气压测高的理论依据和数学模型

本文根据气压测高的基本原理推导出气压与高程的数学关系式，分析比较了气压测高的各种数学模型，进而介绍了适合地面气压测高的数学模型。     

联合气压测高定位的高程转换问题

针对利用联合气压测高技术进行导航定位时,直接测量获得的用户海拔高与定位解算中所需的大地高容易被混淆的问题,该文提出将气压基准站作为水准重合点,向用户传输高程异常值以进行高程转换;或在区域范围内建立局域坐标系,直接获得Z坐标值,并进行降维定位解算。这两种方法能够适用于不同情况,解决了气压测高应用范围与测量精度之间的矛盾。最后,通过在校园网中进行的实测实验,对方法进行了验证。结果表明,本方法可以较好地消除高程差异,有效提高定位精度。     

卫星测高数据处理的理论与方法

本文针对测高卫星轨道及地面轨迹的独有特点,较系统地研究了卫星测高数据处理的理论与方法,内容包括测高卫星径向轨道误差的时域特征分析与空域特征分析、共线轨迹与交叉点分布等的谱特征、整体求解法的研究以及ＴＯＰＥＸ测高数据的初步计算与分析。（１）系统论述了卫...     

卫星测高逆气压改正及其对海平面变化的影响

研究了全球平均大气压的变化特征,分析了传统卫星测高逆气压改正存在的缺陷,并对以常数大气压为参考值、以全球海洋平均大气压为参考值和顾及高频信号的3种逆气压改正进行了对比。根据T/P卫星测高数据对3种改正方法得到的海面高和海平面变化进行了比较分析,相比于前两种逆气压改正,顾及高频信号的逆气压改正最接近海平面的真实响应,可减少卫星测高海面高交叉点不符值RMS约5.70mm,分别提高海平面变化估计精度约18%和12%。     

不同地形条件下的星载激光测高系统误差分析

为了进一步提高激光测高的精度,服务于即将发射的国产激光测高卫星,文章归纳了激光测高系统的误差来源,推导出误差传播方程,然后分析了主要观测误差对光斑定位精度的影响,最后利用模拟参数估计定位精度;其中针对激光测高卫星在陆地地区的观测,主要分析了地表坡度的变化对测高精度的影响,分析结果表明:坡度造成的额外测距误差对测高精度影响较大,成为影响山区测高精度的主要误差来源。     

影响机载激光扫描测高精度的系统误差分析

简要介绍了机载激光扫描测高技术的系统组成和发展现状。通过坐标转换技术建立起机载激光扫描对地定位的基本几何关系,并从这些几何关系出发,着重分析了动态偏心改正及动态时效误差对机载激光测高精度的影响,对不同的误差源如何影响定位结果的精度进行了讨论,最后给出模拟计算结果,得出了一些有益的结论。     

双星伴飞卫星测高模式及其轨道设计

为达到提高反演海洋重力场分辨率的要求,本文提出一种双星伴飞的测高卫星模式,并根据卫星轨道设计的基本要求,给出相应的卫星轨道设计方案。仿真分析表明,该方案可在卫星设计寿命内完成反演1′×1′空间分辨率海洋重力场的要求,且观测数据覆盖了全球大部分海洋区域。该模式可实现星下点海平面梯度的实时测量,提出了改进测高反演海洋重力场的精度的新思路。     

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。     

ENVISAT测高卫星沿轨大地水准面梯度的海洋垂线偏差法研究

研究了利用沿轨大地水准面梯度数据计算海洋垂线偏差的最小二乘法,首先对ENVISAT测高数据进行各项地球物理改正得到近似测高大地水准面,然后计算沿轨大地水准面的梯度,接着用最小二乘法计算格网垂线偏差东西分量和南北分量的平均值。最后,用该方法计算了南中国海区域及其邻近海域(4°N～25°N,104°E～120°E)的5′×5′垂线偏差南北分量和东西分量,其精度优于7″,并与EGM96模型计算的垂线偏差值进行了比较,证明了该方法的有效性。     

西太平洋海域卫星测高重力垂直梯度分布

从地球重力场基本理论出发,推导了重力垂直梯度计算的数值积分公式,并利用由多颗测高卫星联合反演的2'×2'海洋重力异常资料,解算了西太平洋海域重力垂直梯度.将计算所得的重力异常垂直梯度与现有资料进行比较,其差值均方根为±10.08E,表明两者精度相当.此外,还对差值大小和空间分布进行了深入分析.     

