海岛重力测量负荷改正及其影响因素分析

利用927工程海岛绝对重力测量数据,研究了海潮负荷改正计算软件、海潮模型以及地球模型三因素对绝对重力海潮负荷改正的影响。根据计算结果,观测期间由不同海潮负荷计算软件造成的海潮重力值差异可达5.985 7μGal,不同海潮模型的差异可达2.532 7μGal,不同地球模型的差异可达5.928 3μGal。结论认为,在海岛绝对重力测量数据处理中,必须充分考虑以上因素造成的海潮负荷改正差异。     

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.     

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),...     

福建省CORS系统在沿海大地控制网测量中的应用

福建省CORS系统是地球空间信息服务的重要基础设施,是当代GNSS发展的热点之一。结合工程实际,并综合利用陆态网络观测数据,设计出三种不同方案,对沿海大地控制网进行解算。结果表明,三种方案均具有较好的可靠性,坐标中误差数据显示,由于利用1σ约束CORS站点作为控制的解算方案,大大缩短了基线长度,并使图形结构更加合理,能够获得较强约束陆态网络基准站作为控制方案更好的测量精度。     

利用恒星日滤波削减油田井架BDS多路径效应

针对油田井架全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)动态变形监测中存在的多路径效应,限制了变形监测的精度,提出一种BDS(Beidou navigation satellite system),双频单历元恒星日滤波方法削减多路径效应。该方法针对北斗导航卫星系统BDS不同类型卫星,通过单差残差序列提取多路径误差,并基于观测值域对各颗卫星单差残差序列进行改正,再利用LAMBDA方法固定模糊度,解算坐标。通过油田井架模拟及实际监测数据,对多路径误差改正前后的单差残差以及基线解进行分析。结果表明：该方法可以有效削弱油田井架环境的多路径效应,提高定位精度。在模拟试验中,东北天方向精度较改正前提升46.4%、35.5%、42.7%;实际工程监测试验中,东北天方向精度较改正前提升14.7%、11.4%、19.2%。     

两种电离层延迟改正方法的对比研究

从模型改正法和双频改正法两个方面阐述了目前对于在GPS数据处理中关于电离层延迟改正的两种思路,主要整理了Klobuchar模型的解算步骤,给出了双频改正的具体方法。并结合实测数据,分别用这两种方法对电离层延迟进行改正,然后与不用任何方法改正的解算结果进行比较,通过对比这两种方法对电离层延迟的改正效果,得出有益的结论。     

GPS/GLONASS组合实时动态精密单点定位

针对传统模式下,单系统实时动态精密单点定位精度不高、受环境影响严重等缺点,研究了双系统实时动态精密单点定位的方法,基于非差无电离层组合载波和伪距观测量,依据拓展Kalman滤波进行参数估计,从多种情况进行了实时动态PPP的实验。实测数据解算实验表明,双系统定位较单系统有明显改善,其U、N、E方向收敛后RMS分别为0.224m、0.062m、0.102m,分别较单系统改善了42.9%、26.2%、69.6%,能够满足海上实时动态的厘米至分米级的定位需求。     

GAMIT软件中不同星历对GPS/BDS数据定位的影响

为掌握星历误差对GAMIT软件解算GPS/BDS数据定位的影响,选取不同精密星历分析长基线和短基线条件下,获得基线解算精度和点位坐标精度,结果表明:①不同的精密星历对GPS解算和短基线的BDS解算影响不大,可采用超快速精密星历;②对于长基线的BDS解算,要顾及北斗参考站数据的质量以及站间的兼容性和空间位置,需要调整站点...     

