平均海面传递方法的比较与选择

给出了常用平均海面传递方法的假设条件。以中国沿岸典型验潮站为例,统计不同同步时长下各传递方法的精度。统计分析表明,同步时长在7d内时应慎用回归分析法;最小二乘拟合法的假设条件缺乏相关的理论支持,只适用于潮差变化较小的区域;同步改正法在同步7d时基本能保证极值误差在10cm内,而同步15d与同步30d的精度相当,能达到厘米级。基于分析结果给出了传递方法的选择建议,为提高中短期验潮站的平均海面确定精度提供了依据。     

平均海面传递方法的比较与选择

给出了常用平均海面传递方法的假设条件.以中国沿岸典型验潮站为例,统计不同同步时长下各传递方法的精度.统计分析表明,同步时长在7d内时应慎用回归分析法;最小二乘拟合法的假设条件缺乏相关的理论支持,只适用于潮差变化较小的区域;同步改正法在同步7d时基本能保证极值误差在10cm内,而同步15d与同步30d的精度相当,能达到厘米级.基于分析结果给出了传递方法的选择建议,为提高中短期验潮站的平均海面确定精度提供了依据.     

时移效应在海道测量长期平均海面传递中的应用研究

为剖析时移效应对长期平均海面传递的影响,首先从理论上研究了时移效应的数学模型,接着基于中国海区验潮站的实测数据进行了时移效应数值计算及长期平均海面传递试验验证。结论揭示了时移效应的变化规律及其在不同的观测时段长度下对长期平均海面传递精度的影响。     

同步改正法平均海面传递应用于海南岛礁测绘的探讨

同步改正法因其特点和优势被广泛应用于平均海面传递,文中从平均海面的理论定义和实际计算两方面出发,对同步改正平均海面传递法原理进行了论述。利用海南岛周边的长期验潮站数据,按单站传递和多站组网传递分别分析了同步改正平均海面传递的规律。结果表明,单站传递同步观测10 d能满足岛礁测绘对垂直基准面精度的要求,采用多站组网传递能较明显地减少同步时长较短时的极限误差。当采用多站组网平均海面传递同步观测5 d,其极限误差可达10 cm以内,建议在同步观测时间有限时采用该方法。结合海南岛验潮站和岛礁分布情况,同步改正平均海面传递法应用于海南岛礁测绘是可行的。     

海道测量水位改正通用软件研制

综合近几年海道测量水位改正的最新理论研究成果,以"海洋测量信息处理工程"软件系统为基础平台,根据直观性、通用性、可靠性等基本原则,开发了适用于单波束、多波束多种测深数据接口的海道测量水位改正通用软件,并从内、外符合精度方面对软件的水位改正效果进行了检验评估。     

平均海面同步改正传递法的误差分析

给出了平均海面同步改正法中异步效应及余水位引起的误差的表达式。对中国沿海3组典型验潮站进行了数值计算,统计分析了异步效应与余水位引起的误差的量值与规律。     

传统水位改正法的实施条件与评价指标

在总结各传统水位改正法基本原理及假设条件的基础上,分析了现行的GB 12327-1998《海道测量规范》中关于验潮站布设的条目:潮汐类型相似及最大潮高差与最大潮时差的量化指标要求不能保证站间的水位关系满足传统水位改正方法的假设条件。基于假设条件,提出了评价指标与方法:(1)对于站间水位相似性,提出由同步水位曲线定性判断和最小二乘拟合法推算的中误差为量化指标的定量分析相结合的评价方法;(2)对于站间水位均匀变化,提出由站间是否存在阻挡以及潮波图定性判断、中间站点处水位内插误差为量化指标的定量分析相结合的评价方法。     

海道测量长期平均海面传递的异步效应计算与分析

利用异步效应的数学表达式,分析了异步效应与长期平均海面传递误差的关系.利用中国海区典型验潮站实测数据进行了异步效应及长期平均海面传递的数值计算,证实异步效应是影响长期平均海面传递精度的主要因素.     

《海道测量规范》中水位控制部分修订的要点

以质量控制为主线开展了《海道测量规范》水位控制部分的修订工作,简要阐述了拟修订要点:(1)对水位改正方法,遵循开放性与要求的针对性原则;(2)基准面采用传递确定技术,平均海面与深度基准面分别以10cm与15cm作为95%置信度的精度指标;(3)技术文档实现全过程控制,充分体现质量控制的要求。最后,对规范部分条目设置问题与需开展的相关工作提出了建议。     

关于高斯投影长度变形的探讨

由高斯投影长度比的公式,推导了在海道测量外业测图中引入高斯投影变形改正计算公式。分析了高斯投影长度变形随纬度和经度变化的规律,以及高斯投影变形与分带的关系。讨论了在测量作业中加入变形改正的必要性和较少高斯投影分带的可能性。     

平均海平面模型的确立方法研究

针对平均海平面的定义,分别介绍了利用验潮站资料和卫星高度计资料确立平均海平面的方法原理,并对2种方法的特性及存在的问题进行了比较阐述,确定了以沿岸长期验潮站为控制条件,对卫星测高数据确定的高分辨率高精度的平均海平面网格模型进行改正,最终构建平均海平面与国家大地坐标系关系的研究方法.     

