ICESat卫星及其在南极Dome A地区的应用

概述了GLAS高度计的在轨性能，分析了其数据产品的精度。利用高精度的ICESat卫星测高数据，以及第21次中国南极科学考察内陆冰盖考察GPS的实测资料，验证了此次考察中南极内陆冰盖Dome A最高点可能区域选取的正确性，并分析了Dome A最高点位置测定的准确性。     

北斗三号B1C/B2a新频点信号数据质量和精密单点定位性能评估

利用10个MGEX(multi-GNSS experiment)测站连续一个月的观测数据对B1C/B2a新频点信号质量和精密单点定位（precise point positioning, PPP）服务性能进行全面评估,并将其结果与GPS L1/L2和BDS3 B1I/B3I频点结果进行对比。实验表明：在观测数据完整率方面,BDS-3 B1C/B2a频点观测数据完整率较高,达到98%以上;在伪距多路径误差方面,B2a伪距多路径误差较小,均值为18 cm,B1C频点结果稍大,但仍优于GPS的L1和L2频点;在载噪比方面,BDS-3各频点均优于GPS,B1C和B2a频点载噪比都在40 dBHz以上。在静态PPP结果方面,B1C/B2a收敛时间约27 min,与GPS较为接近,B1C/B2a信号在E、N、U方向的精度分别为1.39 cm、0.87 cm和1.83 cm;在动态PPP结果方面,B1C/B2a收敛时间约56 min,在E、N、U方向的精度分别为2.43 cm、1.77 cm和4.57 cm。综合来看,B1C/B2a新信号评估结果稍优于B1I/B3I频点结果。     

Antarctic Traverses from Zhongshan Station to Dome—A and the Result Analysis for the GPS Points along the Expedition Route

Some GPS points were set up and occupied and reoccupied along the traverse route from Zhongshan Station to Dome-A.The result analysis for the GPS data processed by GAMIT/GLOBK package was presented in this paper.It was indicated that the ice along the traverse route flowed with an 8-25 m/a velocity to the northwest in the last three years,which was the direction of the edge of the ice sheet.The maximum horizontal flow velocity is about 100 m/a.Moreove,due to the ice flow,a 0.2-1 m/a sedimentation rate is achieved.finally,a 1-5m/a^2 horizontal acceleration is achieved from the GPS data of the three different stages.     

基于星载激光雷达和雷达高度计数据的南极冰盖表面高程制图

南极数字高程模型DEMs(Digital Elevation Models)是研究极区大气环流模式,南极冰盖动态变化和南极科学考察非常重要的基础数据。目前,科学家已经发布了五种不同的南极数字表面高程模型。这些数据都是由卫星雷达高度计,激光雷达和部分地面实测数据等制作而成。尽管如此,由于海洋与冰盖交接的南极冰盖边缘区随时间的快速变化,有必要根据新的卫星数据及时更新南极冰盖表面高程数据。因此,我们利用雷达高度计数据(Envisat RA-2)和激光雷达数据(ICESat/GLAS)制作了最新的南极冰盖高程数据。为提高ICESat/GLAS数据的精度,本文采用了五种不同的质量控制指标对GLAS数据进行处理,滤除了8.36%的不合格数据。这五种质量控制指标分别针对卫星定位误差、大气前向散射、饱和度及云的影响。同时,对Envisat RA-2数据进行干湿对流层纠正、电离层纠正、固体潮汐纠正和极潮纠正。针对两种不同的测高数据,提出了一种基于Envisat RA-2和GLAS数据光斑脚印几何相交的高程相对纠正方法,即通过分析GLAS脚印点与Envisat RA-2数据中心点重叠的点对,建立这些相交点对的高度差(GLAS-RA-2)与表征地形起伏的粗糙度之间的相关关系,对具有稳定相关关系的点对进行Envisat RA-2数据的相对纠正。通过分析南极冰盖不同区域的测高点密度,确定最终DEM的分辨率为1000 m。考虑到南极普里兹湾和内陆地区的差异性,将南极冰盖分为16个区,利用半方差分析确定最佳插值模型和参数,采用克吕金插值方法生成了1000 m分辨率的南极冰盖高程数据。利用两种机载激光雷达数据和我国多次南极科考实测的GPS数据对新的南极DEM进行了验证。结果显示,新的DEM与实测数据的差值范围为3.21—27.84 m,其误差分布与坡度密切关系。与国际上发布的南极DEM数据相比,新的DEM在坡度较大地区和快速变化的冰盖边缘地区精度有较大改进。     

