用CHAMP卫星资料反演地球中性大气参数

介绍了利用GPS掩星反演地球中性大气参数的原理.在实际解算中,总结出用迭代法解多普勒观测方程、数值积分法求大气折射指数、用最小二乘法模拟大气折射指数与高度的函数关系.对特定掩星事件的数据进行了反演计算,并对计算结果进行了分析.     

利用GPS掩星资料反演地球中性大气参数折射角方法研究

对利用GPS掩星资料反演地球中性大气参数的原理作了简要介绍,在此基础上对消除电离层影响的改正方法、Abel反演积分上限的确定、上边界测量折射角的优化方法进行了探讨。针对UCAR的Level2数据,在数据预处理工作的基础上,利用特定掩星事件的数据进行了反演计算,并对计算结果进行了分析。     

利用GPS/MET与CHAMP掩星资料反演地球中性大气参数的比较

采用Abel积分反演算法,在干大气模式下,分别针对GPS/MET与CHAMP特定掩星事件的Level2数据进行处理,得到了相应的折射指数与大气参数廓线。分别将反演结果与UCAR和GFZ公布的结果进行比较,证明了反演算法的正确性与通用性。分析了两个温度反演结果都存在系统误差和CHAMP温度反演结果误差较大的原因,并提出了改进建议。     

基于GPS掩星技术反演大气参数模型的优化

准确掌握地球大气中的水气分布，了解水气变化趋势对天气现象、全球气候变化、数值预报具有理论研究及实用价值。以无线电掩星技术为基础，利用掩星数据反演大气参数剖面。对原反演模型的不足进行了论证，并给出了反演个例。详细地论述了通过引入MM5先验温度T再通过线性迭代的方法反演对流层下部水汽廓线原理，给出了优化后模型反演个例。并对模型优化后反演廓线中存在的问题进行了分析，提出了下一步优化方向。     

用Lageos卫星SLR资料解算地球定向参数及监测地球质心的运动

利用Lageos卫星(1993～2002期间)全球激光测距资料精确测定地球定向参数及地心的变化,并将EOP(SHA)序列的结果与同期的EOP(IERS)C04进行比较,符合程度:极移XP-O.39 mas,yP-0.41 mas,日长Dr在0.03 ms左右.地心在X,y方向大约有1 cm左右的变化,在Z方向有3～4 cm左右的变化.     

利用现有重力场模型求定CHAMP卫星加速度计修正参数

CHAMP卫星加速度计数据的标定是通过确定其尺度因子和偏差参数来完成的.本文基于能量守恒方程,给出利用现有重力场模型标定CHAMP卫星加速度数据的基本原理和数学模型;提出相邻历元间差分算法,大大简化了观测方程,同时避免积分常量的计算.该算法既能同时解算尺度因子和偏差参数,也可任意求解其中之一.基于实测的CHAMP卫星加速度数据,利用EGM96模型和最新公布的EIGEN-2模型进行计算与比较,验证该方法的有效性.     

GPS掩星数据反演中的地球扁率影响改正

采用CHAMP实测轨道数据和MSISE-90经验干大气模型，分别将地球作为圆球和椭球，前向模拟了附加相位延迟，然后对模拟数据进行反演。通过不同方案下反演温度廓线与大气模型温度廓线的比较，发现实测掩星数据的反演中，忽略地球扁率影响会给温度反演结果带来较大的误差；而采用相应方法对地球扁率影响进行改正后，温度廓线的误差明显减弱，从而证明了改正方法的正确性。     

澳大利亚上空COSMIC掩星廓线的反演

基于几何光学反演方法,由附加相住延迟序列出发,对2007年6月6日发生在澳大利亚上空的一次COSMIC掩星事件进行了反演.将反演得到的折射角、折射率、干温与湿度廓线分别与COSMIC数据分析与管理中心(COSMIC data analysis and archive center,CDAAC)的相应产品进行了比较.结果表明,两者在低对流层存在较显著的差异.以距离该掩星地点300 km以内、观测时间差异2 h以内的无线电探空资料为参照,反演的折射率廓线与CDAAC的折射率廓线在低对流层都存在一定的误差.对于该掩星事件,CDAAC通过变分法反演的湿度廓线并不比本文的反演结果更接近探空廓线;在1 km以下,其变化趋势甚至与探空结果相矛盾.     

