利用观测距离的波动来确定折射对精密电磁波测距的影响

一、引言关于大气折射率对电磁波测距结果的影响,人们已经建立了完善的教学模型。然而实地测定折射率的值,以便用改正值改正折射率的影响,却一直是个难题。折射率可根据温度(T)、气压(P)和水汽压(e)等大气参数算出,标准公式可由文献[2,4]得到。对电磁波测距来说,因为折射率系指影响观测结果的平均折射率,所以这些大气参数应是沿测线的P、T、e平均值。     

引起精密水准测量上下午数据分群的一个原因

精密水准测量多年来的作业经验告诉我们，同一条水准测线，采用同样的仪器和标尺，并且是相同的作业人员，上午往测和下午返测所得到的高差值仍有明显的分群现象。尤其是东西方向的测线，更为显著。由于我国定点连续的精密水准测量工作不断地开展起来，为研究分群原因积累了大量的观测资料。本文通过对其中的一小部份试验观测资料分析，认为引起精密水准测量上下午数据分群的原因，除了一般认为是仪器和仪器架单面受热或大气折光影响以外，在某些地区地表的周日活动也是数据分群的一个原因。     

1968年珠峰地区大气垂直折光试验情况和一些初步结论

为了比较精确地确定珠峰测区大气垂直折光系数k值（以下简称折光系数），我们于1968年在珠峰地区进行了两种试验：（一）地面折光试验，即在该测区的三角锁网上，选取具有代表性的几条边，同时对向地进行大量的天顶距观测，由此来研究折光系数k值的变化及其规律；（二）高空探候试验，即用高空探候的方法，测定珠峰测区的大气温度垂直梯度的平均值τ，然后用折光公式计算k值。在试验的基础上，确定各测站至珠峰峰顶视线之k值的测定方法。并为今年精确测定珠峰高程提供了确定折光系数k值的必要依据。     

大气竖直折光改正的新方法

本文分析了几种常用的大气折光改正方法,提出了在EDM三角高程测量中,不需要测定气象参数,利用观测双棱镜的垂直角和距离,从大气垂直偏角入手直接推算出大气折光系数公式的新方法。最后并对公式做了精度分析,计算的折光系数中误差能达到±0.05。此方法适用于测区气象条件复杂、不便于精确测定测线全程气象参数的情况。     

光波测距中大气折射率零梯度的测定精度

本文进一步研究了近地面大气温度垂直梯度反转点时刻的预报及其规律，使理论公式表格化，并给出我国各地区经纬度间距为一度的气温垂直梯度反转点时刻。为了检验该预报时刻的精度，将我国不同地区的十五次观测结果进行比较，其中包括1984年和1985年在旧金山和武昌两次中美合作的试验资料，其结果不仅证明了在大气温度垂直梯度为零的时刻，近地面的大气温度能很好地代表测线温度；也证明了预报时刻的可靠性，达到了与国际上用飞机测定大气折射率的方法相同的测距精度。又利用各地气温垂直梯度反转点时刻与日没时间之差研究该时刻的变化规律，从理论上解释了我国地区近地面气温垂直梯度反转点时刻的规律与国外某些论点之间的“矛盾”。     

多通道地基微波辐射计大气遥感

本文主要介绍了自主研发的多通道地基微波辐射计观测亮温和数据反演方法,并与探空观测值进行对比,分析了辐射计观测亮温、反演的温度和水汽廓线的精度。结果表明,该仪器亮温观测误差小且利用神经网络反演的大气温度及水汽等廓线参数准确可靠,具有实际应用价值。     

论测量与大气折射

折射使测量观测值偏离其真值，有时折射误差是相当大的。大气折射对测量值的影响通常可分为二部分：对光传播速度折影响和对光线空间形状的影响。文章以大气热力学为基础，对后面一种影响进行了深入的理论分析，给出了利用气象元素和测线下地形情况计算各种类型测量观测值的大气折光改正数的实用公式，并对有关问题进行了研究探讨。     

红外高光谱资料反演有云时大气温湿廓线的模拟研究

在模拟星载红外高光谱辐射观测值对云高和有效云量的敏感性基础上展开了有云时大气温湿廓线反演的模拟研究,用特征向量统计反演法反演大气温湿廓线时进行云顶高度分类在一定程度上可提高反演精度,但在云顶以下高度反演误差仍然较大.在AIRS像元中加入匹配的晴空MODIS红外观测值,可以提高云顶以下高度的反演精度,云顶所在高度越高大气参数反演精度提高越大,尤其足温度反演精度,有云时模拟的均方根误差在整层大气中几乎小于2K.     

