沿海验潮站GNSS观测网BDS与GPS基线处理精度分析

为了评估北斗卫星导航系统（BDS）用于验潮站沉降监测的可靠性和精度,该文利用北海区沿海8个验潮站2022年全年的GPS和BDS观测数据,从基线解标准均方根误差、基线重复性和GPS与BDS基线互差等方面对GPS和BDS解算结果进行对比分析。结果表明,BDS基线解的NRMS值在0.17～0.25之间,GPS基线解的NRMS值在0.18～0.23之间,二者基线解的NRMS值基本相当;GPS基线解的长度和各分量基线重复率平均值要小于BDS,从GNSS网固定误差和比例误差看,GPS和BDS的基线长度重复性精度达到10-9～10-8量级,基线东西和南北分量重复性达到10-9量级,基线垂直分量重复性精度达到10-7～10-8量级。在GPS和BDS基线结果互差方面,GPS解算得到的基线长度均要大于BDS,二者平均差值为10.7 mm;东西分量差值最小,其次是南北分量,垂直分量差异最大,南北分量、东西分量和垂直分量差值平均值分别为-8.5 mm、-3.7 mm和10.6 mm。南北分量、东西分量、垂直分量和基线长度差值平均值最大值分别为23.6 mm、20.9 mm、30.4 mm和22.1 mm。总体...     

我国沿海长期验潮（海平面监测）站的建立和建议

叙述了长期验潮（海平面监测）站的要求和条件,介绍了光国沿长长期验潮站的有关情况和问题以及与水准点的关系,并提出我国海平面监测站的合理布局建议。     

陆地垂向运动对沿海相对海平面变化的影响

沿岸陆地垂向运动是沿海相对海平面变化的重要组成部分,可以通过GPS直接观测或者联合验潮站和高度计资料进行推算,前者较为精确但目前欠发达国家和地区沿岸数据缺乏,后者资料相对丰富但准确性有待验证。本研究利用全球191个验潮站数据及同步的高度计资料和GPS监测数据,对两种方法得到的陆地垂向运动速率进行了比较,发现对于陆地垂向运动明显的站位,两种方法计算的趋势相同比例为74%;陆地垂向运动速率的空间分布表现为高纬度沿岸陆地抬升和中低纬度不同程度的陆地沉降,这与冰川均衡调整(GIA)模型结果和近期GRACE重力卫星观测较为符合,说明了基于验潮站和高度计联合推算沿岸陆地垂向运动的方法具有较高可行性。将此方法应用于中国沿岸,基于29个长期验潮站数据计算了中国沿海1993—2016年陆地垂向运动速率,发现存在以长江口为分界北升南降的空间特征;南部沿岸陆地沉降会加剧沿海相对海平面上升,给区域经济发展和人民生活带来风险。     

一站多能理念下的验潮站建设实践

2016年,海南省海洋监测预报中心在海南岛沿岸按照“一站多能”理念建设了5个长期验潮站点。本次建设对验潮站外观设计、验潮站传统观测功能外延等方面进行了新的尝试：（1）利用验潮站的外观设计和空间布局建立了海洋科普教育基地,以便更好地开展海洋知识科普宣传活动;（2）增设温盐井和水质监测井,增强验潮站的海洋观监测功能;（3）建立亮化式带声光报警功能的四色警戒潮位标志物、LED显示屏和高清摄像系统等软、硬件设施,以此建立验潮站观测预警综合管理指挥决策平台。以上探索使得验潮站能够在完成海洋监测主体任务的基础上更好地服务周边群众,同时及时将灾害现场的信息反馈到指挥决策中心,有助于建立政府应急指挥与群众避险自救相结合的防灾减灾机制,进一步完善灾害预警监测体系。     

越南沿海若干验潮站长期观测资料的潮汐分析

为掌握越南沿海潮汐分布特征和变化规律,利用越南沿海HONDAU、HONNGU、DANANG、QUYNHON、VUNGTAU和RACHGIA共6个验潮站长期观测资料进行了调和分析,计算了主要分潮O1、P1、K1、Q1、M2、S2、N2、K2以及交点分潮Mn等长周期分潮的调和常数。计算结果表明,越南沿海地区潮汐特征复杂,极易受季节性海平面变化的影响。分析得到的18.61年交点分潮Mn空间分布不均匀,且明显高于其理论平衡潮振幅,可能与非潮汐低频海平面变化有关。     

