卫星测高中的垂线偏差法

卫星测高中的垂线偏差法是当前利用卫星测高技术研究海洋重力场的最优方法,包括利用卫星测高数据计算垂线偏差和利用该垂线偏差确定海洋重力场两部分。研究了Sandwell、Olgiafi、Hwang测高垂线偏差的计算方法和Molodenskii、Hwang利用测高垂线偏差确定海洋重力场的基本原理,分析比较了上述方法的异同,为科学地利用卫星测高资料反演海洋重力场提供理论依据。     

利用卫星测高垂线偏差计算其他重力场元的特性分析

利用卫星测高技术确定海洋重力场,垂线偏差数据作为导出观测量在实际工作中被普遍采用。利用物理大地测量边值问题的定义以及扰动位在球面边界条件下的解,给出了由垂线偏差计算大地水准面高、重力异常和扰动重力的公式。分析了不同积分计算公式在重力场阶谱表达形式下对垂线偏差误差的抑制作用,也分析了不同积分核函数的变化特性,得出基本结论:在利用卫星测高数据求解海洋重力场时,当以格网化海面垂线偏差数据计算重力场参数时,求解的大地水准面高的有效性和稳定性优于重力异常和扰动重力。     

我国沿海及海域1′×1′垂线偏差模型的研究与建立

研究并给出了建立我国沿海及海域 1′× 1′网格化垂线偏差数字模型的方法 ,由该模型计算任一点垂线偏差的方法 ,以及海洋垂线偏差的精度估计方法。采用文中给出的方法建立了我国沿海及海域 1′× 1′垂线偏差模型。采用沿海及岛屿高精度天文大地点检核了相应区域垂线偏差的计算精度 ,在此基础上分析并给出了 1′× 1′垂线偏差模型在不同区域计算任一点垂线偏差的精度估值。即 :在远海有少量重力数据区域精度为± 4″,在近海区域精度为± 1 5″,在沿海及附近岛屿精度优于± 1″。     

TOPEX/Poseidon卫星测高的垂线偏差修正

详细介绍了卫星测高垂线偏差的计算方法,计算了TOPEX/Poseidon高度计资料一个周期沿迹的垂线偏差南分量ξ和西分量η,进而计算了由于垂线偏差造成的测高误差ΔH和修正后的海面高度.结果表明,垂线偏差造成的测高误差基本为-5～5 mm,在个别海域的测高误差超过10 cm,但数据点极少.     

近海海域垂线偏差的测量试验及精度分析

为深入研究垂线偏差在海域的精度水平,在我国渤海近海区域利用数字天顶仪及精密单点定位技术测量获得了若干高精度垂线偏差测量值,利用测量值对EGM2008模型、Jason-1卫星数据、DTU10海面高模型及点质量模型计算得到的垂线偏差进行了比对分析。以测量结果为基准,比较结果表明,EGM2008模型的计算结果相对较好,Jason-1卫星数据和点质量模型次之,DTU10海面高计算结果较差。以长岛观测点为代表,EGM2008模型、Jason-1卫星数据、点质量模型计算的垂线偏差与数字天顶仪测量获得的垂线偏差的差异(子午和卯酉两个方向)在1. 5″以内。     

EGM96与EGM2008地球重力场模型精度比较

给出了由地球重力场模型计算重力异常和垂线偏差的公式,利用36阶、360阶EGM96、EGM2008地球重力场模型计算了国内某地区格网点重力异常和地面垂线偏差,并将其与实测数据进行比较,从而对这两种模型的精度进行了分析和比较。结果表明,在表示国内某地区格网点重力异常时,EGM2008模型精度较高;在表示地面垂线偏差时,两种模型的精度相当。     

顾及垂线偏差的重力大地水准面差距内插法

指出传统距离加权内插法的不足,推导了垂线偏差同大地水准面差距偏导数的转换公式,在此基础上利用间接平差模型得到了顾及垂线偏差的重力大地水准面差距内插法,改进了传统距离加权平均法。     

利用卫星测高资料确定全球海洋重力场

详细描述了卫星测高数据的平滑处理、高斯低通滤波、交叉点剩余垂线偏差计算、网格化方法以及根据逆的威宁·曼尼兹公式利用 1DFFT技术反演海域重力异常的解算过程 ,介绍一种确定正常轨道地面轨迹交叉点位置的简便方法 ,导出了海面地形对垂线偏差影响的改正公式以及剩余网格垂线偏差模型值的计算公式。所确定的全球 82°S～ 82°N ,0°～ 36 0°海域 30′× 30′网格平均重力异常与船测平均重力异常比较表明 ,精度达到± 4 .1～± 4 .7毫伽。     