超高层建筑周日摆动的测量机器人监测

针对测量机器人在超高层建筑监测时距离远、倾角过大,仪器的垂直轴倾斜误差对观测精度影响显著的问题,该文提出了一种全新的周日摆动监测方案和数据处理方法,该方法利用两台测量机器人对塔体监测点进行连续自动跟踪测量,并对其测距观测值进行数据处理,从而得出超高层建筑的周日摆动规律。通过对广州东塔进行周日摆动监测分析,结果表明,监测分析得到的塔体周日摆动规律与外界温度、日照变化的影响规律相符,证明了该方法的可行性。     

三角高程跨河水准测量的限差计算

三角高程跨河水准测量需要同时进行对向（双向）观测。以消除地球曲率和大气折光的影响。但三角高程测量中照准和仪器的误差只能通过增加观测次数来减少其误差，这就需要根据全站仪竖直角的测角读数限差、跨河水准的距离和水准测量的精度等级来计算对向观测的双测回数，然后根据所取的双测回数确定高差读数之问较差的限差。在实际测量过程中，为满足各项限差，规定1个单向测回观测必须正镜读数8次，然后倒镜读数8次，这样形成1组观测值。     

差分GPS改正的计算与质量控制

ＤＧＰＳ技术能大大改善单机ＧＰＳ定位精度，但这种改善依赖于用户和参考站之间的距离（空间相关）、差分改正的潜在因素（时间相关性）以及差分改正的质量。因此，如何正确地求得差分改正值及其精度是ＤＧＰＳ定位技术的关键之一。本文提出一个解算差分ＧＰＳ改正数的新算法，该算法直接利用卡尔曼滤波观测值模型中的码和载波观测值，因此可以利用简单的随机观测值，因此可以利用简单的随机观测值模型和卡尔曼滤波的标准算法。该算     

测量机器人定向偏差及其周日变化规律研究

将全站仪受到外界环境干扰和仪器自身稳定性变化等因素引起的初始定向方位的相对偏移统一描述为定向偏差。通过建立两个强制对中观测墩作为基准点,使用TCA2003全站仪对后视基准点进行全天候持续观测实验的方法,研究测量机器人定向偏差及其变化规律,并应用小波包变换进行定向偏差的拟合分析。结果表明:在使用测量机器人进行持续观测时,仪器定向偏差及其变化会使测点的方向测值产生系统性的误差,定向偏差随气象条件变化呈周日视的变化规律。定向偏差的规律研究可用于指导普通全站仪在工程测量时选择观测时段,采取相应措施削弱该误差影响。     

基线边长法的高精度三维标定场建立

针对大范围的摄影测量，传统量测相机标定精度有限，本文提出一种高精度、大尺度的三维标定场建立方法。该方法采用稳定性良好的天然大理石作为基础结构，并设计通视良好的角形基准座，采用微米级多路激光测距手段获取点位距离，进而基于测边网平差模型直接建立高精度三维标定场。通过模拟多组近似坐标和距离观测值对该算法进行验证。结果表明，该标定场近似坐标的模拟误差不能超过3 mm，单位权中误差与距离观测值模拟误差相当，距离反算值与理论值偏差的标准差是距离观测值模拟误差的一半，验证了测边网计算模型及程序的正确性。该标定场既可为量测相机提供大尺度标定，也可对激光跟踪仪的测量性能进行不定期检核。     

