GPS天线相位中心校正对低轨卫星精密定轨的影响研究

执行各种低轨卫星任务的官方在公布定轨结果的同时并没有公布星载接收机的天线相位中心校正(PCV)信息,而PCV误差是星载GNSS精密定轨必须考虑的主要误差源之一。以GRACE卫星任务为例研究PCV误差对低轨卫星精密定轨的影响,利用GPS观测数据直接估计与相位误差有关的天线相位偏差(PCO)和PCV参数,然后利用K波段测距系统和卫星激光测距仪数据进行定轨评定。     

GNSS天线相位中心模型的演变

介绍了GNSS天线相位中心改正的基本概念和定义,分析了相位中心偏差（PCO）和变化（PCV）的改正公式,以及天线相位中心改正从相对相位中心模型到绝对相位中心模型的演变,最后结合软件对相位中心改正的实现方法进行了介绍。     

地形抹平与半经验模型的Landsat TM/ETM+地形校正方法

地形校正可以减小地形起伏对地物光谱的影响,提高计算机分类在山区的精度。设计了针对全球土地覆盖分类的Landsat TM/ETM+数据地形校正方法 SCOS(Smoothed COS余弦),首先对地形的坡度角进行抹平处理,很大程度上削弱了地表非朗伯性对地形校正的影响,然后利用简单有效的余弦校正去除地形效应。该方法与其他常用地形校正算法的对比分析是通过对全球不同区域、不同地表覆盖的有代表性的6景Landsat TM/ETM+数据的试验,采用统计分析与目视判读的方式,从过度校正和类内均一性两个方面进行的。结果表明,该方法在目视效果和统计结果上优于常规方法,并且更加简单有效,无需复杂的大气参数及传感器参数,满足全球地表覆盖分类对地形校正的需求。     

遥感影像相对辐射校正方法及适用性研究

遥感影像相对辐射校正是一项基础的数据预处理工作,用于去除影像整体的辐射不均匀性、条带噪声、坏线等辐射问题,经过30多年的发展,已形成几十种不同的相对辐射校正方法和算法。面对种类众多的相对辐射校正方法,它们之间的区别和关联是什么,每种方法的特点是什么,如何选择合适的校正方法,是3个亟需解决的问题。围绕这3个问题,第一,本文以相对辐射校正系数获取的不同方式为原则,将现有的相对辐射校正方法分为3大类:定标法、统计法和综合法,使该分类体系能够反映各类校正方法的区别和关联。第二,在新的分类体系下,给出了定标法、统计法、综合法的数学模型表达,详细介绍了3类方法包含的每种具体的校正方法和算法,比较分析了每种方法的基本思想、原理和优缺点。第三,从影像辐射不均匀特征、影像几何特征、传感器定标、影像综合特征4个方面,对各种校正方法的适用性进行综合分析,给出了科学合理地选择相对辐射校正方法的建议,同时结合具体应用实例进行了实验验证。最后,分析了相对辐射校正研究的发展趋势和存在的问题,有效信息和噪声的计算机判定准则、相对辐射校正效果的评价体系、相对辐射校正对于后续的绝对辐射校正结果的影响是下一步需要深入研究的问题。     

嫦娥一号IIM数据应用处理流程分析

对嫦娥一号干涉成像光谱仪（IIM）数据的特点进行了分析,并就存在的一些问题提出了解决方案,制定了IIM数据应用处理流程,为该数据的正确使用提供方法参考。研究结果表明,在空间域传感器左侧响应偏低,右侧响应偏高;在波谱域长波段响应存在较大偏差。经过绝对定标和辐射畸变校正后的反射率与地基望远镜光谱匹配良好,可以用于应用研究。利用校正后的数据对Aristarchus地区岩石类型开展初步研究的结果表明,该地区在纵向和横向上都存在岩性的多样性。校正后的图像不仅提高了分类精度,还被识别出撞击坑可能存在的滑坡。嫦娥一号IIM能够在全球、区域和局部尺度上以较高的空间分辨率和光谱分辨率获取月表元素和矿物成分信息,有助于深化对月球形成和演化的认识。     

多元变化检测的相对辐射校正方法研究

基于多元变化检测的相对辐射校正方法通过阈值获取校正点,该方法的校正结果优于传统人工参与的校正方法。文章对方法中阈值选择以及自然景观特征等影响因素做了进一步研究,选择北京市平原区和山区的各2期TM影像作为数据源,运用均方根误差和变异系数2个统计特征参数比较和评价校正结果,结果表明:基于多元变化检测的相对辐射校正方法获得的结果有利于后续数据分析;不同阈值获得的校正结果没有明显差异;不同自然景观特征对该方法影响程度不同。     

基于自动匹配的高分辨率遥感影像校正方法

介绍了采用人工选点与计算机自动匹配选点相结合获取一定数量的地面控制点的方法,该方法满足了Thin plate spline校正模型校正的要求．解决了一些高分辨率遥感数据无法用传感器物理模型进行校正的问题。试验证明：在山区采用该方法比常规多项式校正更快捷而且校正效果更好,并具有很好的可操作性和实用性。     

