GRACE-FO加速度计校正方法研究

以2019-01 GRACE-FO实测数据为例,基于动力学方法,采用24 h弧长,通过设置不同的加速度计偏差参数校正策略,分析其对轨道拟合及时变重力场反演结果的影响。结果表明,轨道拟合结果与加速度计校正参数的个数有关,加速度计校正参数个数越多轨道拟合的效果越好,而对于三轴加速度计不同方向采用不同策略时,轨道拟合结果未表现出明显差异;基于本文加速度参数校正策略计算时变重力场时,计算结果表现出明显的差异,结果的好坏与加速度计校正参数有关,同时与不同方向的加速度计参数校正策略相关。综合分析对比发现,对三轴加速度计不同方向采用不同的校正策略会得到不同的结果,其差异主要体现在40阶以上部分,其中Y方向的参数较多时计算结果最优。     

LM优化算法的IMU阵列在线校准

针对IMU阵列的输出存在确定性误差的问题,提出一种基于列文伯格-马夸尔特(Levenberg-Marquardt, LM)优化算法的在线校准方式。该方法无需任何外部参考设备,通过手动转动和静置IMU阵列校准加速度计和陀螺仪的确定性误差。首先利用多个位置的静态数据校准加速度计,然后利用校准后的加速度计及位置间的转动数据校准陀螺仪。仿真实验显示,校准结果与理论接近。3组车载实验结果显示,校准后动态导航精度平均提升19.1%,表明该校准方法能有效校准误差参数并提高导航精度。     

CHAMP轨道及加速度计误差对恢复重力场的影响

介绍了惯性系和地固系下的能量守恒方程。基于能量守恒方法,研究了CHAMP卫星轨道和加速度计误差对卫星高度处的扰动位及由此恢复得到的地球重力场模型精度的影响。结果表明:能量守恒方法对速度精度要求较高,10-8ms-2的加速度计精度可满足1m2s-2的扰动位精度,而该扰动位精度对位置和速度的精度要求分别为10cm和0.13mms-1;利用一个月的CHAMP数据恢复50阶次的重力场模型,要获得优于2×10-5ms-2精度的5°×5°平均重力异常,对位置、速度和加速度计的精度要求分别为:5cm、0.1mms-1和10-8ms-2。     

Burris型重力仪温度特性研究

通过对多台Burris型相对重力仪实施不同时长的断电、再通电后进行静置测量,研究该型仪器的温度特性。在温度约为14 ℃的地下室内,长时间断电冷却后,Burris型相对重力仪需要125 min才能达到恒温点(仪器不再提示温度不足),通电65 h后零漂率仍然大于0.005×10-5 m·s-2/h,110 h后仪器的零漂才能达到地震观测仪器进网要求的小于0.003×10-5 m·s-2/h。在相同条件下,对3台Burris型重力仪分别实施15 min、2 h、24 h较短时间冷却、再通电,静置测量数据表明,在升温过程中,重力仪读数过程为先大幅减小后小幅增大再变小至稳定,绝对变化率先减小后少量增大再变小;不同冷却时间既影响仪器到达恒温点需要的时间,也影响仪器读数稳定的时间。15 min的断电需要大约1 h的加热过程才能使读数稳定;仪器到达恒温点后读数仍在快速变化中,且仪器读数变化中的最小值出现在到达恒温点后;断电可能会影响再通电仪器读数稳定后在短时间内的观测精度。     

CHAMP姿态数据间断的处理方法与精度分析

为探究CHAMP加速度计数据的预处理方法,分析了姿态数据间断的各种情况,提出了采用二次插值方法处理姿态数据间断,并用实测的CHAMP加速度计数据进行了验证。统计结果表明采用二次插值方法处理姿态数据间断,精度比线性插值法明显提高,当姿态数据连续间断小于40个历元的情况下,内插姿态数据对加速度的影响小于10-9ms-2,不影响其使用。     

卫星天线相位中心改正模型对参考框架转换中尺度参数的影响分析

计算了7个IGS分析中心第二次重新处理单天解与IGS14之间的尺度参数,并采用极大似然方法对其进行分析,比较两种GNSS卫星天线相位中心改正模型对尺度参数序列噪声模型、平均偏移量、速度及季节性信号的影响。结果表明,所有尺度参数的随机特性均可由白噪声加幂律噪声较好地描述,不同分析中心的尺度参数速度值在-0.22～-0.15 mm/a之间变化,尺度参数的周年信号显著,半周年信号相对较弱;卫星天线相位中心改正模型的变化对尺度参数的平均偏移量影响显著,对其随机特性、速度及季节性信号影响较小。     

