基于GPS卫星共视法站间时间同步

本文详细讨论了共视法的基本原理和模型,推导了共视法误差模型,分析了影响站间时间同步精度的因素,估算了在设定的误差预算条件下时间同步精度;最后处理了实际GPS观测值,实现了基于GPS共视法站间时间同步。用拟合法和闭合差法分析时间同步精度,结果表明共视法实现的站间时间同步精度为8ns。     

不同Mascon模型解比较分析

简要介绍不同机构发布的Mascon模型解数据,并在全球和区域尺度上对Mascon模型解、球谐系数法以及GLDAS水文模型陆地水储量变化计算结果进行对比分析。结果表明,不同Mascon模型解具有较好的一致性;与球谐系数法反演结果相比,Mascon模型解能提高反演结果信噪比值,空间分辨率更高,保留更多有效信号,与GLDAS水文模型结果相关性更好;不同Mascon模型解中,JPL Mascon模型解信噪比值最大,与GLDAS水文模型时间序列相关性最好。     

空域最小二乘法用于重力卫星误差分析

重力测量卫星性能不仅与轨道参数、载荷误差、数据分辨率等因素密切相关,也与反演算法有关。传统的分析方法如动力学法、短弧法等用于误差分析,不可避免将算法误差引入分析结果,使得分析结论确定性不足。为解决这一问题,提出了空域最小二乘分析法,用空域格网重力扰动数据替代重力卫星载荷数据反演地球重力场,有效避免了算法误差对于分析结果的影响。分析结果表明,重力卫星在500 km轨道高度、一次数据覆盖条件下,测量重力场最高阶数约为240阶,载荷误差为1×10-10 m·s-2·Hz-1/2水平时,测量重力场最高阶数为136阶,其累积重力异常误差为2.7 mGal,累积大地水准面误差为14 cm。要达到最优测量能力,轨道倾角通常不小于89°。为减小地球引力高频信号对于地球重力场低阶位系数估计值的影响,估计位系数最高阶数需大于240阶。     

GRACE卫星时变重力场去相关滤波参数选取分析

直接采用GRACE时变重力场模型反演地球表层质量变化的结果会呈现严重的南北方向条带状误差。滑动窗口拟合多项式方法是一种有效的经验性去相关滤波方法,能有效削弱中高纬度地区条带状误差。球谐系数去相关滤波起算阶数、滑动窗口宽度以及拟合多项式阶数是影响去相关滤波方法效果的关键因素。采用GRACE RL05时变重力场模型数据对去相关滤波的参数选取进行了实验分析,得到了去相关滤波的经验参数,实验结果表明:GRACE时变重力场模型去相关滤波起算阶数应取15阶,滑动窗口宽度应取5或7个点,拟合多项式阶数应设为3阶或4阶。     

一种航空重力测线交叉点搜索新方法

针对目前航空重力测量数据处理中常规搜索方法存在搜索速度慢、正确率低、适用性差的不足,提出以主测线点为搜索中心,采用一定宽度的搜索框对主副测线点进行搜索,将搜索到的主副测线上相邻测点组成线段,运用行列式方法精确求出交叉点及不符值的方法,即滑动窗口搜索法。从搜索时间和正确率两方面对滑动窗口搜索法进行分析,结果表明本文所提方法简单有效,能明显提高测线交叉点搜索效率。     

GRACE RL06与RL05时变重力场模型数据初步比较分析

简要介绍CSR、GFZ和JPL机构的GRACE RL06时变重力场模型数据,并对比分析RL06和RL05数据的解算模型。从全球陆地水储量变化反演结果、时变重力场模型阶方差和C20项时间序列3个方面,对2004-01~2014-11期间RL06和RL05时变重力场模型数据进行对比分析。结果表明,GRACE RL06时变重力场模型数据质量的和精度较RL05有明显提高,其全球陆地水储量变化反演结果去条带噪声效果更好、信噪比更高;在高阶项部分,RL06模型数据的阶方差小于RL05;RL06模型数据的C20项时间序列幅值变化小于RL05,与SLR所得C20项数据也更接近。相同条件下,采用CSR RL06模型阶方差最小,利用RL06模型所得全球陆地水储量变化反演结果信噪比值最大。     

Numerical simulation of the sudden rainstorm associated with the remnants of Typhoon Meranti (2010)