CHAMP星载加速度计数据分析

利用GFZ数据中心提供的CHAMP卫星星载加速度计数据,通过坐标系转换计算得到惯性系下的非保守力加速度;研究和讨论了CHAMP星载加速度计数据特点、改正数计算和姿态数据间断的处理等问题,指出了1.0版姿态数据跳变和2004年后姿态数据间断过大而无法使用的现象,建议实际处理时不采用1.0、1.1版及2004年后的数据.通过计算表明:在1 min之内的CHAMP星载加速度数据间断可以用简单内插的方法进行处理,并且简单内插结果的精度与数据质量有关,因此要慎重使用内插数据.     

CHAMP星载加速度计数据分析

利用GFZ数据中心提供的CHAMP卫星星载加速度计数据,通过坐标系转换计算得到惯性系下的非保守力加速度;研究和讨论了CHAMP星载加速度计数据特点、改正数计算和姿态数据间断的处理等问题,指出了1.0版姿态数据跳变和2004年后姿态数据间断过大而无法使用的现象,建议实际处理时不采用1.0、1.1版及2004年后的数据。通过计算表明:在1 min之内的CHAMP星载加速度数据间断可以用简单内插的方法进行处理,并且简单内插结果的精度与数据质量有关,因此要慎重使用内插数据。     

不对称地形的大气折光反演

根据大气的近似分层理论，结合大气折光改正的计算模型和传统的折光反演方法，提出一种可以不测温差、直接利用同时观测的对向EDM三角高程测量结果反演不对称地形的大气折光系数的新方法，并且介绍相关的试验与分析情况。     

利用动力学法标校CHAMP卫星加速度计数据

给出了用于标校CHAMP卫星加速度计数据的动力学法,并推导了相应的计算公式。该方法不受先验地球重力场模型的影响,具有在求解位系数的同时对加速度计数据的尺度和偏差进行标校的优点。计算结果表明,该方法能明显改善重力场模型的恢复精度。     

大地测量反演中参数可辨识性问题

大地测量反演是进行大地测量物理解释研究的重要手段。在反演中，参数选择及求解（参数辨识）的正确性必须确保。本文根据有代表性的准则函数推演出大地测量反演参数可辨识条件，给出其适用范围；在概括了典型的大地测量力学模型基础上，讨论了其反演参数可辨识性问题；利用有限元数值反演算例验证了参数可辨识性的结论。表明：大地测量反演参数可辨识条件及其可辨识性的结论，体现了确定大地测量反演参数（种类和个数）理论上的必要性。     

中性大气折射的映射函数

采用射线追踪方法计算的斜路径总延迟（slant total delay,STD）作为参考,首先评估了最新一代实时对流层映射函数GPT3 (global pressure and temperature 3)、格网VMF3-FC(forecast Vienna mapping function 3)和站处VMF3-FC的STD建模精度,然后将3种映射函数用于北斗三号（BDS3）精密单点定位（precise point positioning,PPP）,系统比较了3种映射函数计算的PPP坐标精度。结果表明,站处VMF3-FC 30°高度角时STD精度为2.3 cm,BDS3 PPP高程精度为9.8 mm,整体表现最优,推荐在有站处产品的IGS（international GNSS service）站处使用该映射函数产品;格网VMF3-FC 30°高度角STD精度为2.6 cm,BDS3 PPP高程精度为10.2 mm,整体表现次之,在无站处产品的情况下推荐使用;GPT3 30°高度角STD精度为7.0 cm,BDS3 PPP高程精度为10.5 mm,整体表现最差,但其可内嵌在定位软件中,在无需下载外部产品的情况下推荐使用。