一种大气订正的方法：BRDF──大气订正环

本文介绍了一种大气订正的新方法：ＢＲＤＦ──大气订正环，这种方法首先在假设地面是朗伯体的条件下进行大气订正，通过一系列在不同成象几何条件下观测值的订正结果，在ＢＲＤＦ模型库中寻找一种最能描述这些数据的模型，最后根据反演的模型参数进行基于ＢＲＤＦ的大气订正。我们设计了一系列实验，证明了这种方法的有效性和可行性。     

针对Terra/MODIS数据的改进分裂窗地表温度反演算法

针对Terra/MODIS数据提出改进的分裂窗地表温度反演算法。充分考虑了传感器观测角度(VZA)的影响,并对地表和有效大气辐射按照不同的亮度温度区间分别进行Planck函数简化。利用TIGR3大气廓线库中的875条晴空大气廓线,ASTER波谱库中的106条地物发射率波谱,结合MODTRAN4大气辐射传输模型模拟得到分裂窗算法系数。利用MODTRAN4模拟数据对算法精度进行验证,结果表明本文的改进算法和原算法的均方根误差RMSE分别为0.34K和0.65K。敏感性分析表明,在中等湿润的大气条件下,算法对大气水汽含量并不敏感。该算法降低了传感器观测角度带来的地表温度反演误差。利用2009年6月美国SURFRAD辐射观测网6个站点的实测数据对改进算法、原算法以及MOD11_L2地表温度产品进行了对比验证,RMSE分别是0.93K、1.49K和1.0K,表明本文算法可以提高反演精度。     

基于距离收敛的深基坑边坡水平位移监测

针对自由设站方案，建立了通过观测监测点与基准点的水平距离，利用距离收敛值监测基坑边坡水平位移量的方法，特别给出了采用全站仪对边测量深层水平位移的方法。借助等影响原则和基准点已有信息，分析了基坑位移监测方法和距离收敛测量原理及精度，实现了位移监测点的差分计算与数据处理，讨论了两种距离收敛法监测水平位移的精度，并将其用于实际观测。分析结果与工程实测数据均表明该监测方法观测精度满足规范要求，且量测效率高，具有良好的应用价值。     

红外测距折射改正公式的发展与应用

电子测距仪（ＥＤＭｓ）在某一气象条件下所显示的距离值可能与野外条件并不对应。由于测量时的大气条件与参考条件存在着差异，因此所测距离必须经过改正。原始的改正公式经研究发展为包括从紫外幅射到近红外辐射的色散理论。本文按时间顺序论述被测量员和工程师采用的公式的发展与应用问题。     

GPS相对定位中气象误差的影响

卫星星历误差和卫星信号传播过程中的大气延迟误差是GPS定位中的两大误差源。随着我国GPS卫星跟踪网的逐步建立，卫星星历误差将基本得以解决。在大气延迟误差中电离层延迟已可利用双频观测资料较好地予以消除（中长基线）。在短基线上，由于两端的电离层延迟具有很强的相关性，因而即使采用单频观测值也可获     

利用走航式数据对南大洋大气CO2廓线遥感反演

利用中国第24次南极考察期间获取的南大洋上空走航式大气CO2数据和大气红外探测器(AIRS)探测的辐射率,进行基于纬度分类下的统计回归,其结果作为物理反演的初始猜测场。通过逐线积分辐射传输模式,利用AMSU大气温度廓线和AIRS中13个通道的辐射测值反演南大洋上空的大气CO2浓度廓线,与WDCGG提供的固定站点下的大气CO2浓度进行比较,反演精度随纬度的变化而变化,从低纬到高纬相对误差分别为0.31%、1.17%、2.63%。与同期国外卫星产品CO2/AIRS比较,相对误差为1.11%、1.07%。     

折射率差改正的推导和应用：用于光电和红外EDM观测的改正公式

电磁波测距仪测得距离值是对一特定大气条件而言的，它可能和野外条件不同，因此，测得的距离必须施加观测时大气条件与参考条件不一致的改正。根据从紫外线到近红外辐射的色散理论公式表示的科学研究结果，推导了折射率差改的原始公式。本文按年代先后阐述了适合测量员和工程师使用折射改正公式的推导和应用。