不同星历和钟差产品的PPP验潮试验及结果分析

基于动态精密单点定位(PPP)技术,借助研制的PPP软件,采用IGR、IGU等快速星历和钟差产品,进行了海上船载PPP验潮试验,并对其精度进行了分析。结果表明:与传统RTK验潮技术相比,海上PPP验潮的精度优于0.1m,能够满足海上OBC地震勘探等工作对潮汐数据的精度要求;基于IGU星历的PPP验潮方法的时延较短,更加符合海洋潮汐数据的时效性需求。     

基于GPS PPK技术的远距离高精度验潮方法研究

为实现远岸潮汐精确监测,基于GPS PPK技术开展了远距离高精度GPS验潮方法研究。研究给出了GPS潮位测量方法,其次联合GPS定位信息和IMU姿态信息,通过坐标转换原理得到瞬时水面的精确高程。在此基础上,研究利用基于FFT的低通滤波技术提取潮位信息。最后在烟台港进行了实际工程试验。试验结果表明,当GPS PPK验潮距离达98km时,潮位误差可控在!15cm以内,验潮精度仍可优于10cm。     

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。     

中国沿海GPS站用于潮波系数提取分析

首先给出了基于GNSS-MR技术提取潮波系数的原理与方法,然后利用布设在浙江省石浦港验潮室屋顶的GPS站DSPU实测数据对潮波系数进行了提取,并与验潮站实测潮位调和分析结果进行了对比分析。实验结果表明GPS-MR反演潮位与验潮站实测潮位值吻合较好,相关系数优于0.97;GPS-MR反演潮位与验潮站实测潮位获取的潮波系数基本一致,除M2、S2外其它差异较小。两者获取的潮波系数差异主要因为DSPU测站观测环境极大地影响了GPS-MR提取潮位精度。沿海GNSS站用于潮位监测和潮波系数提取,将进一步拓展沿海GNSS监测站的应用领域,在一定程度上可弥补验潮站的不足。     

影响GPS PPK无验潮水深测量精度的几个因素

针对作用距离、数据同步、姿态、声速等因素对全球定位系统动态后处理(GPS PPK)无验潮沿岸水深测量精度的影响进行了讨论,分析了GPS PPK无验潮水深测量作业模式消除涌浪影响的机理,对姿态传感器的测量和安装精度以及GPS天线与测深仪换能器相对位置的量测精度等提出了定量要求。     

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。     

GPS验潮中波浪的误差分析和消除

GPS验潮采用GPS RTK计算潮位，是目前GPS技术发展和应用的一个方向，对验潮方法的革新和GPS的进一步应用有着重要的意义。在水面上，波浪引起载体的空间位置改变，给验潮带来很大的误差。为了得到厘米级精度的潮位，必须消除波浪的影响。详细分析了GPS测姿方法和姿态补偿，最后采用小波去噪提取出了潮汐信号。实测数据和模拟数据证明GPS验潮可达到厘米级的精度，满足常规水深测量的精度要求。     

基于GPS精密单点定位技术的水深测量

首先阐述了水深测量的两种作业模式：传统人工验潮水深测量和GPS无验潮水深测量,对两种作业方式作了简单的比较。简要介绍了GPS精密单点定位（PPP）的基本原理,给出了GPS无验潮水深测量数学模型。然后,针对传统水深测量作业模式的弊端,提出采用GPS精密单点定位技术进行无验潮水深测量作业,并从静态和动态定位两个方面验证了PPP技术进行无验潮水深测量作业的可行性。     

光学摄像法水位观测新技术

人工水尺观测仍是目前大量采用的验潮手段,因此开展具有水尺验潮特点的光学验潮技术研究就有极其重要的意义。论述了光学摄像法验潮的原理及关键部件水尺的研究成果,分析了光学验潮技术的特点及其未来的发展。     

DGPS验潮的原理和方法研究

目前,DGPS验潮是GPS技术发展的主攻方向之一,它的成功应用可极大地提高海道测量的作业效率和精度。本文就DGPS验潮的理论和方法作了探讨,给出不同情况下的验潮数学模型,以及实例数据。     

