海洋卫星测高及其反演全球海洋重力场和海底地形模型研究进展

海洋卫星测高在全球和区域大地水准面建模、全球海洋重力场反演、海底地形探测、海平面变化监测、构造板块运动研究等大地测量领域至关重要。本文概述了海洋微波测高卫星的简要发展历程,重点梳理了卫星测高在全球海洋重力场和全球海底地形建模方面取得的丰硕成果,对比分析了主流的海洋重力场和海底地形模型;介绍了合成孔径雷达高度计、Ka频段雷达高度计、合成孔径雷达干涉仪3种先进微波测高技术,并分析了其各自的优缺点,表明它们将在未来若干年呈并驱发展趋势;较为系统地阐述了海洋卫星测高的另一新型技术,即GNSS反射信号测量技术的研究动态,给出了GNSS-R(GNSS reflectometry)类(试验)卫星的发展脉络和发展前景。卫星测高的发展趋势之一是多颗测高卫星的组网观测,本文概括了曾经提出的和拟议中的若干组网测高计划,扼要介绍了由我国提出并正在实施的双星跟飞测高模式;最后指出了卫星测高发展的几个主要关注点,包括双星跟飞测高和SWOT(surface water ocean topography)任务的2维海面高(差)测量、卫星测高反演海底地形与高级地形激光高度计观测数据及遥感卫星图像的结合、星载GNSS-R厘米级海面高的载波相位测量、人工智能技术在卫星测高中的潜在应用等。     

星载激光测高的系统误差分析与检校

激光测高因具有方向性好、测距精度高等特点,在深空探测和地球科学领域中体现了巨大的应用潜力,将星载激光测高技术应用于高分辨率测绘卫星,辅助航天摄影测量以提高精度是一种新颖的设想。而研究星载激光测高系统误差对测量精度的影响,以及相应的误差消除方法,是决定该项技术能否真正提高测量精度的可行性基础。本文以全球首颗激光测高卫星ICESat及其搭载的地学激光测高系统GLAS为例,基于星载激光测高的定位原理分析各项系统误差对测高精度的影响,并在此基础上介绍星载激光测高的系统检校方法,以期对发展我国的星载激光测高系统提供一定的参考。     

激光在天空对地观测中的应用

1960年7月世界上第一台激光器问世后，激光测距迅速兴起，不管是地面激光测距，还是激光测卫和激光测月，都为大地测量学的发展作出了重大贡献；特别是激光测卫测月成果，为我们深化对地球动态效应的认识，揭示地球的奥秘，提供了许多重要的科学数据，本文综析了值得注视的下列新近发展。.在IGEX-98国际大联测中，求定GLONASS卫星的激光轨道与微波轨道之差；.评定PRN05/06号GPS卫星星历的精度；.检核Topex/Poseidon海洋测高卫星用GPS定轨的测量误差，.用机载激光测深系统测量海水的浓度；.用EOS-ALT星载激光测距/测高系统测量地球动态参数。     

姜卫平教授获光华工程科技奖

正由中国工程院组织的第十一届光华工程科技奖颁奖大会于6月1日在北京会议中心举行,武汉大学卫星导航定位技术研究中心教授姜卫平获青年奖。姜卫平教授长期致力于卫星大地测量学理论及工程应用研究,在卫星导航定位、卫星测高、地球动力学等领域取得了突出成绩。光华工程科技奖被誉为中国工程科技界最高奖项,旨在奖励工程科技及工程管理领域取得突     

利用卫星测高资料推求西北太平洋海域的海洋大地水准面

本文根据卫星测高数据和海面动力地形资料，绘制了不相上下北太平洋海域局部大地水准面的精细结构图，对解决卫星测高技术中大地水准面积和海面地形的可分性问题作了初步尝试。     

影像大地测量学发展现状与趋势EI北大核心CSCD

随着遥感卫星系统的逐渐增多，影像为研究地球形状和大小等大地测量参数提供了更高精度、更高分辨率的数据支持，推动了大地测量学科的发展，也衍生出影像大地测量学(Imaging Geodesy)。影像大地测量学是大地测量、遥感科学、数字摄影测量、计算机视觉等学科的交叉融合，在减灾防灾、环境保护和新能源开发利用等领域发挥了重要作用。本文梳理了其发展历程、定义内涵、关键技术、研究内容和发展趋势5方面的内容。基于遥感卫星系统和影像处理技术的发展历程，本文将影像大地测量学的发展划分为起步萌芽、初期飞跃、深度创新和全面应用4个阶段。顾及研究对象空间位置的不同，影像大地测量学的主要研究内容包括地球大气环境观测与反演、地球表面环境监测与演化以及地球内部物理结构与动力学反演。引入数字高程模型反演、大气水汽监测、活动滑坡探测与监测、地震周期研究以及土壤湿度监测等应用案例，分析了影像大地测量学的现代应用。最后，提出多源海量影像的融合和近实时化处理是目前影像大地测量学面临的主要挑战。本文研究将有助于大地测量学者对影像大地测量学内涵的了解和认识，进而更好地应用于教学和科研工作中，以及服务国家重大战略和工程建设。     

卫星大地测量学的研究现状及发展趋势

从全球国际地球参考框架（International Terrestrial Reference Frame,ITRF）的建立、维护与发展,卫星测高、卫星重力等的发展及应用,全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）、卫星激光测距（Satellite Laser Ranging,SLR）、甚长基线干涉测量（very Long Baseline Interferometry,VLBI）、卫星多普勒定轨定位（Doppler Orbitography by Radiopositioning Integrated on Satellite,DORIS）的融合应用,海洋测绘和室内定位的发展等几个方面综述了大地测量学及卫星导航定位技术的最新进展,并提出中国2000国家大地坐标系与自主卫星导航系统的主要应用及发展目标。     