利用验潮站数据进行三种潮汐模型的精度分析

采用全球分布的565个验潮站水位资料对NAO.99b,CSR4.0和TPXO7.2三种潮汐模型进行精度评估。结果表明:在全球海洋范围内,NAO.99b模型精度最高;在黄海海域,TPXO7.2模型的精度最高;在东海和南海海域,则是NAO.99b模型最优;在深海海域,三种模型精度差异不大;在浅海海域,采用同化方法的潮汐模型比采用经验方法的潮汐模型更有优势。     

利用长期验潮信息订正中期验潮站的调和常数

发现了由一个月逐时潮位观测资料调和分析求得的调和常数与年资料观测序列分析结果存在的明显偏差,而且这种偏差在同步观测的邻近验潮站之间具有一定的相关性。设计并实现了由长期验潮站观测资料或分析结果订正月观测资料调和常数的三种算法,实例验证了订正效果。     

利用验潮和GPS观测技术监测海平面绝对变化

GPS技术可以确定验潮站水准点的地壳垂直形变,结合验潮数据获得的海平面相对变化,可以确定海平面的绝对变化。采用我国3个沿海验潮站两期GPS观测数据,计算了这些点位的地壳垂直运动速率。提出要监测验潮站的地壳垂直运动,最好采用多年连续GPS观测数据。     

GNSS浮标高程测量精度的影响因素研究

针对高度计定标检验的需求,研制了GNSS浮标,并在天津市于桥水库和威海市石岛镇分别进行了浮标性能测试。通过对影响浮标数据处理精度的因素进行研究,为GNSS浮标数据处理方法建立了完整的技术流程,使其满足高度计定标检验的需求。结果表明:GNSS浮标可以满足高度计定标检验的需求;但需特定的数据处理方法。(1)在基准站数据处理中,卫星截止高度角选择为5°~15°,数据采集时间不少于24 h;(2)浮标数据处理模式选择为自动模式,并对其进行移动平均滤波或中值滤波处理后,流动站解算结果最优;(3)GNSS浮标的水面高程测量精度优于1 cm;(4)受到GNSS本身的限制,当浮标距离GNSS基准站越远,浮标数据的解算精度越低。     

DOT2008A海面地形模型在我国邻近海域的精度评估

文中首先介绍了DOT2008A模型建立的原理和方法,利用我国48个长期验潮站19 a连续观测数据验证DOT2008A模型的精度,其均方差为0.118 m,残差的标准偏差为0.086 m;联合多源测高卫星建立的海面地形模型数据验证DOT2008A的精度,均方差为0.106 m,残差的标准偏差为0.099 5 m,且其残差分布图基本符合正态分布。从实验结果来看,DOT2008A模型在我国周边海域精度较高,其建立方法较为合理,转化应用价值较高;同时与多源测高卫星建立的海面地形比较结果来看,验证了自主建立的海面地形模型的正确性,对建立我国高精度海面地形模型具有重要的借鉴意义。     

基于FVCOM的廉州湾及周边海域三维潮汐潮流数值模拟(英文)

基于采用不规则三角网格和有限体积方法的FVCOM模式,建立廉州湾三维潮流数值模型来重现廉州湾及周边海域的潮位和潮流变化状况。根据模拟结果计算得到了较以往更为精细的廉州湾及周边海域K1、O1和M2分潮的同潮图,并计算了由此三个分潮引起的潮汐不对称的变化情况。K1和O1分潮在廉州湾外主要以驻波的形式存在,进入廉州湾后转化为前进波;M2分潮在廉州湾外主要以前进波的形式存在,进入廉州湾后前进波特征更为明显。K1和O1分潮流在廉州湾外以旋转流为主,在廉州湾内以往复流为主;M2分潮流在整个研究海域以往复流为主。由潮余流场的分布特点可以看出自南向北由外海进入廉州湾的潮余流,在冠头岭处分为两支,一支逆时针转向西,另一支被冠头岭阻挡在其南侧形成顺时针封闭环流。在廉州湾内部同时存在两个环流系统,湾顶的气旋式环流和口门处的反气旋式环流。     

