通等联系方式的全部中断,形成"信息孤岛"。为了解决"信息孤岛"问题,系统采用智能手机终端与分体式北斗终端链接,通过北斗卫星信道与移动通信网络连通的方式,将人员伤亡和房屋建筑破坏情况等关键灾情信息编码后以短报文形式回传后方指挥部,为地震灾情快速初步判断提供及时、可靠的第一手资料。     

基于北斗卫星的多用途授时仪的研制

随着地震行业数据服务器和仪器设备对时钟源精度要求越来越高,开发一款多用途授时系统就显得非常迫切。为此根据地震行业的实际情况,研制了一套适应地震行业信息节点规划的低成本授时设备。这套授时设备能对不同环境下、不同地震仪器的不同精度的授时需求提供一个统一的解决方案。     

北斗卫星通信在强震动台网数据传输中的应用

北斗卫星系统是中国正在实施的自主研发、独立运行的卫星定位与通信系统.因其具有短报文通信功能,进行相应的软硬件开发,可以用于传输包括烈度在内的强震动台网观测数据.通过北斗卫星传输烈度速报的性能测试和在芦山7.0级大地震中的实际应用效果,对北斗卫星系统目前在强震动台网数据传输中的应用方式和效能进行介绍.     

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.     

北斗三频相位观测值线性组合模型及特性研究

针对北斗三频观测值,从线性组合的基本模型出发,推导了减弱各类误差源的实数组合,包括无电离层组合、无对流层组合和最小噪声组合.无电离层组合和无对流层组合可分别用一个平面来表示,最小噪声组合可用一条直线来表示.从几何的角度对三者关系进行研究表明:无电离层组合平面和无对流层组合平面之间的夹角较小,两者与最小噪声组合线的夹角较大,其中无对流层组合平面与最小噪声组合线正交.通过引入巷数、整数电离层数等定义,对北斗三频整数线性组合的长波长组合以及无电离层整数组合进行了研究,表明北斗三频整数线性组合的最大波长为146.53 m,无电离层整数组合的噪声均较大,噪声最小的组合为(0,62,59).最后基于巷数、电离层放大因子和噪声放大因子三个指标,从挑选三个独立线性组合的角度,研究并给出了具有不同特性的最优北斗三频整数线性组合模型.针对典型的短基线场景和长基线场景选择得到了最优的三个独立线性的组合.     

北斗掩星事件数量与分布的模拟研究

北斗卫星导航系统作为我国自主开发的卫星导航系统,在掩星探测领域有着广泛的应用前景.文章针对利用LEO星载掩星接收机进行北斗掩星探测的任务,在建立LEO卫星轨道模拟系统和北斗全星座模拟系统的基础上,通过仿真计算研究了不同LEO轨道参数条件下北斗掩星事件的特点.分析了对于单颗LEO卫星,北斗掩星事件的数量和分布随LEO轨道参数包括轨道近地点角距、升交点赤经、轨道高度和倾角而变化的规律.针对北斗导航系统由GEO、IGSO和MEO三种轨道卫星组成的特点,对不同类型北斗卫星的掩星事件进行了研究,并分别总结了三种轨道北斗卫星掩星事件的特点.研究结果对利用北斗导航系统进行掩星探测有参考作用.     

基于北斗通信的流动地震观测台站远程监控技术研究

实现地震观测台站的远程监控对于保证观测数据质量和提高野外观测效率具有重要意义,目前国内对于高原、沙漠等无有效网络接入的偏远地区的流动地震观测尚无经济有效的远程监控方法。基于我国"北斗"卫星导航系统短报文通信功能,提出并实现适用于国内流动地震观测台站的无盲区远程监控技术。使用结果表明,自主研发的远程监控设备实现了目前流动地震观测的基本需求,通过软件通信协议扩展,也可应用于其他对通信带宽和频度要求不高、具备串口或网口通信功能设备的远程监控领域,具备一定推广性。     

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。     

Temporal variations and scaling of streamflow and baseflow and their nitrate-nitrogen concentrations and loads

The patterns of temporal variations of precipitation (P), streamflow (SF) and baseflow (BF) as well as their nitrate-nitrogen (nitrate) concentrations (C) and loads (L) from a long-term record (28 years) in the Raccoon River, Iowa, were analyzed using variogram and spectral analyses. The daily P is random but scaling may exist in the daily SF and BF with a possible break point in the scaling at about 18 days and 45 days, respectively. The nitrate concentrations and loads are shown to have a half-year cycle while daily P, SF, and BF have a one-year cycle. Furthermore, there may be a low-frequency cycle of 6–8 years in C. The power spectra of C and L in both SF and BF exhibit fractal 1/f scaling with two characteristic frequencies of half-year and one-year, and are fitted well with the spectrum of the gamma distribution. The nitrate input to SF and BF at the Raccoon watershed seems likely to be a white noise process superimposed on another process with a half-year and one-year cycle.     

燕郊等测点迁移优化与地磁观测研究

为优化地磁观测条件，开展了燕郊、夏垫等测点迁移工作；按照测眯迁移原则与实施技术方案，完整地收集并整理了地质构造与地球物理等方面的基本资料；进行了野外实地勘察，磁场梯度的测量，确定了新测点，在新老测点上进行了较长时间的地磁场对比观测；应用多种方法分析研究了地磁对比观测资料，结果表明，新老测点与有关测点的地磁变化具有良好的一致性，并得到了新老测点之间的地磁数据的按点差。     

东、南洞庭湖的径流、泥沙特征及冲淤规律

通过实地调查并对1957年以来水文、泥沙观测资料做系统分析和计算,探讨东、南洞庭湖出、入湖水量、沙量的年际和年内变化特征,以及长江下荆江段裁弯对湖区径流和泥沙的影响。提出了湖区泥沙汛淤枯冲的变化规律及水位升降与湖区泥沙冲淤的关系;论证了丰、平、枯年湖区淤积严重,面积日益缩小对径流的调节作用正在减弱。     

Seismics and optics: hyperbolae and curvatures

We rederive and generalize hyperbolic moveout formulae for the common-midpoint (CMP) gather and for the zero-offset (ZO) section that can be efficiently used for macro-model-independent reflection imaging in two-dimensional media. The hyperbolic moveout formulae for the common-midpoint gather are obtained from different Taylor series expansions of a particular parametric moveout surface defined in the multicoverage data space. Such a moveout surface involves three kinematic wave-field attributes of two hypothetical waves, which have to be determined by a coherency analysis. By using hyperbolic moveout curves in the CMP gather and in the ZO section one can determine these attributes in two steps. The relationships between the local shapes of the interfaces and the attributes of the hypothetical wave-fields attributes are considered by means of geometrical optics. The determination of these attributes allows to perform a macro-model-independent ZO simulation and a subsequent inversion.