“珞珈一号”夜光遥感卫星通过论证CSCD

武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室副教授李熙日前透露,武汉大学团队与相关机构共同研发的全球首颗专业夜光遥感卫星“珞珈一号”已通过论证,预计2017年底将发射升空。该卫星搭载了高灵敏度夜光相机,其精度将达到地面分辨率100米,夜间能看见长江上所有亮灯的大桥,届时将获取精度远高于当前美国卫星的夜景图片。     

基于光谱特征的HY-1C/D卫星赤潮探测方法以红夜光藻为例

红夜光藻是我国主要的赤潮优势种,在渤海、黄海、东海和南海均有发生。近年来,红夜光藻赤潮发生频率明显上升,监测需求迫切。但红夜光藻赤潮发生具有分布范围广、变化速度快、多呈条带状分布的特点,其探测对卫星影像空间分辨率、覆盖范围和重访周期要求高。虽然水色卫星在赤潮监测中发挥了重要作用,但其空间分辨率低,无法准确探测条带状分布的红夜光藻赤潮。海洋一号C、D（HY-1C/D）卫星搭载的海岸带成像仪（Coastal Zone Imager,CZI）以其高空间分辨率、大幅宽和短重访周期的优势,被越来越多地用于赤潮监测。现有的红夜光藻赤潮HY-1C/D CZI探测模型大多基于深度学习方法,需要大量赤潮样本,但赤潮样本获取困难,影响模型的精度。因此,本文以2022年3月发生在广东省汕尾市红海湾的红夜光藻赤潮为例,分析了红夜光藻赤潮光谱特征,基于红夜光藻赤潮在红光和近红外波段的高反射特性和浑浊水体在绿光波段的高反射特性,构建了一个面向HY-1C/D CZI的红夜光藻赤潮探测方法。实验结果表明,该方法可以有效地探测赤潮,并避免浑浊水体的干扰,精确率和F1-Score达到89.72%和0.90。而且,该方法具有较好的适用性,可适用于不同海洋环境、不同宽波段卫星传感器的红夜光藻赤潮探测。     

“天绘一号”卫星在轨几何定标方法

构建了"天绘一号"卫星三线阵影像的严格几何模型,并在此基础上提出了适用于"天绘一号"卫星三线阵相机的在轨几何定标模型,该模型将定标参数分为内外定标参数,并采用分部迭代策略解算。通过对登封地区两景影像的实验表明:本文的定标方法能较好地解决定标参数间的相关性问题;定标后平面精度达到了6.93m,高程精度达到了3.96m;将内外定标参数用于外推定位时,三视立体像对对地目标定位的平面和高程精度分别优于8m和9m。     

SMAP卫星海表盐度产品精度评定与全球海表盐度特征分析

海表盐度是研究海洋变化及其气候效应重要的物理量。本文将2018年SMAP卫星的月均、日均海表盐度产品分别与Argo月均网格化产品、实时散点盐度数据进行比较,评定其精度,并分析全球海表盐度分布特征。结果表明：SMAP卫星月均产品RMSE为0.17,BIAS为0.11,STD为0.17,R为0.98,t检验呈显著相关;SMAP卫星日均产品RMSE为0.28,BIAS为0.23,STD为0.26,R为0.81,相较月均产品,精度较低。SMAP卫星月均产品偏差在中纬度海域较小,在高纬度海域较大;SMAP卫星日均产品偏差在太平洋海域为-0.6~0.6,在地中海海域超过1.0。全球海表盐度在25.0~40.0之间,沿纬度方向呈带状分布,其中大西洋海表盐度普遍高于太平洋和印度洋。     

海表面盐度的统计预测模型

海表面盐度SSS(Sea Surface Salinity)是研究大洋环流和海洋对全球气候影响的重要参量。海表面盐度卫星遥感探测可以满足大范围、连续观测的研究需要,是获取该参量的有效手段。2009年欧洲空间局发射了SMOS(Soil Moisture and Ocean Salinity)卫星,并且根据卫星观测的数据反演出海表面盐度的相关产品,但是产品的精度还有待于进一步的提高。本文利用多元线性回归的统计分析方法,针对SMOS卫星相关数据(观测亮温数据和辅助数据)建立一种全新的不依赖于物理机制的海表面盐度统计模型。本文针对太平洋中部提出的统计模型计算的盐度点对点的精度为0.165 5psu,1°×1°月平均精度为0.106 3psu,而SMOS卫星Level 2盐度产品的精度分别为0.585 5和0.181 9psu。同时将模型应用到验证数据集,得到了点对点精度为0.224 2psu,进一步说明模型具有很好的适应性和泛化能力。     