湿地植物香蒲光合特性及其影响因素分析

以湿地植物香蒲为材料,在水平潜流人工湿地处理单元中,采用便携式LI-6400光合作用测定仪测定其成熟叶片净光合速率(Pn)日变化,研究其光合生理生态特性。结果表明:香蒲叶片净光合速率(Pn)日变化呈双峰曲线,主峰(22.0μmol.m-2.s-1)出现在9:00左右,次峰(16.9μmol.m-2.s-1)出现在15:00,光合"午休"现象明显,且非气孔限制是产生光合"午休"的主要原因。用逐步多元回归方法得到净光合速率日变化与主要生理生态因子的回归方程为:yPn=0.7692+29.7059 xGs-0.7689xTr+0.014 2 xPAR(复相关系数0.9563,显著水平P=0.0001;叶片净光合速率Pn,μmol.m-2.s-1;气孔导度Gs,mol.m-2.s-1;蒸腾速率Tr,mmol.m-2.s-1;光合有效辐射PAR,μmol.m-2.s-1)。偏相关分析和通径分析的结果表明Gs、Tr和PAR与Pn的日变化显著相关,是影响香蒲Pn的主要因子,影响大小的顺序为:Gs>PAR>Tr。香蒲叶片Pn-PAR的响应曲线方程为yPn=-5×10-6 xPAR 2+0.0207 xPAR-1.3728(相关系数0.9935,显著水平p=0.000 1),光补偿点、光饱和点和表观量子效率分别为32.9μmol.m-2.s-1、147 6μmol.m-2.s-1、0.023 3 mol.mol-1;Pn-CO2的响应曲线方程为yPn=-2×10-5 w(CO2)2+0.054 9 w(CO2)-1.44 4(相关系数0.9694,显著水平p=0.000 1;w(CO2)单位为μmol.mol-1),CO2补偿点、CO2饱和点和羧化效率分别为23.7μmol.mol-1、621.4μmol.mol-1和0.0768 mol.m-2.s-1。     

用GPS观测资料解算地球自转参数的方法及影响因素分析

研究利用GPS观测资料解算ERP参数的方法。首先,利用全球近100个均匀分布、站址稳定的IGS测站的GPS观测数据解算地球自转参数,并将其与IGS相应产品进行比较,结果显示该解算方案可靠。其次,从实验数据和数理表示方面分析ERP参数解算过程中的轨道约束方案、先验ERP信息、站坐标数量对解算精度的影响,给出一些提高ERP参数解算精度的建议：对ECOM光压模型9参数中径、法向（D、Y）4个周期项采取相对宽松约束、随机脉冲参数采取紧约束,解算效果更佳;降低ERP先验信息对解算精度的影响,重点在于提高UT1-UTC的预报值精度;利用100个跟踪站数据解算,可达到解算效率和解算质量均最佳的效果。     

水准测量中尺度比参数的附加系统参数的Partial EIV模型解法

针对目前水准测量中尺度比参数的附加系统参数的平差模型,本文对模型进行重构,提出尺度比参数的附加系统参数的partial errors-in-variables（Partial EIV）模型,给出总体最小二乘准则下的解算公式及迭代算法。实际算例和模拟数据结果表明,本文方法与传统方法在处理尺度比参数为附加系统参数时的效果基本一致,并给出相关的理论依据。     

HY-2B星载GPS数据质量及简化动力学精密定轨分析

对HY-2B卫星星载GPS数据进行质量检查,分析伪随机脉冲先验值对简化动力学精密定轨的影响。结果发现,在所有时间间隔中,先验标准差为1×10^-8 m/s²时定轨精度最高,最优伪随机脉冲时间间隔为6 min。估计天线相位中心变化（PCV）,分析不同分辨率（10°×10°、5°×5°）PCV模型对定轨结果的影响,并使用载波相位残差、重叠轨道比较和SLR检核对定轨结果进行检验。结果表明,99%以上的历元能观测到4颗以上GPS卫星,数据完整率达到99.65%,L1、L2波段的多路径误差RMS均值分别为15.7 cm、9.5 cm,证明HY2国产接收机性能良好。轨道内符合精度均达到cm级;未加PCV模型时,SLR检核RMS值为27.8 mm,加入10°×10°、5°×5° PCV模型后,SLR检核RMS值分别提高0.9 mm和1.2 mm,说明轨道外符合精度也达到cm级。     

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用SGC053超导重力仪观测资料对gPh058重力仪格值的精密测定

利用中国地震局武汉引力与固体潮观测站SGC053超导重力仪与gPh058重力仪的同址观测资料,采用切比雪夫多项式模型,利用同址比测方法对gPh058重力仪格值系数进行精密测定。对同址比测方法中的多项式阶数、采样数、采样时段3个可能影响格值系数的因素分析结果表明,重力仪的稳定情况是采样时段3个因素中影响最大的。计算不同采样时段的格值系数,取其加权均值作为gPh058的格值系数为：1.008 4±0.00 09×10 ^-8 ms ^-2 /mV。格值系数的测定前后同址观测数据的分析表明：测定后gPh058重力仪可获得与超导重力仪相近的潮汐参数。经SGC053同址观测数据的漂移改正,残差周日波和半日波振幅只有测定前的1/4,而残差变幅只有±7×10 ^-8 ms ^-2。虽然gPh058重力仪出厂前进行过标定,然而同址观测测定所获得的格值系数更加可靠。     

