BDS-2和BDS-3系统间伪距分层及其技术对策

BDS-2和BDS-3卫星不仅存在与其他导航系统一样的星间伪距偏差问题,还存在两个系统之间的分米级伪距分层现象。为了最大限度降低伪距分层影响,本文选用两台环路参数可配置的接收机进行试验分析,分析了接收机环路参数设计与伪距分层的影响关系。结果表明,当接收机选择0.3 chip及以上的相关器码间距来跟踪B1I信号时,能使BDS-2和BDS-3之间B1I信号的伪距分层由分米级降低到厘米级;对于B3I信号而言,则需要采用0.6 chip及以下的相关器码间距来进行跟踪。根据本文研究可知,通过配置合理的接收机相关器码间距值跟踪B1I/B3I信号,可以使BDS-2和BDS-3之间的伪距分层现象得到明显改善,同时也能提高接收机定位精度的一致性。本文研究对推进北斗导航接收机和芯片的发展与完善具有参考意义。     

顾及卫星PCO改正的BDS-3卫星差分码偏差精确估计EI北大核心CSCD

精确的差分码偏差改正信息是实现全球导航卫星系统多频数据精密应用的基础,而现有DCB参数估计方法及数据产品中并未考虑天线相位中心偏移的误差影响。以BDS-3为例,本文在分析BDS-3卫星PCO变化特性及其对DCB估值理论影响的基础上,推导了DCB参数中的PCO误差经验校正方法,同时提出了顾及PCO误差改正的DCB参数估计方法。利用国际GNSS服务组织全球分布的BDS-3基准站数据,实现了PCO改正前后C2I-C6I/C1P-C5P两类DCB参数的精确估计,并在BDS-3 C2I/C1P单频标准单点定位中开展定位验证。结果表明,PCO改正前后的卫星DCB差异最大可达0.60 ns,引起不同类型卫星间的DCB差异最大可达1.17 ns,DCB参数中的PCO误差对BDS-3定位应用的影响不可忽略。与未改正PCO误差的DCB产品对应的定位结果相比,基于PCO-estimated-DCB和PCO-corrected-DCB两种方案的BDS-3 SPP精度增益相当,在水平与高程方向定位精度分别提升了5.7%和6.8%。     

Swarm低轨卫星星座的GPS接收机差分码偏差估计

差分码偏差(differential code bias,DCB)是指由全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)信号接收和发射硬件导致的频率相关的偏差项,对电离层估计有显著的影响,在利用GNSS观测数据提取电离层总电子含量时需要被精确修正,研究利用低轨卫星的星载GNSS观测数据估计DCB尤为重要。使用Swarm星座3颗卫星GPS接收机2016年1月的双频观测值,设计了独立估计和联合估计两种估计方案,采用附加限制条件的间接平差方法对GPS卫星以及星载接收机的DCB进行估计。以中国科学院和德国宇航中心的DCB产品作为参考,分析了两种估计方案的精度和稳定性,相较于独立估计方案,联合估计方案得到的GPS卫星DCB的稳定性较独立估计方案提高了16.6%,且与参考DCB具有更好的一致性。     

正地闪和负地闪预击穿脉冲序列的统计分析与对比

2009~2010年夏季,在大兴安岭林区利用闪电快、慢电场变化测量仪组成的网络对自然闪电进行了多站同步观测。本文选取2010年夏季3次过境雷暴过程中具有4站以上同步的资料,同时对表现出明显预击穿过程的37次正地闪和56次负地闪的预击穿脉冲序列进行了统计分析。统计的主要参数包括:脉冲序列的总持续时间(Total Duration),脉冲序列和首次回击之间的时间间隔(PB-RS Separation),预击穿过程到首次回击的时间间隔(Pre-RS Interval),单个脉冲持续时间(Individual Pulse Duration),相邻脉冲时间间隔(Interpulse Interval)等。对于负地闪,相应参数的算术平均值为4.1 ms、55.4 ms、56.0 ms、8.8μs和111.0μs,几何平均值为3.7 ms、35.6ms、36.5 ms、7.4μs和98.2μs;对于正地闪,相应参数的算术平均值为4.5 ms、75.6 ms、77.3 ms、11.5μs和297.3μs,几何平均值为3.0 ms、57.8 ms、60.0 ms、10.0μs和217.9μs。对比发现,正地闪预击穿脉冲序列相对负地闪预击穿脉冲序列持续时间更长,和首次回击的时间间隔更大,其单个脉冲更宽,在整个序列中排列更稀疏。计算了正、负地闪最大预击穿脉冲幅值和首次回击幅值的比值(PB/RS,PB代表最大预击穿脉冲幅值,RS代表首次回击幅值),通过和其他研究结果的对比,发现负地闪有PB/RS随纬度增大而增大的趋势,而正地闪没有。另外,检验了首次回击前地闪电场波形与BIL模型(Breakdown Intermediate Leader,BIL)的符合情况,发现只有很小比例的电场波形符合BIL模型。     