高相干点地基InSAR的大气延迟纠正

针对目前地基合成孔径雷达干涉测量技术中大气影响造成的相位延迟校正方法存在的校正精度低、方法复杂、技术要求高等不足,提出了一种基于高相干点的地基InSAR大气延迟相位函数模型校正方案。该方案不需多幅SAR影像,不需人工布点,节省了大量人力物力。以高相干点的相干值作为权阵参与计算,该方法可得到更精确的校正结果。运用该方法将地基雷达对山西省吕梁市林家坪工程滑坡获取的数据进行大气延迟改正的实验。结果表明:所提方案不仅处理方法简单,改正效果明显,而且能满足绝大多数类似工程的精度要求,更为经济实用。     

星载多相机拼接成像传感器在轨辐射定标方法

星载传感器在轨辐射定标是定量遥感的核心和基础,其定标精度将直接决定定量遥感产品的质量。但是对于多相机拼接成像传感器而言,现有在轨辐射定标方法无法实现各相机绝对辐射定标与相机间相对辐射校正的一体化处理。因此,本文以高分一号(GF-1)卫星宽视场(WFV)传感器为例,提出了一种基于改进型辐射区域网平差的在轨辐射定标方法。该方法首先利用传统的交叉定标方法获取WFV传感器各相机的辐射控制点信息,然后在同轨相邻相机影像重叠区域中提取辐射连接点信息,最后在考虑相机间相对辐射校正与绝对辐射定标之间的耦合关系后,采用整体平差的方式同时获取各相机在轨绝对辐射定标系数及辐射约束条件方程参数。试验结果表明采用该方法获得的各波段在轨绝对辐射定标系数的相对误差均优于9.34%,同时利用该定标系数能够实现同轨相邻相机影像间相对辐射校正处理,其重叠区域各波段表观辐亮度差异绝对值的平均值均小于1.63 W·m~(-2)·sr~(-1)·μm~(-1)。     

基于局部坐标系的嫦娥二号月面影像自动拼接方法

针对嫦娥二号影像分辨率高、数据量大的特点,提出了一种新的投影坐标系-局部坐标系。该坐标系建立过程简单,便于数据管理,投影后的影像变形极小。通过转换可将单轨的DOM和DEM进行分解,并生成各局部坐标系对应的分块DOM和DEM。创建了分块数据后,基于重叠影像同名像点,以有理多项式作为校正模型,采用一种全局优化方法来校正重叠影像坐标偏差,使校正后各影像能够很好地配准。校正只在影像子网内进行,各子网间互不影响,有效地控制了误差的传递。实验表明,该拼接方法可以在微机上有效地对海量月表影像进行拼接处理,并达到很好的拼接效果,最终生成全景三维月图。     

FG5／240绝对重力仪成套设备的检定测量分析

详细介绍了FG5/240绝对重力仪的技术特点、测量原理和白家疃的试验观测,并就相配套的用于测量梯度的2台CG5相对重力仪(442、444)的检定项目和结果进行说明和分析,结果表明:2台CG5相对重力仪完全满足规范要求,FG5/240绝对重力仪的试验测量结果的标准偏差优于±2.0×10-8 ms-2,能够用于陆态网络工程任务中部分基准站的绝对重力测量。     

基于数字键全站仪的纯数字编码

根据文献[1]的相对编码与绝对编码组合的数据采集编码方案,结合带数字键全站仪具有数字键的特点,将相对编码与绝对编码组合的数据采集编码方案重新设计,编码中只包含数字,可在数字键全站仪上直接编码进行数据采集,省去编码数据采集的手簿,减少了数据采集的环节,提高了数据采集的效率。     

GNSS ambiguity resolution with controllable failure rate for long baseline network RTK

Many large-scale GNSS CORS networks have been deployed around the world to support various commercial and scientific applications. To make use of these networks for real-time kinematic positioning services, one of the major challenges is the ambiguity resolution (AR) over long inter-station baselines in the presence of considerable atmosphere biases. Usually, the widelane ambiguities are fixed first, followed by the procedure of determination of the narrowlane ambiguity integers based on the ionosphere-free model in which the widelane integers are introduced as known quantities. This paper seeks to improve the AR performance over long baseline through efficient procedures for improved float solutions and ambiguity fixing. The contribution is threefold: (1) instead of using the ionosphere-free measurements, the absolute and/or relative ionospheric constraints are introduced in the ionosphere-constrained model to enhance the model strength, thus resulting in the better float solutions; (2) the realistic widelane ambiguity precision is estimated by capturing the multipath effects due to the observation complexity, leading to improvement of reliability of widelane AR; (3) for the narrowlane AR, the partial AR for a subset of ambiguities selected according to the successively increased elevation is applied. For fixing the scalar ambiguity, an error probability controllable rounding method is proposed. The established ionosphere-constrained model can be efficiently solved based on the sequential Kalman filter. It can be either reduced to some special models simply by adjusting the variances of ionospheric constraints, or extended with more parameters and constraints. The presented methodology is tested over seven baselines of around 100 km from USA CORS network. The results show that the new widelane AR scheme can obtain the 99.4 % successful fixing rate with 0.6 % failure rate; while the new rounding method of narrowlane AR can obtain the fix rate of 89 % with failure rate of 0.8 %. In summary, the AR reliability can be efficiently improved with rigorous controllable probability of incorrectly fixed ambiguities.     