联合多代卫星测高数据建立中国近海垂线偏差模型

联合T/P数据、T/P新轨道数据、ERS2数据、GFO数据、Geosat GM数据和ERS-1/168数据,用测高卫星记录点的位置信息直接计算沿轨大地水准面的方向导数,在交叉点处联合方位角推求垂线偏差,然后利用Shepard插值法得到了中国近海2′×2′格网分辨率子午圈和卯酉圈垂线偏差模型。将其与2′×2′分辨率的CLS_SHOW 99垂线偏差模型比较,在子午圈分量上的RMS为0.87,″在卯酉圈分量上的RMS为1.45″。     

SINS/DGPS矢量重力测量系统滤波技术研究

以单通道捷联惯性导航系统的速度误差和姿态误差方程为状态方程,以陀螺仪误差和垂线偏差为过程噪声,以DGPS的速度与捷联惯导的速度之差为观测量,建立Kalman滤波模型,经滤波得到高精度实时导航信息。从导航信息中提取水平重力信息,进而得到垂线偏差。对高精度惯性元件构建的惯导系统进行数值仿真,仿真结果表明,组合系统可以有效提高实时导航和姿态精度,经50s平均后,可以得到精度为2″的垂线偏差。     

长江口湍流剖面的观测与分析

小尺度湍流过程对河口物质输运与能量交换至关重要。受传统观测方法的限制, 河口浅水区域的剖面观测资料至今较为匮乏, 进而限制了湍流过程的研究。为此, 采用新型5波束声学多普勒流速剖面仪(Nortek Signature 1 000 kHz AD2CP)在长江口开展湍流剖面观测, 获取高频、低噪的高质量湍流剖面数据, 并与声学多普勒点式流速仪(acoustic doppler velocimeters, ADV)同步观测的数据进行对比。结果表明, 通过AD2CP与ADV获得的近底部边界层摩阻流速u_*、拖曳系数C_d、雷诺应力S_R等特征参数基本一致, 底摩擦与波浪能量为河口区域湍动能的主要输入源。湍流垂向结构存在显著的非局地平衡, 即温盐等斜压作用引起的浮力通量、对流项以及强波浪作用影响的脉动压力做功、黏性输运等因素可能为长江口湍流非局地平衡的主因。     

基于声学方法的南黄海浮游动物垂直迁移季节变化研究

为研究南黄海浮游动物垂直迁移的季节变化, 分析了2006 年至2007 年4 个季节布放潜标中声学测流仪的观测数据。结果是: 声学测流仪测量的后向散射强度呈现显著的日变化特征, 这是由浮游动物垂直迁移造成的; 在4 个季节中都出现这一凌晨向下、黄昏向上的垂直迁移, 但是垂直迁移发生的时间有季节变化。利用南黄海辐射通量的直接观测数据, 讨论了垂直迁移发生时间与光照的关系,结果表明垂直迁移的季节变化主要受光照的影响。这对于研究浮游动物垂直迁移机制有一定意义。     

舟山海域特定水道潮流能估算

对舟山海域高亭水道5个站位、灌门水道8个站位的连续26 h实测潮流资料进行分析。结果表明:高亭水道和灌门水道均为不规则半日潮,各站总的垂向平均流速在1 m/s以上。介绍了国际上常用的估算潮流能的方法:Farm方法和Flux方法,并用这2种方法分别对高亭水道和灌门水道潮流能进行估算。近似得到高亭水道可开发潮流能功率在4.67~5.31 MW之间,灌门水道可开发潮流能功率在7.92~9.37 MW之间。综合2水道可开发潮流能,换算成1 a的发电量,约占舟山市2005年用电总量的6%~7%。     

拖鱼起伏变化对磁力测量数据精度影响分析

由于潮汐、船速等外界因素的影响,拖鱼入水深度不断起伏变化。为了研究观测面的起伏变化对测量数据精度的影响,在某海区进行了一个试验,通过对试验数据分析,得出结论：拖鱼入水深度变化对磁力测量数据精度有较大影响,并且这种影响不能仅仅通过平差方法来消除。从物理机制角度考虑,必须通过空间改正的方法消除拖鱼变化对测量数据精度的影响。     