Effect of Sea Level Variability on the Estimation of Mean Sea Surface Gradients

It is demonstrated that an along-track mean sea surface (MSS) model estimated with TOPEX altimeter data, including the large 1997-1998 El Niño event, is slightly less accurate than a MSS model calculated from less data where El Niño signals are small. The manner in which true sea level variability corrupts the estimation of MSS gradients is discussed. A model is proposed to reduce the error, based on scaling climate indices such as the Southern Oscillation Index, while accounting for phase shifts using a Hilbert transform. After modeling and removing the seasonal and interannual sea level variations, parameters to a plane MSS model are estimated using TOPEX altimeter data from January 1993 to June 2000. Results indicate an overall improvement over the earlier model based on four years of data, and no apparent degradation due to aliasing of sea level variability.     

渤海平均海平面及多年一遇极值水位的计算

利用区域大气模拟系统(RAMS)大气模式给出的30 a风场资料作为上边界风应力强迫,用普林斯顿大洋模式(POM)对渤海的潮流和潮位进行了30 a数值计算.给出了M2,S2,O1,K1四个分潮的同潮时线和等振幅线,与环渤海19个验潮站观测的调和常数对比发现,M2分潮振幅的平均误差为4.5 cm,迟角的平均误差为4.2°.分析了渤海海域环流、风海流和潮流的基本特征,并与前人的结果进行比较,两者基本一致.计算了渤海1 000多个网格点的平均海平面高度,比较结果表明,其准确度较高.最后给出了渤海各点的最高和最低天文潮位以及百年一遇极值水位,比较结果表明,虽没有进行单独的风暴潮计算,但计算结果较好地反映了渤海各种水位的特征.     

Trends in Extreme Mean Sea Level Quantiles from Satellite Altimetry

Satellite altimetry allows the study of sea-level long-term variability on a global and spatially uniform basis. Here quantile regression is applied to derive robust median regression trends of mean sea level as well as trends in extreme quantiles from radar altimetry time series. In contrast with ordinary least squares regression, which only provides an estimate on the rate of change of the mean of data distribution, quantile regression allows the estimation of trends at different quantiles of the data distribution, yielding a more complete picture of long-term variability. Trends derived from basin-wide averaged regional mean sea level time series are robust and similar for all quantiles, indicating that all parts of the data distribution are changing at the same rate. In contrast, trends are not robust and diverge across quantiles in the case of local time series. Trends are under- (over-)estimated in the western (eastern) equatorial Pacific. Furthermore, trends in the lowermost quantile (0.05) are larger than the median trend in the western Pacific, while trends in the uppermost quantile (0.95) are lower than the median trend in the eastern Pacific. These differences in trends in extreme mean sea level quantiles are explained by the exceptional effect of the strong 1997–1998 El Niño–Southern Oscillation (ENSO) event.     

海面高因素对北斗系统海上无源定位精度的影响

研究了海面高因素对北斗系统定位精度的影响,并利用“三星＋高程约束法”、“星际差分＋初始高程约束法”和“余弦定理解析求解法”三种解算方法进行仿真计算,计算结果表明,考虑海面高因素能有效地提高北斗系统定位精度且提高幅度与解算方法有关。     

海面高对北斗定位精度影响的研究

研究了海面高要素对北斗一号卫星导航定位系统定位精度的影响规律,并进行了仿真计算,利用研制的海上用户接收机进行了陆地试验和海上试验,证明了考虑海面高因素的海上用户接收机能有效地提高北斗定位精度。     

基于局部均值分解和交叉小波的全球平均海平面变化与ONI 指数多尺度特征研究

为研究全球平均海平面与ENSO（El Niño-Southern Oscillation） 的相关性问题, 本文提出了一种结合局部均值分解和交叉小波原理的分析方法, 揭示全球平均海平面和ENSO 的影响机理和因果关联。利用全球平均海平面的时间序列进行局部均值分解得到PF 分量和余量, 表示海平面变化的高频分量、低频分量和趋势分量。剔除高频分量的影响, 利用最小二乘线性拟合趋势分量, 得到1991—2000 年的全球平均海平面上升速率为3.6 mm/a。接着对PF 的低频分量进行距平变换再与ONI 指数（Oceanic Niño Index, ONI） 分别进行Morlet 连续小波变换得到小波功率谱, 再将变换的连续小波分别进行交叉小波变换得到交叉小波功率谱和凝聚谱, 通过交 叉小波功率谱和交叉小波凝聚谱揭示信号在时频空间的能量共振和协方差分布规律, 其中交叉小波功率谱体现了共同的高能量区的相关性, 交叉小波凝聚谱体现了共同的低能量区的相关性。结果表明, 该方法能在多尺度上分析海平面的变化, 并能分析ONI 指数与全球平均海平面的关系, 可为全球平均海平面演变规律分析和预测等方面提供有力工具。     

平均海平面上升对东中国海台风风暴潮影响的数值模拟

本文采用ECOMSED模式模拟了影响东中国海的3次台风过程,经与实测资料对比验证了模型的可靠性。在此基础上设计了敏感性试验以考察海平面上升对风暴潮造成的影响。结果表明,海平面上升对风暴潮的影响在空间分布上不是一致的,且因具体台风过程而异。整体而言,海平面上升对风暴潮造成的影响有限。海平面上升0．5m,大部分站位风暴增水极值基本不变,即使海平面上升5m大部分站位的风暴增水极值相对改变量都小于10％。