地球定向参数预报误差及其对北斗三号卫星定轨精度的影响

地球定向参数(Earth orientation parameters, EOP)是地球参考系到地心天球参考系之间转换的桥梁,是卫星精密定轨过程中不可缺少的重要参数。以国际地球自转服务(International Earth Rotation Service, IERS)和中国科学院上海天文台(Shanghai Astronomical Observatory,SHAO)提供的EOP参数为例,分析了北斗三号仅区域网观测模式和星地星间联合观测模式下的定轨精度与EOP预报误差间的关系。研究表明,对于IERS提供的产品,其预报误差对仅区域站定轨模式的定轨精度影响较小,但是其10 d内的预报误差对星地星间联合定轨模式定轨精度的影响可达到分米级。对于SHAO提供的产品,两种定轨模式的定轨精度均随着EOP预报天数的增大而逐渐衰减。除此之外,不同产品的星地星间联合定轨模式下定轨精度均小于仅区域网监测下的定轨模式下的定轨精度,表明星间链路的加入可以降低卫星定轨对EOP预报误差的依赖。该研究对区域观测条件下的卫星精密定轨工程实现具有重要意义。     

温度变化对中国大陆三维周年位移的影响

除了地表质量重新分布外,地表温度变化是影响地表周年变化的另一重要成因。本文利用全球温度变化数据,基于三维全空间热弹性形变模型,计算温度变化在中国大陆引起的地表热弹性形变,并讨论它对中国大陆三维周年位移的影响。结果表明,温度变化引起的地表周年变化振幅在毫米量级。中国大陆构造环境监测网络(简称:陆态网络)GPS台站受地表温度变化影响最大的台站是HLAR(海拉尔),东向、北向以及垂向的周年振幅矢量和为~2.293mm;影响最小的台站是HIYS(永暑礁),东向、北向以及垂向的周年振幅矢量和为~0.177mm。为了说明温度变化对地表周年形变的影响,本文联合GRACE以及物质负荷模型(MODEL)研究中国大陆地表三维周年位移。考虑温度变化后的MODEL、GRACE获取的地表周年形变在东向、北向、垂向的周年信号分别改进了6%、6%、2%;16%、5%、15%。结果表明,温度变化是物质负荷以外引起大陆地表形变的重要因素。     

摄动函数高阶展开与长期共振

研究三体系统的长期共振效应,有助于了解系统的稳定性。在雅可比坐标系下建立了第三体摄动一般运动模型,将摄动函数按照半长径之比展开到十六极矩。通过对摄动函数进行轨道双重平均,消除了内外轨道的短周期项。基于限制性三体模型,分别在内摄和外摄两类情形下进行讨论。外摄情形下十六极矩项对系统结构的演化只有微弱的影响,而内摄情形下系统会出现新的共振和混沌现象。在圆型内摄情形下,系统出现了类似于Lidov-Kozai效应的近点共振。区别于Lidov-Kozai效应只在近心点幅角ω2=±90?时可能存在平衡点,十六极矩近似下,在ω2为0?和180?时也可能存在平衡点。角动量Z轴分量的取值会影响共振平衡点的数量、位置和稳定性。在椭圆型内摄情形下,系统在十六极矩近似下激发出新的轨道翻转,且翻转没有周期性,呈现混沌现象。十六极矩近似下的轨道翻转明显区别于八极矩近似下的轨道翻转,特别是,当半长径之比相当大时,十六极矩近似下偏心率的振幅明显大于八极矩近似下偏心率的振幅。     

论附合导线及其改进

以蒙特卡罗法为理论基础,对附合导线进行模拟平差计算,分析后验单位权中误差的特点,提出一种计算中误差之中误差的统计法,给出改进的附合导线布设方案,指出附合导线存在的问题和改进的附合导线的应用前景。     

地球极移参数高精度双差分LS+AR预报方法研究

提出基于双差分最小二乘LS+AR模型的高精度极移参数预报方法。首先,对极移数据进行双差分处理,用以增强数据平稳性,获取差分极移数据,并采用LS方法对差分极移数据进行拟合,获取极移残差数据;其次,利用AR模型对极移残差数据进行预报;然后,综合LS外推预报值与AR模型预报值获取差分极移预报值;最后,对差分极移预报结果进行逆双差分处理,获取高精度的极移预报值。将该方法应用于实际极移参数预报中,结果表明,1d的极移X分量(PMX)预报精度优于0.25mas,极移Y分量(PMY)预报精度优于0.2mas。将该预报结果与国际EOP_PCC预报结果对比表明,极移短期预报精度与EOP_PCC预报结果相当,1d的预报精度略优于EOP_PCC预报结果。