GNSS-R星载测高的动态性误差和信号平行误差研究

基于目前GNSS-R(global navigation satellite systems reflectometry)星载测高的几何路径延迟模型,分析了模型中存在的动态性误差和信号平行误差,给出了产生误差的原因以及了误差的解析表达式。为了获得误差的量级大小,首先采用部分UK-DMC(united kingdom disaster monitor constellation)星载数据进行实验,得到了动态性误差和信号平行误差的在实验中的大小;然后以CHAMP(challenging mini-satellite payload)和COSMIC (constellation observing system for meteorology, ionosphere and climate)低轨卫星作为接收机平台,进行了大量的仿真分析。综合实例和仿真分析的结果,得出这两项误差能够达到m级的结论,这是在测高中不能被忽略的。最后给出了如何用精密的发射机和接收机轨道信息来校正这两项误差的方法。     

激光测高卫星波形饱和识别与测高误差改正初步研究

激光测高仪回波波形饱和现象客观存在,为增加可用激光点数目、提高饱和波形测高精度,本文提出了一种波形饱和识别与测高误差改正方法,首先,利用回波波形峰度系数对饱和波形进行识别,然后,针对饱和现象对波形高斯拟合的影响,计算高斯拟合波形与原始波形相交区域的形心位置,以形心位置差异确定因波形饱和导致的测高误差并改正。最后,采用ICESat/GLAS（Ice,Cloud and land Elevation Satellite/Geo-science Laser Altimeter System）在青海湖、纳木错、色林错采集的波形数据进行实验。结果表明,经本文算法改正后数据误差均值为0.03 m,大型湖泊区域可实现约0.05 m的测高精度,结合峰度的饱和识别方法可以对波形进行有效筛选,可发现GLAS遗漏的饱和波形,饱和改正算法可以有效改正波形饱和引起的测高误差,改正后精度明显优于GLAS提供的饱和改正结果,相关结论对高分七号卫星激光波形处理有一定参考价值。     

美国土地测量师GPS测高方法简介

用ＧＰＳ获得２ｃｍ甚至更高精度的正高是可能的。本文提出了使用ＧＰＳ设备、作业方法、数据采集和大地水准面模型以获得高精度正高的实用简易方法,尽管本文是为美国测绘生产作业人员编写的,但其他国家的土地测量师也可以从本文介绍的经济中获益。     

机载LIDAR系统的回波探测原理及其测高精度分析

从回波探测的原理和激光测高的计算模型出发,分析了激光测高的误差来源,认为主要影响因子是GPS差分精度、IMU精度和激光测距精度。通过对航高在1000m以下的实际检测数据进行统计分析,得出如下结论:1)单个激光点的精度可以达到15cm,通过地面改正,最优精度可以达到5cm;2)在植被比较密集区域,根据激光点的扫面密度不同,其生成的DEM精度可以达到0.20m～1m。     

基于卫星测高的湖泊水位监测及预测方法研究

以洪泽湖为例,研究多代测高卫星不同版本测高资料的数据编辑、地球物理改正、波形重定方法;利用误差改正后的数据计算洪泽湖2010年1月至2018年12月的年度、季度与月度水位异常时间序列,分析得到洪泽湖水位的变化规律及水位异常时间;利用BP神经网络模型结合气温、降水、卫星测高数据,预测洪泽湖2019年部分月份的水位,并与测...     

利用GEOSAT／ERM卫星测高数据计算中国近海海平面

本文利用一年（１９８６年１１月８日～１９８７年１１月１７日）２２个ＥＲＭ周期的ＧＥＯＳＡＴ卫星测高数据计算出中国近海海域（１０５°～１３５°Ｅ，０°～４０°Ｎ）相对于ＧＲＳ８０参考椭球面的１°×１°年平均海平面。该海平面我们称之为ＩＧＧＭＳＳ９５平均海平面。在数据处理过程中，由于采用了混合轨道误差模型及交叠平差技术，极大地消除了在误差中占主要成分的径向轨道误差影响，使得ＩＧＧＭＳＳ９５平均海平面的总体精度达到±２０～３０ｃｍ（ＲＭＳ）水平。与ＯＳＵ９１Ａ重力大地水准面模型相比较可以发现两者具有惊人的一致性。     

卫星测高波形重定方法的改进研究

在对现有波形重定方法深入研究的基础上,对β参数法进行改进;并以呼伦湖为例,利用波形重定方法对TOPEX/Poseidon测高卫星(1993～2001年)Pass27的波形进行重定,得出经波形重定后的结果精度比未重定的GDR结果精度提高近2倍的结论,证明了波形重定方法可以显著提高受陆地和浅水区域水底地形等影响的波形数据的测高精度.     

卫星测高的垂线偏差格网化方法研究

针对卫星测高技术反演海洋重力场需要解算格网垂线偏差,不同的格网化方法影响垂线偏差的解算精度与空间分辨率的问题,结合Shepard格网化方法与沿轨最小二乘方法的优势提出了一种新的格网化方法,即基于Shepard 权函数的沿轨最小二乘方法.采用CryoSat-2卫星约7年的数据,选取中国黄海和南海及其周边海域作为研究区域,分别利用基于交叉点的Shepard法、距离加权沿轨最小二乘法和基于Shepard权函数的沿轨最小二乘法解算1'×1'格网的垂线偏差.将不同方法得到的结果与EGM2008模型的垂线偏差进行比较,利用本文提出的方法解算的1'×1'格网垂线偏差精度最高.研究表明,在基于Shepard权函数的沿轨最小二乘方法在垂线偏差格网化中是可靠的,且该方法可获得高精度结果.