双曲面模型深海三维定位数据模拟及精度分析

结合声波射线传播规律提出了双曲面模型水声定位的数据模拟方法。利用该方法模拟一定浮标网形下声源位于某区域约2 000m水深处10km×10km范围内的声线双曲面模型定位观测数据,进行定位解算,并将截止角的概念引入水声定位中。定位结果显示,大部分区域水下DGPS定位系统的外符合定位精度在水平方向优于5m,垂直方向优于10m;网形中间区域精度较高,三维定位精度为亚米级。引入角度限制后,定位区域内外符合定位精度水平方向优于1m,垂直方向优于4m。     

GPS网络RTK内插算法分析与比较

在GPS网络RTK中,利用不同的内插算法,生成的流动站误差改正数不同,它们对定位结果的影响也不同。通过算例分析表明,选择合理的内插算法,不仅可以生成与流动站真实误差较为接近的误差改正数,还可以提高整周模糊度的解算成功率和导航定位的精度。     

基于GNSS浮标和验潮资料的HY-2A卫星高度计绝对定标

为探测我国HY-2A卫星高度计海面高测量绝对偏差及其在轨运行状态,本文利用GNSS浮标星下点同步测量和验潮资料海面高传递方法在山东千里岩和珠海担杆岛海域开展定标研究。为验证GNSS浮标定标方法的准确性,还对国外卫星Jason-2和Saral进行了定标实验。实验表明GNSS浮标绝对海面高测量精度达2 cm,对Jason-2和Saral高度计多个周期定标得到的海面高偏差均值分别为5.7 cm和-2.3 cm,与国际专门定标场的结果符合较好。2014年9月和2015年5月HY-2A卫星高度计浮标定标结果分别是-65 cm和-91 cm,因两次结果差异显著,故又利用千里岩验潮站资料对HY-2A卫星高度计第56至73周期进行了定标分析,结果证明HY-2A卫星海面高存在约-51 cm/a的漂移,置信度为95%的回归分析表明浮标和验潮定标结果符合。本文研究结果表明在我国尚无专门定标场的情况下,可利用GNSS浮标对我国高度计实施灵活、精准的在轨绝对定标,在有高度计轨迹经过验潮站的情况下可使用验潮资料结合精密大地水准面模型进行绝对定标。     

Acoustic Ray Tracing Comparisons in the Context of Geodetic Precise off-shore Positioning Experiments

The GNSS-Acoustics (GNSS-A) method couples acoustics with GNSS to allow the precise localization of a seafloor reference in a global frame. This method can extend on-shore GNSS networks and allows the monitoring of hazardous oceanic tectonic phenomena. The goal of this study is to test the influence of both acoustics ray tracing techniques and spatial heterogeneities of acoustic wave speed on positioning accuracy. We test three different ray tracing methods: the eikonal method (3D sound speed field), the Snell-Descartes method (2D sound speed profile), and an equivalent sound speed method. We also compare the processing execution time. The eikonal method is compatible with the Snell-Descartes method (by up to 10 ppm in term of propagation time difference) but takes approximately a thousand times longer to run. We used the 3D eikonal ray tracing to characterize the influence of a lateral sound speed gradient on acoustic ray propagation and positioning accuracy. For a deep water (? 3,000 m) situation, frequent in subduction zones such as the Lesser Antilles, not accounting for lateral sound speed gradients can induce an error of up to 5 cm in the horizontal positioning of a seafloor transponder, even when the GNSS-A measurements are made over the barycenter of a seafloor transponder array.     

GNSS浮标高程测量精度的影响因素研究

针对高度计定标检验的需求,研制了GNSS浮标,并在天津市于桥水库和威海市石岛镇分别进行了浮标性能测试。通过对影响浮标数据处理精度的因素进行研究,为GNSS浮标数据处理方法建立了完整的技术流程,使其满足高度计定标检验的需求。结果表明:GNSS浮标可以满足高度计定标检验的需求;但需特定的数据处理方法。(1)在基准站数据处理中,卫星截止高度角选择为5°~15°,数据采集时间不少于24 h;(2)浮标数据处理模式选择为自动模式,并对其进行移动平均滤波或中值滤波处理后,流动站解算结果最优;(3)GNSS浮标的水面高程测量精度优于1 cm;(4)受到GNSS本身的限制,当浮标距离GNSS基准站越远,浮标数据的解算精度越低。     