多系统GNSS浮标潮位提取精度研究

为实现多频多模GNSS浮标在远距离海洋潮汐测量中的应用,基于精密单点定位(precision pointing positioning,PPP)数据处理策略获取潮位信息,以压力验潮仪为参考,对GNSS浮标测量海面高进行经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD),滤去高频波浪和噪声,获取潮位进行精度分析。结果表明:多系统可以提高PPP解算潮位精度。GPS/GLONASS双系统和GPS/GLONASS/Bei Dou三系统PPP提取潮位与验潮仪潮位差值的最大误差均小于18cm,RMSE小于6. 5cm。因此,多系统PPP解算GNSS浮标海面高可以实现远离海岸的潮位获取与监测,能够提高海上潮位测量的效率。     

Tidal Effects on Determining a Point at the Bottom of the Sea by Combining GPS and Sonar Observations

This paper discusses tidal effects on an observation scheme to determine a point at the bottom of the sea by combining GPS and Sonar observations. For the purpose, three kinds of Earth tides are introduced (i.e., the crust tide, the equipotential surface point (ocean depth) tide, and the geoid tide). The corresponding mathematical expressions are derived to demonstrate the tidal effects on GPS and Sonar observations. The relations between the Earth tides are also discussed. Theoretical results imply a very interesting conclusion, namely that, for a local area, the static position of a point at the bottom of sea can be obtained by the dynamic observations without any tidal correction. Actually, the tidal effects cancel each other in the mentioned observation scheme. It therefore indicates that the observation scheme is free of tidal effects. Furthermore, we learned that the divergence caused by any error source on ocean surface is canceled and does not affect the final results. Therefore, to determine the position of a point at the bottom of sea, we need not consider any tidal effects.     

Tidal Effects on Determining a Point at the Bottom of the Sea by Combining GPS and Sonar Observations

This paper discusses tidal effects on an observation scheme to determine a point at the bottom of the sea by combining GPS and Sonar observations. For the purpose, three kinds of Earth tides are introduced (i.e., the crust tide, the equipotential surface point (ocean depth) tide, and the geoid tide). The corresponding mathematical expressions are derived to demonstrate the tidal effects on GPS and Sonar observations. The relations between the Earth tides are also discussed. Theoretical results imply a very interesting conclusion, namely that, for a local area, the static position of a point at the bottom of sea can be obtained by the dynamic observations without any tidal correction. Actually, the tidal effects cancel each other in the mentioned observation scheme. It therefore indicates that the observation scheme is free of tidal effects. Furthermore, we learned that the divergence caused by any error source on ocean surface is canceled and does not affect the final results. Therefore, to determine the position of a point at the bottom of sea, we need not consider any tidal effects.     

The Ocean Loading Effect in the GPS Analysis: A Case Study in the Antarctic Peninsula Region

The accuracy of GPS data analysis for the vertical component has reached a level where the vertical crustal deformation due to the ocean tidal loading should be taken into consideration. Ocean loading affects in particular the results of the GPS analysis for those observation sets covering less than 24 hours. Especially in these cases, a correction for this phenomenon should be performed during the data analysis. On the other hand, it is possible to estimate the ocean loading effect from GPS data sets. In this way it is possible to validate models for the loading deformation derived from global ocean tide models.     

潮汐对多波束测深的影响及改正

讨论了潮汐对多波束测深的影响;通过分析验潮站控制及潮汐场解算的潮汐改正传统模式的特点,设计了该模式的工作流程;比较了传统改正模式与GPS无验潮模式的不同,研究了无验潮模式及陆海图拼接所涉及的垂直基准转换技术。     

远海航渡式水深测量水位改正方法研究

针对远海航渡式水深测量作业中的潮汐改正难题,基于全球潮汐场DTU10模型及GPS无验潮测深两种改正模式,通过潮汐场预报精度评估、验潮站实测数据比对分析以及GPS大地高计算潮汐值等多种手段,开展了大范围、长时段、单测线情况下水深测量水位改正研究,形成了一套适用性强的航渡水深测量水位改正方法与流程,为面向全球的海洋水深测量资料处理提供了潮汐、垂直基准和水位归算的方法和技术支持。     

RTK GPS在无验潮水深测量中的应用

介绍了应用全球定位系统实时动态测量（RTK GPS）技术进行无验潮水深测量的基本方法，并在实际工作中进行了验证。     

一套有效简易验潮站建设方案的设计

简易验潮站具有投资少、见效快的优点,是长期验潮站的一种有益补充。作者对厦门地区简易验潮站建设与应用情况进行了系统总结,提出了一种简易验潮站的建设方案。该方案经实践检验证明可以解决在一定环境条件下简易验潮站长期、连续、准确验潮的问题,从而提高社会效益和经济效益,具有良好的推广示范价值。