The Advanced Research Weather Forecasting (ARW) model was used to simulate the sudden heavy rainstorm associated with the remnants of Typhoon Meranti in September 2010. The results showed that the heavy rainfall was produced when the remnant clouds redeveloped suddenly, and the redevelopment was caused by rapid growth of micro/mesoscale convective systems (MCSs). As cold air intruded into the warm remnant clouds, the atmosphere became convectively unstable and frontogenesis happened due to strong wind shear between weak northerly flow and strong southwesterly flow in the lower levels. Under frontogenesis-forcing and warm-air advection stimulation in updrafts, vertical convection developed intensely inside the remnant clouds, with MCSs forming and maturing along the front. The genesis and development of MCSs was due to the great progress vertical vorticity made. The moist isentropic surface became slantwise as atmospheric baroclinity intensified when cold air intruded, which reduced the convective instability of the air.Meanwhile, vertical wind shear increased because the north cold air caused the wind direction to turn from south to north with height. In accordance with slantwise vorticity development (SVD), vertical vorticity would develop vigorously and contribute greatly to MCSs. Buoyancy, the pressure gradient, and the lifting of cold air were collectively the source of kinetic energy for rainfall. The low-level southwesterly jet from the western margin of the Western Pacific Subtropical High transported water and heat to remnant clouds. Energy bursts and continuous water vapor transportation played a major role in producing intense rainfall in a very short period of time.     

可持续发展视角下的南海岛礁评估分类

南海岛礁是南海海上合作和海洋治理的重要支点。南海岛礁的可持续发展是实现南海域内协同发展、合作治理的基石。为了多维度诊断南海岛礁可持续发展的现状,辅助岛礁科学规划,提升海洋治理能力,文章基于模糊层次分析法、熵权法与组合求权方法形成主-客观耦合求权的南海岛礁可持续发展评价方法,以永兴岛、赵述岛、南薰礁、美济礁、渚碧礁、永暑礁等南海岛礁为例,探究其可持续发展的潜力。结果表明,6个岛礁的可持续发展价值量排序为：永兴岛＞永暑礁＞美济礁＞渚碧礁＞赵述岛＞南薰礁。6个岛礁均具备可持续发展的潜力,但各个岛礁的发展状态差异很大,各维度的发展程度各不相同。综合评价结果和岛礁实地状况,分析南海岛礁发展的优势领域与薄弱环节,为南海岛礁规划了区域性中心、综合保障、特色产业、国防维权的发展方向。建议永兴岛和永暑礁发展为区域性现代化与智能化的绿色示范岛礁;美济礁发展海洋产业与后勤保障,完善海上交通设施建设,提供国际公共产品与服务;赵述岛与渚碧礁以渔业发展为中心,注重产业结构与布局规划,形成特色产业模式;南薰礁提升安全维护能力,完善岛礁建设,提升国防维权功能。     

卫星重力梯度观测数据L1级构建方法

高精度重力梯度观测数据 L1 级构建的系统方法是推进我国自主重力卫星任务重要的基础数据处理技术.本文以GOCE卫星L1 级数据预处理技术和关键载荷原始数据为参考,面向我国发展的梯度测量卫星的任务需要,系统研究并初步实现了卫星重力梯度观测数据 L1 级构建方法,主要包括加速度计电压数据转换、多星敏感器联合姿态数据的角速度重建、卫星重力梯度分量构建等技术内容.计算结果表明,加速度计超灵敏轴精度为 10－10～10－11 m·s－2·Hz－1/2 ,达到重力梯度仪设计精度要求;多星敏感器联合解算最佳姿态角速度wy 、wz 在 10～100 mHz内精度约提升 1 个量级,其精度约达到 10－5 rad·s－1·Hz－1/2量级,能够有效抑制低精度角速度分量在坐标系转换中导致的噪声传播;基于维纳滤波方法恢复的角速度在 5～100 mHz频段内的平方根功率谱密度提升了(5.21～6.56)×10－11 rad·s－1·Hz－1/2 ,显示了基于高精度角速度解算重力梯度分量的必要性;构建重力梯度各分量计算值与全球重力场和海洋环流探测器(GOCE)官方公布的重力梯度分量精度相当,其梯度张量的迹在 20～100 mHz频段范围内约为10 mE·Hz－1/2 ,验证了本文构建方法的有效性.研究工作可为下一步我国推进实施民用重力梯度测量卫星任务提供自主的原始数据处理技术支撑与储备.