VERIFICATION OF INTERNAL WAVES IN OFFSHORE AREAS BY MEANS OF CURRENT OBSERVATIONS

Based on the shear effect of internal wave currents in stratified fluid, the necessary condition for the possible existence of an internal wave and the sufficient condition under which there will be no internal wave are deduced starting from the continuity equation of incompressible fluid. The above two conditions are verified by the measured results from vertical current meter arraies at some observation stations in the Bohai Sea and the South Huanghai Sea. In the treatment of measured results, first of all, the tidal period components are separated from the measured currents by Fourier-analysis method, and then the internal wave currents of tidal period from the tidal period components in the light of some considerations. The analytical results of observed currents are well consistent with theoretical analysis. Furthermore, one can also deduce some features of internal waves therefrom. Consequently, it is concluded that the observation from a vertical current meter array is an important means to verif     

海底多金属硫化物自然电位观测方式研究

利用海洋自然电位法可以探测海底多金属硫化物矿体的位置和轮廓。在调查过程中,可以进行水平观测和垂直观测,本文对这两种观测方式的探测效果进行数值模拟分析,结果表明垂直观测异常大,对矿体的横向分辨率高。但在进行垂直观测时,电极离底低,工作风险大。所以在实际调查过程中,需要根据需求选择合适的观测方式。另外,在实际测量过程中,电极对会偏离垂直方向和水平方向,将导致异常结果发生变化,因此在数据资料处理与解释过程中要注意。本文可以为海底多金属硫化物自然电位调查提供参考。     

船载海水温度观测研究

通过研究国家相关海洋观测标准对海水温度观测的规约,结合当前船载水温观测的现状,提出了基于总线的船载磁吸附温度链式观测方法,并对其在结构设计、理论模型、算法等多方面进行了阐述.通过多个竖直分布的温度传感器实时观测,采用自适应参数化算法,有效减少了风浪、海流、热辐射等方面的影响,具有观测层深相对固定、精度高等特点,可实现船...     

基于三角高程测量的跨海高程传递方法

对黄岛试验区实测数据进行最小二乘平差和抗差估计解算,结果表明,对于10km以内的跨海距离,基于三角高程测量的跨海正常高程传递精度为2mm/km,达到二等水准的要求.基于三角高程测量的跨海正常高差与直接观测的水准高差和EGM08模型的计算高差互差均小于3mm/km,与天文重力水准计算的高差互差为5mm/km.     

夏季长江口及其邻近海域湍流特征分析

利用2019年7月在长江口科学考察实验研究夏季航段(NORC2019-03-02)中获得的MSS90L湍流剖面仪的直接观测数据,本文计算并分析了该断面的湍动能耗散率ε和垂向湍扩散系数K_Z的分布情况。湍动能耗散率的大小为1.72×10?10～2.95×10?5 W/kg;垂向湍扩散系数的大小为3.24×10?7～4.55×10?2 m2/s。湍动能耗散率和垂向湍扩散系数的分布相似,均为上层最强,底层次之,中层最弱。上层由于风应力的作用,使得湍动能耗散率和垂向湍扩散系数较大;温跃层处层化较强,抑制了湍动能的耗散和垂向上的湍混合。盐度锋面的次级环流会促使低盐水团脱离,锋面引起的垂向环流会加强海洋的湍混合。低盐水团与外界的能量交换较少,湍动能耗散率较弱。长江口海区存在明显的上升流和下降流,它们是由锋面的次级环流产生的;上升流和下降流的存在促进湍动能的耗散与湍混合。     

THE STRUCTURE AND HEAT BUDGETS OF LARGE-SCALE DISTURBANCES OVER THE EQUATORIAL TROUGH REGION OF THE WESTERN PACIFIC

The average vertical distribution of equivalent potential temperature, horizontal divergerce, relative vorticity and vertical velocity overthe observation area were computed using 6-days NAVAID wind data from the R/V Shijian and R/V Xiangyanghong 09 during FGGE (the First GARP Global Experiment) and upper air sounding data of two island stations within the same period. Yanai's method was used to compute the vertical distributions of the apparent heat source, apparent moisture sink and total eddy heat flux. Satellite cloud photographs and surface meteorological measurements were used to subdivide the six days of observation into three disturbed days and three undisturbed or trade days. This paper describes the large-scale structure and heat budgets in the disturbed and trade wind periods and compared them with those of the trade wind regions of the Atlantic. Some interesting results of the structure and heat budgets of large-scale disturbances over the equatorial trough region in the western Pacific are