一次范数最小估计的无偏性

理论上一次范数最小 ( L1 )估计的唯一性不存在 ,其唯一性主要取决于解算方法 ,大量算例验证其唯一性存在。本文作者基于算法来保证其唯一性 ,进而首次从理论上验证 L1估计的无偏性。利用初始反对称估计 ,设计了两个等价的线性规划问题 ,由此来解算得到 L1估计 ,根据误差分布为对称分布 ,便可证明 L1 估计的无偏性     

基于近景数字摄影测量的飞机表面模型重建

介绍了数字近景摄影测量在重建飞机三维表面模型中的应用方法。根据飞机表面的特征,结合摄影测量方法的特点,总结出包括拍摄计划制定、外业测量、内业处理的一套处理方法:根据飞机外形特征,划分适于拍摄和后期处理的拍摄带;在机身和地面布置一定数目的控制点作为对拍摄像片的控制;利用数字近景摄影测量中影像匹配、相对定向、绝对定向以及光束法平差等一系列方法的综合运用,解算拍摄像片的外方位元素;对飞机机身分块处理,以三角网为基础重建飞机完整的三维表面模型。     

高分七号卫星激光测高数据大型湖泊水位测量精度评估

卫星激光测高数据在湖泊水位测量方面具有重要的应用价值和独特优势,本文针对国产高分七号卫星上装备的线性体制全波形激光测高仪,开展在大型湖泊水位测量方面的应用探讨.介绍了高分七号卫星的基本参数,并与其他类卫星做了对比,分析了影响湖泊水位测量精度的卫星侧摆、大气散射、回波波形饱和等因素,研究了湖泊水面激光点的提取方法,结合I...     

高分四号静止轨道卫星高精度在轨几何定标

高分四号是世界上第一颗静止轨道高分辨率光学遥感卫星,高精度的几何定标是确保其成像几何质量的关键。本文分析了静止轨道卫星成像几何误差源及成像区域特点,提出了其严格几何成像模型;并在此基础上提出了静止轨道卫星面阵传感器在轨几何定标模型与定标参数估计方案。本文利用Landsat 8数字正射影像与GDEM2数字高程模型对高分四号卫星进行在轨几何定标,结果表明,通过严格的几何定标,可见光近红外传感器与中红外传感器的内部畸变在沿轨与垂轨方向上均稳定优于1个像素,通过统计分析可知,高分四号静止轨道卫星影像的绝对定位精度会受到成像时间与成像角度的影响而存在显著的波动。     

Simultaneous determination of gravitational acceleration and ground vibrations by free fall experiments

We investigated how well we can simultaneously determine the gravitational acceleration and ground vibrations with many free falls at short intervals by using synthetic data which contain quadratic functions, sinusoids and white noise in order to improve the accuracy of absolute gravimetry and to realize the measurements without a seismometer. As a result of simulations, lower white noise, longer dropping time and longer duration of a series of free falls improve the accuracy in determination of g. The sampling internvals and the dropping intervals, on the other hand, hardly affect the accuracy so long as they are shorter than Nyquist intervals. Both the gravitational acceleration and the waveform of the long period vibrations can be well determined with a series of free falls of about only 2 cm dropping distance without deterioration in the accuracy with this procedure.     

Tests of phase center variations of various GPS antennas, and some results

Phase variations of GPS receiving antennas are a significant error component in precise GPS applications. A calibration procedure has been developed by Geo++ and the Institut für Erdmessung, which directly determines absolute phase center variations (PCVs) without any multipath influence by field measurements. The precision and resolution of the procedure allows the determination of reliable azimuthal variations. PCV may affect long-term static GPS differently than real-time GPS, depending on the applications. At the same time, different antenna types are involved. Less investigations have been done on absolute PCV of rover antennas than on geodetic antennas which, however, becomes more important due to the mixed antenna situation in GPS reference networks and RTK networks. The concepts of the absolute PCV field calibration are summarized and emphasis is placed on a variety of absolute PCV patterns of geodetic and rover antennas. Electronic Publication     

Application of a spherical FFT approach in airborne gravimetry

The basic idea of this paper is to modifyPoisson's integral for harmonic downward continuation into a convolution formula in the space domain. In this manner, the Fast Fourier Transform can be applied. The method is applied to airborne gravimetry, motivated especially by the Greenland survey. The accuracy of data continuation from the flight-level to the ground is analysed. In particular, the influence of latitudinal extension is investigated, since the introduced convolution formula is exact only for the mid-parallel of the analysed area. The results obtained justify the conclusion that the introduced method is applicable to processing of real data. Extended quadratic areas (up to 2500km × 2500km) in equatorial areas and up to 500km × 500km in regions with latitudes about 75°) can effectively be processed in one single procedure.