南海及其周缘地区全新世海平面遗迹的构造含义

通过对海南岛海岸带野外考察,在文昌市铜鼓岭石头公园观察到高程为30m的海平面遗迹,在东方市黄流镇观察到高程为25~35m的海平面遗迹,在三亚市鹿回头观察到高程为2.5m的海平面遗迹。综合研究前人在该区关于海平面变化的研究成果,得出如下几点初步认识:(1)南海及其周缘地区中全新世以来海平面呈下降趋势,海平面最高位置出现在7000a左右、高于现代海平面3m左右的位置;(2)南海中全新世以来海平面遗迹所揭示的古海平面高程的差异性是古海平面本身持续下降和该区地壳差异性垂直运动共同作用的结果;(3)南海及其周缘地区中全新世期间中央海盆及其西缘的珠江口、红河、湄公河和昭披耶河4个河流三角洲地区为构造沉降区,而南海周缘的台湾岛、雷州半岛、印支半岛、南马来半岛、爪哇岛和苏拉威西岛6个地区为构造抬升区,抬升幅度最大的地方在台湾岛。     

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″。     

南海及其周缘地区全新世海平面遗迹的构造含义南海及其周缘地区全新世海平面遗迹的构造含义

通过对海南岛海岸带野外考察,在文昌市铜鼓岭石头公园观察到高程为30 m的海平面遗迹,在东方市黄流镇观察到高程为25～35 m的海平面遗迹,在三亚市鹿回头观察到高程为25 m的海平面遗迹。综合研究前人在该区关于海平面变化的研究成果,得出如下几点初步认识：（1）南海及其周缘地区中全新世以来海平面呈下降趋势,海平面最高位置出现在7 000 a左右、高于现代海平面3 m左右的位置;（2）南海中全新世以来海平面遗迹所揭示的古海平面高程的差异性是古海平面本身持续下降和该区地壳差异性垂直运动共同作用的结果;（3）南海及其周缘地区中全新世期间中央海盆及其西缘的珠江口、红河、湄公河和昭披耶河4个河流三角洲地区为构造沉降区,而南海周缘的台湾岛、雷州半岛、印支半岛、南马来半岛、爪哇岛和苏拉威西岛6个地区为构造抬升区,抬升幅度最大的地方在台湾岛。     

中国近岸海域高度计JASON-1测量数据的波形重构算法研究

卫星雷达高度计的测量数据目前已被广泛应用于各个领域,但高度计在近海的测量数据却一直不可用,一方面是因为高度计在近岸海域的回波波形测量受陆地回波的影响,另一方面是因为一些校正量对近海不准确,如大气湿对流层校正、海洋潮汐校正以及大气高频因数校正等。通过对高度计在近海测量的回波波形进行重构处理,可以缩短近海数据不可用的距离,提高数据的数量和质量。以我国海域及邻近海域(14°~45°N,105°~130°E)为研究区域,采用四种波形重构算法(海洋算法、重力中心偏离算法、冰层算法二和阈值算法)对JASON-1高度计1 a共31个周期的测量波形重新进行了计算,比较了轨道交叉点处升轨和降轨的海面高度异常值以及海面高度值与验潮站的实测水位,结果表明重力中心偏离法比其他三种算法更适合我国近海的测高波形重构:计算结果精度最高,有效数目最多。     

基于FVCOM的廉州湾及周边海域三维潮汐潮流数值模拟

基于采用不规则三角网格和有限体积方法的FVCOM模式,建立廉州湾三维潮流数值模型来重现廉州湾及周边海域的潮位和潮流变化状况。根据模拟结果计算得到了较以往更为精细的廉州湾及周边海域K₁、O₁和M₂分潮的同潮图,并计算了由此3个分潮引起的潮汐不对称的变化情况。K₁和O₁分潮在廉州湾外主要以驻波的形式存在,进入廉州湾后转化为前进波;M₂分潮在廉州湾外主要以前进波的形式存在,进入廉州湾后前进波特征更为明显。K₁和O₁分潮流在廉州湾外以旋转流为主,在廉州湾内以往复流为主;M₂分潮流在整个研究海域以往复流为主。由潮余流场的分布特点可以看出自南向北由外海进入廉州湾的潮余流,在冠头岭处分为两支,一支逆时针转向西,另一支被冠头岭阻挡在其南侧形成顺时针封闭环流。在廉州湾内部同时存在2个环流系统,湾顶的气旋式环流和口门处的反气旋式环流。