卫星激光测高ICESat确定海面高精度分析

讨论了ICESat卫星在大地测量学与海洋学中的应用,利用目前国际上公认的最高精度的测高数据TOPEX,分析了ICESat确定的海平面高以及中尺度的海面异常精度,给出了统计结果。     

卫星测高海面高平差中误差模型的确定

本文在定义测高海面高系统性偏差概念的基础上,分析测高海面高观测中的主要误差源,从而建立与目前卫星测高技术发展相适应的测高海面高误差模型。     

小波及多分辨模型在卫星测高中的应用

自卫星测高技术首次在SKYLAB(1973～1974)中试验成功以来,卫星测高已被广泛应用于海平面、海洋环流、海洋大地水准面及海面地形的确定。随着测高卫星轨道精度的不断提高及观测资料的积累,人们对于海平面及海洋重力场的认识必定会越来越深刻。 本文对卫星测高技术的基本原理及误差源进行了详细的描述,并对减小卫星径向轨道误差的交叠点平差方法进行了探讨。通常有3种方法可消除交叠点平差的奇异性,即固定弧段法、奇异值分解法和大地水准面拟合法。大地水准面拟合法是以已知的参考大地水准面作为基准,通常可采用由重力位模型所表示的大地水准面,通过赋以适当的权,使海平面到参考大地水准面的距离和交叠差同时最小。本文采用大地水准面拟合法,着重探讨了中国海附近的局部区域的交叠点平差法     

利用TOPEX测高数据确定大洋环流模式

大洋环流对海洋学、大地测量学以及地球物理学等学科具有重要意义.介绍了利用卫星测高确定海面地形和大洋环流的原理与方法,利用6年的TOPEX测高数据计算了平均稳态海面地形模型,并将其与EGM96、CSR以及Levitus(1982)海面地形模型进行了比较,在此基础上对平均大洋环流模式进行了初步的研究.     

Improving resolution and accuracy of mean sea surface from kinematic GPS,Vanuatu subduction zone

Satellite altimetry provides an ocean mean sea surface (MSS) map with global coverage and overall excellent precision. However, in some areas, like the Vanuatu archipelago, the coverage and resolution of this tool are not sufficient to correctly map the short scale undulations of the sea surface, due to numerous islands and to strong lithospheric and mantle heterogeneities. New applications such as seafloor geodesy may require local mean surface representation with improved resolution in specific areas. We used sea surface height collected with kinematic GPS during three different cruises in 2004, 2006 and 2007 to reconstruct a homogeneous sea surface map around Santo Island, Vanuatu. We assess the accuracy of this GPS-derived local sea surface to 6–19 cm and evaluate the quality of existing altimetry and gravity-derived MSSs on the Vanuatu archipelago. Observed short scale undulations are interpreted as due to local geodynamics.     

空间大地测量新技术及应用

随着空间及卫星定位技术的飞速发展,各种空间定位技术及应用也愈来愈多。简要介绍了甚长基线干涉测量(VLBI)技术、激光测月(LLR)技术、卫星激光测距(SLR)技术、卫星雷达测高技术、多普勒定轨和无线电定位系统(DORIS)、精密测距及其变率测量系统(PRARE)以及合成孔径雷达干涉测量(InSAR)等空间定位测量技术,重点阐述了GPS新技术及应用。     

2022年度大地测量学领域自然科学基金项目申请与资助分析

介绍了2022年度大地测量学国家自然科学基金各类项目的申请、评审和资助等情况,按申请项目的研究方向和依托单位进行了统计分析。大地测量学的项目申请和资助数呈现稳定增加的良好态势,有较强的学科发展趋势,人才类项目和重大科研仪器项目有所突破。通过对项目的关键词统计分析,大地测量学与其他学科交叉融合的深度和广度不断提升,卫星大地测量已成为学科主导。     

利用卫星测高空间技术建立数字化海洋

论述了卫星测高空间技术的主要特征、科学意义及其在军事和经济建设领域的重要价值，阐明了国内外测高卫星系统的发展现状及利用卫星测高空间技术建立数字化海洋所取得的成果，分析卫星测高目前的研究方向，提出了发展我国卫星测高空间技术以及利用该技术建立数字化海洋的一些建议。     

Removing attitude-related variations in the line-of-sight for kinematic GPS positioning

We are presenting a method for removing attitude-related variations (ATTRVs) in dynamic 1 Hz GPS positioning. The ATTRVs are separated into vertical and horizontal components. These result from the translational and rotational motions of the vehicle, which is a marine research vessel in our case. We have developed new observation equations that use corrected pseudoranges and carrier phases to account for ATTRVs. In the present contribution, we are only focusing on the vertical signals. These modeled ATTRVs are included as corrections in the line-of-sight (LoS) to each GPS satellite in the RINEX data sets using a new software called RNXATTCOR. Precise IGS sp3-orbits are used as inputs together with precise lever arm coordinates of the onboard GPS antennas, observations from the marine inertial navigation system and a priori 3D position of the vessel. The corrected RINEX data sets are then processed using kinematic processing or sequential processing in Precise Point Positioning (PPP) mode. The reduction of the standard deviation from a running mean in the final processed GPS time series is about 95%. The current method is being proposed for marine geodesy science applications such as along-track calibration/validation of altimetry products, and also for applications related to offshore kinematic high precision GPS positioning such as drilling, offshore platforms stability, marine pipeline positioning, earthquake monitoring and tsunami detection.