地磁场模型及在海洋环境中的应用需求研究

地磁场是地球固有的基本物理场,地磁场模型是海洋环境保障的重要信息。分析了对地磁场建模理论、现今具有代表性的主磁场模型、地壳异常模型及其他磁场模型最新研究成果,对照地磁场模型在海洋环境中的应用现状,认为现今地磁场模型的分辨率和精度等技术指标尚未能满足地磁匹配导航和水下目标探测等保障需求。提出要深化海域磁场模型应用需求论证,加强现有海域磁力测量资料的整编,积极开展海域地磁场观测的理论创新、技术创新和方法研究,研发出我国海域高精度高分辨率的地磁场模型。     

基于Stokes-Helmert边值理论的大地水准面计算模型改化及分析检验

针对源自Stokes-Helmert边值理论的大地水准面计算模型适用性问题,首先详细解析了Stokes-Helmert方法的基本原理和计算模型,研究探讨了该方法与其他现有方法的关联性和差异性,分析比较了Stokes-Helmert计算模型和相同类型模型的技术特点,提出了Stokes-Helmert计算模型的实用改化方法,同时设计了4种分步改化模型的实验验证方案,使用超高阶位模型EGM2008作为数值模拟标准场,对分步改化模型的计算效果进行了数值精度检核,并开展了数据观测噪声影响评估检验,得出了一些有参考和实际应用价值的研究结论。在一定条件下,使用改化Stokes-Helmert方法计算(似)大地水准面可获得优于2cm的内符合度。     

三频BDS/INS紧组合的抗差自适应Kalman滤波

构建了适合北斗三频信号的北斗/惯性紧组合模型。针对三频模糊度解算算法的错误整数解可能对滤波结果造成"污染"这一问题,应用了抗差自适应Kalman滤波算法,优化了所建的模型。车载组合导航实验结果表明:三频模糊度解算算法得到的模糊度正确率平均值为99.84%,直接用于紧组合模型将造成最高达0.7 m的天向位置误差;抗差自适应Kalman滤波算法能消除错误模糊度整数解的影响,东、北、天三个方向的位置最大偏差值在厘米级。此外,载体姿态和速度频繁变化造成的状态预测误差也被自适应处理校正,组合导航的位置均方根误差为东向0.007 m,北向0.014 m,天向0.023 m。研究表明,在三频信号条件下,所采用的抗差自适应Kalman滤波能够增强所构建的紧组合模型的可靠性。     

基于空间几何原理的北斗三频IF-PPP建模和验证

利用空间几何原理推导三频消电离层参数和最小噪声直线空间表达式,采用5个静态观测站和1组实测跑车北斗三频观测数据,对比分析北斗三频消电离层模型与双频消电离层模型PPP精度和收敛速度。结果表明,静态条件下,三频PPP的位置误差为3.75 cm,标准差为2.06 cm,收敛时间为109.6 min,较双频PPP性能分别提升22.3%、19.8%、22.1%;动态条件下,三频PPP的位置误差为15.21 cm,标准差为12.89 cm,较双频PPP性能分别提升42.4%和26.8%,且收敛速度也更优。     

GNSS垂向坐标时间序列周年项振幅的时变特征及成因分析

GNSS坐标时间序列中季节性信号的振幅表现出明显的时变特性.本文从全球范围内选取了468个GNSS测站的垂向坐标时间序列数据,对周年项振幅的时变特征和原因进行了深入探究.首先坐标时间序列数据在经过带通滤波后,进行分段最小二乘拟合,得到随时间变化的周年项振幅,并在此基础上,分析了振幅变化的量级大小和特点,发现全球测站周年振幅变化的平均幅度在1 mm左右,并且振幅的波动性具有明显的时空分布特征,忽略这种时变特性最大会造成2～3 mm的周年项残留.然后从环境负载和热膨胀效应入手分析了周年项振幅变化的原因及其对周年项振幅变化的贡献,发现环境负载和热膨胀位移与GNSS垂向坐标之间周年振幅变化的平均一致性在60%左右,而且经过两者改正分别有68%和76%的测站周年项振幅波动幅度出现了下降,由此提出环境负载和热膨胀效应是周年项振幅变化的重要原因.同时经过分析发现GNSS数据处理模型和策略也会引起周年项振幅的变化.     

利用重复测线校正海空重力仪格值及试验验证

通过分析海空重力测量系统误差的形成机理,我们发现海空重力仪格值标定误差是引起系统性测量偏差的主要因素之一.本文简要介绍了重力仪格值的标定方法,分析论证了格值标定的精度要求,提出了利用东西正反向重复测线检测校正海空重力仪格值的计算模型和补偿方法,分析讨论了该方法的校正精度及其适用条件,利用航空重力实际观测网数据对该方法的合理性和有效性进行了数值验证,证明该方法对消除海空重力测量系统性偏差具有显著作用.     

现今板块运动模型的发展及其比较

从地质数据的不断完善到空间大地测量数据的广泛应用,现今板块运动模型的发展有了质的飞跃.评述了其现状与发展趋势;利用ITRF2005的速度场建立了一个完全基于现代空间大地测量实测结果的现今全球板块运动模型ITRF2005VEL,并与地质模型NNR-NUVEL1A进行了比较.结果表明,从整体上看ITRF2005VEL与NNR-NUVEL1A模型有较好的一致性,且较以往的ITRF序列的模型精度更高,但同时也存在着一定的差异性,这与观测台站、板块本身等相关因素都有关.     

海空重力测量及应用技术研究进展与展望(一):目的意义与技术体系

作为海空重力测量及应用技术研究进展的开篇,首先简要介绍了该项技术的研究背景,然后详细论述了海空重力测量信息的应用价值及开展该项技术研究的目的意义和应用需求,分析了海空重力测量的技术特点,提出了海空重力测量及应用技术体系的基本架构,明确了该项技术的研究内容、作业流程及各个技术环节的相互关系。     

海空重力测量及应用技术研究进展与展望(四):数值模型构建与综合应用技术

分析总结了海空重力测量数据向上和向下延拓技术的研究现状及发展方向,简要论述了海空重力测量多源数据融合处理技术的研究动态及发展前景,分析讨论了海空重力测量数据应用于地球外部重力场赋值和大地水准面精化技术的研究进展及发展思路,为海空重力测量数值建模与数据综合应用技术的未来发展提供参考。     

基于双卡尔曼滤波器的高精度POS算法研究

高精度的位置姿态系统(POS)在测绘领域发挥着重要的作用,数据处理算法是其核心技术之一。本文首先介绍了数据处理流程,提出了一种基于双卡尔曼滤波器的紧组合模式,并详细推导了其状态方程和量测方程,然后利用实测跑车数据对该算法进行了验证,并与IE(Inertial Explore)8.4的处理结果进行了对比分析。结果表明该方法能够达到较高的位置速度和姿态精度,是一种有效的数据处理算法。