印度将于2015年拥有自己的卫星导航系统

<正>据印度dnaindia网站2014年3月31日报道,印度期望在2015年第一季度前能拥有自己的卫星导航系统,该导航系统将有4颗卫星在轨运行。印度空间研究组织(ISRO)于4月4日发射其第二颗导航卫星"印度区域导航卫星系统"-1B(IRNSS-1B)。该卫星重1 432kg,由印度"极轨卫星运载火箭"(PSLV)发射升空。IRNSS-1B卫星设计使用寿命10年。首颗导航卫星IRNSS-1A已于2013年发射升空。     

利用恒星日滤波削减油田井架BDS多路径效应

针对油田井架全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)动态变形监测中存在的多路径效应,限制了变形监测的精度,提出一种BDS(Beidou navigation satellite system),双频单历元恒星日滤波方法削减多路径效应。该方法针对北斗导航卫星系统BDS不同类型卫星,通过单差残差序列提取多路径误差,并基于观测值域对各颗卫星单差残差序列进行改正,再利用LAMBDA方法固定模糊度,解算坐标。通过油田井架模拟及实际监测数据,对多路径误差改正前后的单差残差以及基线解进行分析。结果表明：该方法可以有效削弱油田井架环境的多路径效应,提高定位精度。在模拟试验中,东北天方向精度较改正前提升46.4%、35.5%、42.7%;实际工程监测试验中,东北天方向精度较改正前提升14.7%、11.4%、19.2%。     

改进单组CEI基线对卫星定轨精度的影响研究

短基线相位干涉测量是一种被动测角卫星定轨跟踪方法,测量精度高。利用该方法采用单组正交双基线对静地卫星的定轨精度进行了仿真计算,并分别采用物理延长东西基线和东西基线阵列两种方法来考察对卫星定轨精度的改进情况。仿真结果表明,物理延长东西基线可以显著提高定轨精度;若星下点与跟踪网相距较远,则东西向基线阵列可显著提高定轨精度,且该方法对我国北斗卫星群的整体定轨效果很好,能进行几十米级的定轨。     

利用卫星测高、GRACE和GOCE资料估计全球海洋表面地转流

重力恢复和气候试验GRACE(gravity recovery and climate experiment)卫星极大地提高了地球重力场的精度和分辨率,特别是中长波分量,联合卫星测高数据可获得全球海洋表面大尺度洋流循环。另外,新一代地球重力和海洋环流探测卫星GOCE(gravity field and steady-state ocean circulation explorer)于2009年3月成功发射,采用卫星重力梯度测量原理,对重力场的高频部分非常敏感,使其高分辨率监测全球海洋循环成为可能。本文利用1~7年GRACE观测数据确定的重力场模型和18个月GOCE观测数据确定的地球重力场模型GO_CONS_GCF_2_TIM_R3,联合卫星测高确定的平均海面高模型MSS_CNES_CLS_11,分别估计全球海洋表面地转流,并且与实测浮标数据结果进行比较。分析表明GOCE重力卫星确定的重力场模型具有更高的空间分辨率,能够确定高精度和高空间分辨率的全球海洋地转流,如墨西哥湾暖流的细节和特征,并且与实测浮标结果基本一致。而基于1~4年GRACE观测资料的模型不能很好估计全球地转流特征,基于7年GRACE观测资料的重力场模型ITG-Grace2010s确定的全球地转流的精度仍低于18个月GOCE观测数据确定的地球重力场模型GO_CONS_GCF_2_TIM_R3的结果,估计的全球地转流仍含有较大的噪声,不能很好地反应中小尺度地转流细节特征。并计算ITG_Grace2010s和GOCE_TIM3的稳态海面地形和全球平均地转流的内符合精度,结果显示,在全球范围内,GOCE_TIM3的稳态海面地形和全球平均地转流的精度都比ITG_Grace2010s结果的精度有着很大的改善,其中ITG_Grace2010s的稳态海面地形的精度为21.6cm,而GOCE_TIM3的结果则为7.45cm,ITG_Grace2010s的全球平均地转流的精度为40.7cm/s,而GOCE_TIM3的结果则为19.6cm/s。     

北斗三号,“很中国”