基于CORS的区域动态框架网建设方法探讨

在介绍全球导航卫星系统(GNSS)连续运行参考站概念的基础上,分析了2000国家大地坐标系(CGCS2000)参考框架的发展现状。结合"环渤海GPS大地控制网"的建设与动态框架维护情况,探讨了在我国建立基于CORS的区域动态参考框架网的方法。     

基于GNSS方位辅助惯性导航系统的水下地形精密测量技术

多波束测深技术是目前水下地形测量的主要技术手段,测量平台的瞬时姿态及方位是影响多波束测深系统最终成果准确度的重要因素。GNSS方位辅助惯性导航系统,作为目前应用较为广泛的方位、姿态、及位置综合测量系统,不仅能够提供高精度位置信息,同时也能提供测量平台的瞬时姿态及方位数据,而且因为具有GNSS方位辅助测量,使得最终方位测量结果比传统方位测量精度大大提高,这对于多波束最终测量成果精度提高具有重要意义。文中从GNSS方位辅助惯性导航系统原理及技术优势出发,结合Trimble RTX后处理技术,从姿态测量、方位测量及辅助高程测量方面分析了在多波束水下地形测量中的应用,并以实际测量成果来展现其在水下地形精密测量技术方面的优势,结果显示,定位精度可以达到优于2 cm级别,方位精度可以优于0.01°(依赖于双GNSS天线之间的基线长度),该技术对水下地形测量准确度提升作用显著。     

Sea Surface Heights Retrieval from Ship-Based Measurements Assisted by GNSS Signal Reflections

Measurements of the sea surface height (SSH) can be carried out with GNSS aboard ships, but data about the static draft and the hydrodynamic squat effect are necessary. This information is often not available or has an insufficient accuracy. In this study, an alternative method based on the GNSS signal-to-noise ratio observations is presented. Using this method, the distance between the water surface and a GNSS antenna can be estimated directly, if corrections of the heave and the ship’s attitude are considered properly. Suitable segments of a 3-month dataset, gathered aboard a ferry ship operating in the German Bight, were analysed. A global optimization approach based on interval analysis was used and all available observations from a segment were analysed in a common adjustment calculation. The resulting SSH was validated with data from a tide gauge station at Heligoland. The mean difference is 4?mm and a standard deviation of the differences of 5.3?cm was found. The SSH for the same GNSS dataset was also derived from a well-established processing based on the comprehensive consideration of ship dynamics. The mean difference with respect to the tide gauge was 2?mm with a slightly smaller standard deviation of 4.0?cm.     

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。     

Observations of Modern Crustal Deformations in Moscow Using Global Navigation Satellite Systems

Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics - This article presents the results of processing observations of global navigation satellite systems (GNSS) at satellite-geodetic stations located in...     

The Role of GNSS Vertical Velocities to Correct Estimates of Sea Level Rise from Tide Gauge Measurements in Greece

In this study, we show how the Global Navigation Satellite System (GNSS)-derived vertical velocities contribute to the correction of tide gauge (TG) measurements used for the sea level rise estimation in Greece. Twelve sites with records of local sea level heights are processed in order to estimate their trend. Certain error sources related to TGs, e.g. equipment changes, data noise, may lead to biased or erroneous estimations of the sea level height. Therefore, it would be preferred to follow a robust estimation technique in order to detect and reduce outlier effects. The geocentric sea level rise is estimated by taking into account the land vertical motion of co-located GNSS permanent stations at the Hellenic area. TGs measure the height of the water relative to a monitored geodetic benchmark on land. On the other hand, using GNSS-based methods the vertical land motion can be derived. By means of extended models fitted to the GNSS time-series position, obtained from seven years of continuous data analysis, periodic signals are well described. The synergy of the two co-located techniques results in the correction of TG relative sea level heights taking into account the GNSS vertical velocities and consequently obtaining the conversion to absolute (geocentric) sea level trend.