FIR低通差分器的设计及其在航空重力测量中的应用

根据契比雪夫逼近理论 ,设计了适用于航空重力测量应用的有限冲激响应 (FIR)低通差分器 ,利用模拟模型对滤波器的性能进行了验证 .基于静态GPS试验数据和某地区机载动态GPS摄影定位的实测数据 ,应用FIR低通差分器计算了载体的垂直加速度 ,计算结果表明 ,当滤波时间间隔为 1 0 0s时 ,垂直加速度的确定精度可达± 1— 2mGal.     

航空重力测量系统CHAGS

中国首套航空重力测量系统经过近10年的论证、研制,于2002年研制成功,系统简称为CHAGS.本文论述航空重力测量的基本原理,建立的相应数学模型,详细介绍系统的配置和主要功能,概述系统机载试验结果及精度.     

海洋卫星测高及其反演全球海洋重力场和海底地形模型研究进展

海洋卫星测高在全球和区域大地水准面建模、全球海洋重力场反演、海底地形探测、海平面变化监测、构造板块运动研究等大地测量领域至关重要。本文概述了海洋微波测高卫星的简要发展历程,重点梳理了卫星测高在全球海洋重力场和全球海底地形建模方面取得的丰硕成果,对比分析了主流的海洋重力场和海底地形模型;介绍了合成孔径雷达高度计、Ka频段雷达高度计、合成孔径雷达干涉仪3种先进微波测高技术,并分析了其各自的优缺点,表明它们将在未来若干年呈并驱发展趋势;较为系统地阐述了海洋卫星测高的另一新型技术,即GNSS反射信号测量技术的研究动态,给出了GNSS-R(GNSS reflectometry)类(试验)卫星的发展脉络和发展前景。卫星测高的发展趋势之一是多颗测高卫星的组网观测,本文概括了曾经提出的和拟议中的若干组网测高计划,扼要介绍了由我国提出并正在实施的双星跟飞测高模式;最后指出了卫星测高发展的几个主要关注点,包括双星跟飞测高和SWOT(surface water ocean topography)任务的2维海面高(差)测量、卫星测高反演海底地形与高级地形激光高度计观测数据及遥感卫星图像的结合、星载GNSS-R厘米级海面高的载波相位测量、人工智能技术在卫星测高中的潜在应用等。     

利用测高重力异常建立南中国海海底地形模型

论述了频率域内海深反演的基本原理,简要分析海底地形和海洋重力异常的函数关系。基于未补偿板块响应函数模型,利用测高重力异常和ETOPO1海深模型对南中国海海底地形进行反演,经ETOPO1模型和实测水深检核,反演出的海深模型相对精度在10%左右。该技术不需要船测数据作为控制,需要先验的海深模型作为参考,在浅海以及多海山地区精度较差,并存在过低估计海山峰值的问题。     

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一种局部海域扰动重力数据反演海底地形的非线性序列相关方法

在不考虑地壳均衡条件下,从重力场基本理论出发推导了重力异常/扰动与海深信息之间的近似解析关系,其中扰动重力反演海底地形的模型较之重力异常更加简洁.通过对反演模型级数展开式的深入分析表明,在重力数据分辨率数值小于海深分辨率时并不明显收敛,因此在用重力数据反演高分辨率海底地形时应顾及展开级数的高阶项并采取相应处理方法.在大量统计分析基础上,构建了局部海域扰动重力数据反演高分辨率海底地形的非线性序列相关方法,该方法利用少量船测重力/水深测线数据获取非线性相关参数,而后利用卫星测高重力数据按非线性相关函数模型反演海底地形.试验分析表明,2次非线性相关函数反演效果表现较优,对于海底地形平缓海域,1°×1°区域内单条船载测线数据获得的相关参数即可达到2%相对精度.对于海底地形复杂海域,论文方法适用范围应该尽量缩小,30′×30′区域范围基于单条船载测线数据反演的相对精度可优于7%.从论文试验结果分析,海底地形与重力数据之间存在2次非线性相关函数特征,且这种特征在高分辨率情况下仍然适用,利用非线性函数模型并结合稀疏船载测量数据、密集卫星测高重力数据可为局部海域高分辨率海底地形反演提供一种可行的解算方...     

利用北斗GEO卫星观测数据分析中低纬地区小尺度VTEC时变率

利用北斗GEO卫星的静地特性,研究了中低纬地区小尺度垂直总电子含量(VTEC)时变率.给出了利用GEO卫星双频载波相位观测数据计算VTEC时变率(RVTEC)的公式,引入VTEC时变率指数(RVTECI)作为反映电离层活动程度的指标.通过对不同卫星观测结果的比较,确定30°为合适的RVTEC观测截止仰角.对处于南北纬30°之间5个测站共12天的观测数据进行了计算,结果表明:中纬地区VTEC变化最为平缓,RVTECI一般不超过0.01 TECu/s;赤道附近地区某些夜间时段电离层变化较为剧烈,RVTECI可达0.5 TECu/s,1 min内VTEC的变化量可达8 TECu.     

用于测量世界时的大型光纤陀螺仪的噪声分析

大型光纤陀螺仪可以精确测量地球自转角速率,进而可以运用于世界时(UT1)的解算工作中.光纤陀螺仪包含的噪声会影响测量的精确度以及稳定性,运用Allan方差可以对光纤陀螺仪的输出数据进行噪声分析,同时对陀螺仪测量数据进行功率谱分析,分析测量数据中存在的高频振动变化影响,并结合分析结果,从数据处理方法上提出改进措施.分析结果可以对光纤陀螺仪的改进以及数据处理方法的建立提供参考.     

卫星测高定标场选址中有效波高因素分析

利用Jason-3卫星在国外4个主要卫星高度计定标场所在海域的测量数据,分析了这些海域的有效波高变化特性。在我国大陆沿岸选取了Jason-3卫星经过的12个海域,分析了它们的有效波高变化特性,给出了在我国大陆沿岸建设卫星测高定标场的选址建议。Bass、Corsica、Gavdos等3个定标场海域的平均有效波高约为1.1 m,说明平均有效波高1.1 m及以下的海域适用于建设定标场。选定的12个沿岸海域中,渤海及黄海海域平均有效波高小于0.8 m,显著小于东海及南海1.3～1.5 m平均有效波高,单独从有效波高的角度渤海及黄海海域更适合于建设卫星高度计定标场。     

基于配置法的局部重力场延拓模型构建与应用分析

在大地坐标系下利用Forsberg局部扰动位协方差模型（即DPM模型）导出了实用的局部重力异常协方差模型（即GAC模型）和局部扰动重力协方差模型（即GDC模型）,两种模型形式完全一致.针对GAC模型,提出了两种模型参数的拟合方法,即按照泊松积分向上延拓获得的不同高度数据进行拟合以及按照测量区域的平面实测数据进行拟合,通过某地区的实测数据检验得出两种参数拟合方法得到的参数值相差不大,这种差别在向上和向下延拓过程中的影响可以忽略.依据本文的算例,GAC模型作为配置法的协方差模型用于延拓时,其向上延拓的精度在1.8×10^－5 m·s^-2左右,向下延拓的精度在5×10^－5 m·s^-2左右,完全满足局部重力场在中等山区的延拓要求.通过对不同高度下GAC模型用于延拓效果的对比,可以得出基于GAC模型的延拓精度随着高度的增加而衰减,在满足测量精度要求下其最大向下延拓高度约为7 km.总体而言,本文推导的GAC模型能够很好地利用地形数据,较好地满足了航空重力测量在局部重力场的延拓要求.