沙尘暴对测震台站环境噪声干扰的特征分析——以二连浩特台为例

通过计算二连浩特测震台站地表和井下连续观测数据的加速度PSD值和相应的PDF值,研究沙尘暴对测震台站环境噪声水平的干扰特征及井下观测对减小沙尘暴影响的效果。结果表明,沙尘暴对测震台站环境噪声水平有较大干扰,主要体现在4 Hz、9 Hz附近及10~20 Hz和低于10 s频段。其中,沙尘主要影响10~20 Hz频段背景噪声;大风主要影响4 Hz、9 Hz附近背景噪声;低于10 s频段的三分向背景噪声受干扰特征与风向有一定的相关性;10 s~4 Hz频段沙尘暴对环境噪声水平没有影响。井下观测能较好地压制沙尘暴对测震台站环境噪声水平的干扰。     

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四川珙县下软上硬山岭地貌斜坡地震动响应特征

强震中下软上硬坡体同震崩塌发育, 为了揭示这类坡体地震动的响应特征, 在珙县五同村安置了强震监测仪, 对斜坡表面和不同岩性的地震动响应进行监测, 并记录到不同方位、不同震中距的2次地震。研究表明: ①地震动响应规律有极强的方向性和距离性。2次地震相距监测站台的方向和距离不同, 使Ms 4.0级地震的峰值加速度和阿里亚斯强度反而比Ms 3.2级地震小。②0~30 Hz的地震波在低地山岭的高陡临空面附近有放大效应。1#监测点的主频小于3#与5#监测点, 3#监测点的主频最高。5#点的幅值范围为0.018~0.055 m/s-2, 3#点幅值范围为0.036~0.087 m/s-2, 3#点相较于5#点, 其三向最高幅值同比放大了1.58~2.0倍。③泥质砂岩的主频为4.8~8.4 Hz, 灰岩的主频为5.5~21.4 Hz, 不同的岩层共振频率不同, 灰岩对地震波的选频放大效应强于泥质砂岩。④地震波在不同高程的山岭斜坡部位具有选择放大作用, 在一定范围内高程越大地形放大效应越明显。      

CG-5重力仪一次项格值系数对宁夏重力场变化的影响

使用宁夏测网2010～2012年流动重力观测数据,利用重力差方法重新计算得到CG-5重力仪的一次项格值系数,对比分析2012年银川ML5.0地震前,修正前后一次项格值系数对不同时间尺度重力场所产生的影响。结果表明：1）CG-5重力仪一次项格值系数随时间逐渐减小,呈持续下降的变化趋势;2）一次项格值系数修正前后不同时间尺度重力场变化量均明显减弱,凸显了“0”等值线现象。     

重力仪一次项格值系数改正对海南重力场变化影响研究

收集整理海南岛2016~2020年10期流动重力复测资料,采用重力仪共用单位标定的一次项格值系数对各期复测资料进行拟稳平差处理。结果显示,2016-09~2017-05、2017-05~10、2018-05~10期间海南重力场变化异常明显。以2016年第1期仪器的一次项格值系数为基准,采用重力差值法对一次项格值系数进行改正,然后重新进行拟稳平差处理。结果显示,2016年以来海南差分重力场变化较平稳,重力场变化基本在30 μGal以内,此前出现的显著重力场异常已不存在。因此,采用重力差值法改正一次项格值系数可有效降低因一次项格值系数误差产生的重力场变化误差。     

温度、光照对小环藻生长和叶绿素a含量的影响

用单因子和正交实验方法研究了温度和光照对小环藻生长和叶绿素a含量的影响。结果表明,温度对小环藻生长和叶绿素a含量有极显著影响(P<0.01),当温度在30~40℃时比增长率和叶绿素a含量分别为0.37~0.38 d-1和1 084.4~1 214.2μg.L-1,均显著高于其他温度组。光照对小环藻生长和叶绿素a含量有极显著影响(P<0.01),当光照强度从29.25~146.26μmol.m-2.s-1时比增长率最高,为0.30~0.32 d-1;而叶绿素a含量则在9.75~58.50μmol.m-2.s-1时最高,达709.7~731.8μg.L-1,极显著高于其他照度组。正交实验结果表明:在35℃、87.75μmol.m-2.s-1条件下种群增长最快,比增长率为0.4402 d-1;在30℃、29.25μmol.m-2.s-1时,叶绿素a含量最高,为1 746.6μg.L-1。