广东省地闪密度空间分布的特征分析

基于广东省1999—2012年的闪电定位系统数据,利用Arc GIS地统计分析模块,采用克里金插值法和分级统计方法研究广东省地闪密度空间分布规律并进行风险区域划分。结果表明：广东省平均地闪密度为14.12次/（km^2·年）;东莞、广州、佛山、中山、深圳为极高地闪密度区,年平均地闪密度达17.33-26.35次/（km^2·年）;惠州、茂名、湛江、阳江、江门为高地闪密度区,年平均地闪密度为达13.01-16.53次/（km^2·年）;珠海、肇庆、清远、云浮、汕尾为中地闪密度区,年平均地闪密度为10.01-12.72次/（km^2·年）;河源、揭阳、潮州、梅州、韶关、汕头为低地闪密度区,年平均地闪密度为8.29-9.81次/（km^2·年）。地闪密度风险的区域分布与雷暴日、地形和社会经济有关。     

邵阳地区闪电活动特征及其与降水的关系

利用闪电定位资料和常规观测站24 h的降水资料,对邵阳地区2008-2010年的闪电特征进行分析,并进一步探讨了邵阳地区闪电与降水的关系。结果表明：邵阳地区闪电多以负地闪为主,地闪频次的最大值中心位于东北部,呈东北-西南减少的趋势;地闪频次存在明显的日变化特征,闪电集中发生在13-19时;有闪电时,降水量不超过1 mm和10 mm的降水个例分别为29.63 %,76.30%;无闪电时,其值分别为69.44 %,96.30 %;超过20 mm的降水大多伴随有闪电,无闪电时发生概率极小;地闪频次与闪电对流降水的拟合系数优于其与所有降水的拟合系数,且随着统计尺度的增大,地闪与闪电对流降水的相关性变强。     

高动态宽带信号码跟踪方法仿真分析

针对高动态场景,单独的码环路很难实现跟踪,由于高动态载波跟踪的算法很成熟,通常应用载波跟踪结果对码环路进行辅助,针对窄体制信号,这种方法可以帮助消除码环的动态误差,但对宽体制信号来说,辅助力度减小。从高动态宽带信号码跟踪误差门限以及跟踪精度入手,分析了单独码跟踪算法的易失锁性,理论和仿真验证应用高动态载波跟踪结果辅助码跟踪算法的有效性,且具有高的跟踪精度。这为导航接收机的跟踪算法提供了理论依据。     

面向Hilbert八叉树的邻近格元计算算法

为提高线性八叉树邻近格元计算效率,利用Hilbert码标记格元,提出一种邻近格元Hilbert码快速计算方法。以Hilbert基元曲线为基础,引入状态向量的概念以记录Hilbert曲线对同属于一个父格元的所有子格元的填充顺序,从而建立状态向量的层级演进与退化函数,得到状态向量在m阶与m+1阶曲线中的层级映射关系,最终利用状态向量及其层级演进与退化函数实现邻近格元Hilbert码的计算。结果表明,所提算法计算结果正确;状态向量计算速度随层级提高而降低,在第20层级上1 ms内可完成4 201个格元的计算,对后续邻近格元计算影响较小;在指定层级上同等数量的邻近格元计算中,该算法的速度明显优于现有Morton码转换算法,在第15层级上百万级规模的邻近格元计算中,该算法的速度约为现有Morton码转换算法的2.1~2.4倍;在不同层级的百万级规模邻近格元计算中,该算法计算速度相比现有Morton码转换算法的提升倍数随层级提高而增大,在第20层级上该算法的效率提升达到2.6倍。     

内蒙古莲花山铜矿区花岗闪长斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

为了精确厘定莲花山铜矿的成矿时代,在前人研究的基础上,开展了与成矿关系密切的花岗闪长斑岩锆石U-Pb定年测定。实验结果共获得4组年龄数据,第1组有1个锆石,206Pb/238U年龄为343Ma±2Ma;第2组1个锆石,206Pb/238U年龄为264Ma±2Ma;第3组有1个锆石,206Pb/238U年龄为256Ma±2Ma;第4组有17个锆石,206Pb/238U年龄在240~249Ma之间,206Pb/238U年龄加权平均值为246.4Ma±1.2Ma(N=17)。结合所测锆石的CL图像特征,确定花岗闪长斑岩就位发生在晚二叠世—早三叠世。     

鄂东南鸡笼山矽卡岩型金矿床花岗闪长斑岩的成因:地球化学和锆石U-Pb年代学约束

矽卡岩型金矿床是近二十年国际上新的一类矽卡岩型矿床,鸡笼山是鄂东南地区大型矽卡岩型金床之一,成矿与花岗闪长斑岩岩体密切相关,前人对该矿床及外围花岗闪长斑岩成因的研究相对较少。文章对鸡山和白果树2个岩体进行岩石学、地球化学和年代学研究,探讨其成因和形成时代。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年果表明鸡笼山和白果树岩体的分别形成于(151.6±0.7)Ma和(142.4±0.7)Ma,即晚侏罗世—早白垩世,与鄂东地区花岗闪长斑岩的成岩年龄在误差范围内基本一致。鸡笼山和白果树花岗闪长斑岩岩体具有中等富集硅、铝、碱的特征,类似于丰山洞铜钼矿床的含矿岩体。它们具有富集大离子亲石元素Rb、Ba、Sr,亏损高场强元素Y、N Ti,并富集轻稀土元素及无负Eu异常的特征。研究表明,鸡笼山含矿岩体为准铝质高钾钙碱性I型花岗闪长斑岩可能是富集岩石圈地幔,经历了不同程度的部分熔融,同化混染了不同比例下地壳的产物。结合区域地质和年代的资料,显示鸡笼山花岗闪长斑岩岩体的形成是在晚侏罗世—早白垩世鄂东南地区岩石圈伸展的地球动力学背下岩浆活动-成岩事件的一部分。