正2018年11月19日,长征三号乙运载火箭以"一箭双星"发射方式顺利将我国第18、19颗北斗三号导航卫星送入太空。至此,北斗三号卫星导航系统基本系统星座部署圆满完成,中国"北斗"迈出从区域走向全球的"关键一步"。北斗三号卫星导航系统具有高精度、高可靠、高保险、多功能等诸多特点。与其他卫星导航系统相     

实时GPS精密卫星钟差估计及实时精密单点定位

研究了GPS实时精密卫星钟差的估计方法,并将实时钟差应用于实时精密单点定位。采用自编软件,依据全球均匀分布的IGS参考站实测数据,基于非差消电离层组合载波和伪距观测量实现了GPS实时精密卫星钟差估计。试验结果表明,自主估计的实时卫星钟差与IGS发布的最终精密钟差具有较好一致性,互差优于0.2ns;用于实时精密单点定位,能够获得静态定位1~2cm、仿动态定位厘米级精度。     

红外和微波辐射计反演海表面温度的比较

介绍了红外辐射计和微波辐射计测量海表面温度的原理,分析了它们各自在反演海表面温度时的差异。在全球范围的海表面温度的遥感监测中,红外辐射计和微波辐射计的遥感精度受到多种因素影响。传感器本身的噪音、算法反演精度、传感器分辨率、搭载卫星的全球覆盖率等自身因素使辐射计的探测资料产生差别;大气状况、海面风速、测量海洋不同深度海水的表征温度等外界因子也同时影响着红外辐射计和微波辐射计的遥感精度。了解红外波段和微波波段的辐射计在各方面的优劣,有助于发挥各自特长,有效提高卫星监测海表面温度的精度。     

我国第一颗海洋卫星HY-1A的应用潜力研究

继美国1997年发射专用的海洋水色卫星"海星"号(SeaStar)后,2002年5月15日我国成功地发射了专门海洋水色卫星HY-1A.首先概要地介绍了HY-1A卫星的性能和特点;其次运用辐射模拟仿真得到的综合信噪比这一概念从理论上评价了HY-1A卫星资料的利用率,同时利用接收到的HY-1A卫星资料,通过与美国海洋水色卫星资料的比较,评价了测量精度;最后从海洋水色、水温等海洋要素的反演结果讨论了HY-1A卫星资料的应用潜力.研究结果表明,我国的第一颗海洋卫星将在海洋环境监测、海洋资源的管理、保护和开发以及国家权益等方面将有很大的应用潜力,并提出了改进建议.     

环境DNA分析大亚湾夜光藻藻华对真核浮游生物群落的影响

夜光藻是全球广泛分布的藻华种之一,其摄食作用对浮游生物的群落结构有着重要影响。利用环境DNA技术和Spearman相关性分析,文章研究了2021年1月中旬大亚湾夜光藻高丰度站位浮游生物的群落结构与生物相关性。结果显示,夜光藻高丰度站位的海水温盐条件为温度14.4～18.3℃、盐度32.52‰～33.14‰。夜光藻丰度较高的站位中,卡顿藻科、海链藻科等浮游植物类群的相对丰度均值为2.41%和2.23%,明显高于其他站位的0.75%和0.62%;同时拟哲水蚤科与长腹剑水蚤科等类群的相对丰度均值为8.22%和4.46%,明显低于其他站位的64.13%和11.12%。结合Spearman相关性分析表明,夜光藻丰度增加可能导致其对拟哲水蚤科等类群摄食压力增加,拟哲水蚤科类群丰度减少降低了卡顿藻科、海链藻科、原甲藻科、隐芽藻科等浮游植物类群的摄食压力,使其生物丰度增加;同时夜光藻摄食压力增加使得裸甲藻科、圆筛藻科等浮游植物丰度下降。因此,夜光藻丰度增加影响了水域中真核浮游生物群落结构。综上结果表明,环境DNA技术有助于认识夜光藻在浮游生物群落中的生态地位,可用于浮游生物各类群之间的关系分析。     

胶州湾夜光藻种群动态及其大量繁殖的生态机制

为研究胶州湾夜光藻大量繁殖的生态机制,于2015年逐月对胶州湾12个站位进行了多学科综合调查,获取了温度、盐度、营养盐等环境因子的周年数据,分析了夜光藻种群丰度和结构的时空分布特征,探讨了环境因子对夜光藻种群动态的影响,以及夜光藻种群增长与其繁殖方式的相关关系。结果发现:全年各站位夜光藻丰度范围为0—31.17×10~3ind./m~3,月平均丰度呈现双峰分布;二分裂个体比例介于0—31.25‰,有性繁殖个体比例介于0—29.41‰,两种繁殖方式均呈现出季节差异及空间差异。相关性分析表明,影响夜光藻种群动态的主要因子包括水温、叶绿素a、硝氮及亚硝氮。夜光藻是冷水种,水温与夜光藻种群丰度、两种繁殖个体比例均呈显著负相关;叶绿素a反映夜光藻食物的丰富程度,与夜光藻丰度、两种繁殖个体比例呈显著正相关;亚硝氮和硝氮可能对夜光藻代谢繁殖起调控作用,与夜光藻丰度及有性繁殖个体比例呈负相关。     

夜光藻配子细胞实时荧光定量PCR检测方法的建立与应用

夜光藻是我国广泛分布的赤潮原因种之一,其有性繁殖在种群增长中的作用尚不明确,定量分析配子细胞是研究夜光藻有性繁殖过程的重要手段。利用实时荧光定量PCR技术,以夜光藻rRNA基因的18S-ITS1为靶区域,建立了定量检测夜光藻配子细胞的方法。以配子细胞基因组DNA和含目的片段的重组质粒分别建立标准工作曲线,二者均呈现良好的线性响应,检出限分别为每反应0.17个细胞和10²个拷贝,满足定量检测应用需求。应用该方法对2015年逐月采集的胶州湾环境样品进行检测,并首次对夜光藻配子细胞的季节变化、水平分布与垂直分布进行了研究。结果表明,调查海域夜光藻配子丰度呈冬末春初、夏季双峰分布,范围为18.12~9.70×10⁵ cells/L;在水深小于10m的湾内近岸站位,配子丰度较低,垂直分布均匀;在湾中心、湾口和湾外的深水站位,配子丰度较高,仅在2~3月、7月和11月出现垂向差异。夜光藻配子细胞对种群增长和存续有潜在的积极意义,其丰度在营养细胞丰度高值期相对较高,在营养细胞丰度极低时仍可普遍检出。丰富了对近岸海域夜光藻配子细胞时空分布的认识,为深入研究夜光藻的种群增长模式、进一步探究其赤潮暴发的内在机理奠定了基础。     

GPS卫星全球定位系统的应用问题

NAVSTAR GPS 卫星全球定位系统的问世,将导致陆海空导航和测地学的技术革命。本文首先介绍了用 GPS 卫星射电信号定位的新近试验成果;提出了对国内外议论纷纷的下列问题的浅见:(1)不用 P 码能否作双频观测?(2)怎样降低C/A 码的精度?(3)限制精度的主要因素是什幺?在上述基础上,建议我国缓建卫星导航系统,集中优势力量,组成全国性的卫星射电应用开发中心,研究卫星射电定位技术及其相应的卫星定位仪。     

削弱大型水闸BDS监测多路径效应的MHM方法

大型水闸变形监测复杂环境中存在的多路径效应限制了全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)精密定位的精度。对此,提出一种顾及北斗导航卫星系统(Beidou navigation satellite system, BDS)不同星座类型多路径效应的半天球图(multipath hemispherical map, MHM)方法。该方法建立以监测站为球心的半天球进行格网点划分,通过格网点内参数化实现多路径误差建模,适用于BDS多星座以及大型水闸复杂的监测环境。采用曹娥江大型水闸监测案例,对多路径改正前后的单差残差及变形监测坐标序列进行分析,XYZ方向精度较多路径误差改正前提升63.06%、54.17%、57.84%,表明采用该方法可以有效削弱多路径效应,提高变形监测精度。     

浙江海区赤潮生物监测与赤潮实时预测

根据赤潮生物细胞密度法及其增长速率和其它理化的环境要素 ,并结合卫星遥感实时监测 ,对浙北海域的夜光藻等引发的赤潮进行了试验性预警和实时预测 ,为预防和减少赤潮灾害进行了有益的探索。     

红外和微波辐射计反演海表面温度的比较

介绍了红外辐射计和微波辐射计测量海表面温度的原理,分析了它们各自在反演海表面温度时的差异。在全球范围的海表面温度的遥感蛉测中,红外辐射计和微波辐射计的遥感精度受到多种因素影响。传感器本身的噪音、算法反演精度、传感器分辨率、搭载卫星的全球覆盖率等自身因素使辐射计的探测资料产生差别：大气状况、海面风速、测量海洋不同深度海水的表征温度等外界因子也同时影响着红外辐射计和微波辐射计的遥感精度。了解红外波段和微波波段的辐射计在各方面的优劣,有助于发挥各自特长,有效提高卫星监测海表面温度的精度。