BDS-3新频点单点定位研究

针对目前有关北斗卫星导航系统（BDS-3）中MEO卫星（BDS-3M）增加的B1C、B2a新频点单点定位研究较少的现状,本文开展了基于新频点B1C、B2a的双频单点定位试验,结合国际GNSS监测评估系统（iGMAS）5个跟踪站连续10 d的数据,对BDS-3的新频点进行数据质量分析、双频伪距单点定位（SPP）和双频静态精密单点定位（PPP）研究,并与GPS的L1、L2频点和BDS-3的B1I、B3I频点进行对比。试验结果表明：在伪距单点定位方面,BDS-3新信号在E、N、U 3方向的精度分别优于10、12、11 m,低于GPS的L1、L2双频伪距单点定位和BDS-3的旧频点双频伪距单点定位精度;在精密单点定位方面,BDS-3新频点在收敛速度方面略低于GPS的收敛速度,BDS-3新信号在E、N、U 3方向都能达到分米级精度。     

利用CryoSat-2测高数据研究东南极PANDA断面考察沿线高程变化

卫星测高技术是研究两极冰面高程变化和物质平衡状态的主要手段。相对于传统高度计,CryoSat-2不仅能够提供更加密集的轨道覆盖,同时也提高了南极边缘地区的测量精度。但369d的重访周期也使得传统的基于交叉轨道算法的时序分析不再适用,通过对CryoSat-2轨迹特征的分析,提出了基于近重复轨道的冰面高程变化模型。针对CryoSat-2数据预处理,采用基于地表模型的粗差剔除方法进行了粗差剔除,并基于EnviSat与CryoSat-2的协同分析,对CryoSat-2中的后向散射能量进行了系统变化趋势改正。利用2012-01~2014-05的CryoSat-2数据,对东南极PANDA断面考察沿线冰面高程变化进行了研究。实验结果表明,整个考察沿线高程变化趋势为0.017±0.009m/a。该结论与其他学者提取相应流域的平均积累率相一致。但其分布不均匀,局部效应明显。通过与考察线路实测结果对比,两者在相对积累特征上基本一致。     

汾渭断陷带陆态网GPS站噪声剔除

针对汾渭断陷带及邻近地区2011—2013年陆态网络工程36个GPS连续站和227个流动观测区域站的GAMIT/GLBOK处理结果中存在的非构造噪声,借助QOCA软件剔除连续站位移序列中的周期性成分和共模误差等非构造形变的信息,使地壳监测中GPS连续站水平运动速度的精度提高约0.3mm/a,垂直运动速度的精度提高了约0.6mm/a。针对流动观测区域站中的噪声,提出了使用QOCA软件对GPS连续站的后处理参数信息构建Delaunay三角网,结合反距离内插算法,实现了GPS区域站中非构造噪声的剔除,使GPS区域站流动监测中水平运动速度的精度提高了约0.6mm/a,垂直运动速度的精度提高约1.7mm/a,为地震监测提供了精确的基础数据。     

利用卫星重力探测南极冰盖质量变化

针对不同GIA模型在南极地区的改正差异较大,分析了采用不同GIA模型分析得到的南极冰盖融化误差值,研究了南极冰盖质量变化加速度。研究结果表明,扣除IJ05模型影响后,整个南极冰盖质量以(-81.5±4.2)Gt/a的速度和(-12.3±6.5)Gt/a2的加速度融化,对海平面上升贡献分别为(0.23±0.01)mm/a和(0.03±0.02)mm/a2。西南极处于加速融化状态,速度由2003—2008年间的-37.7Gt/a增加至2009—2013年的-156.0Gt/a。东南极冰盖在2009年前处于稳定,2009年后逐渐积累,且积累速度不断增加。2003-2013期间内东南极,西南极冰盖质量变化速度及加速度分别为(28±13.4)Gt/a、(9.8±2.8)Gt/a2、-(108.1±3.5)Gt/a和-(21.1±2.9)Gt/a2,南极冰盖融化主要来自西南极。南极冰盖周年变化影响较强,每年10月左右其质量变化振幅达到最大,半周年变化影响最大在西南极,S2潮波振幅在Ronne冰架附近较大,振幅最大值达到25mm。     

基于全球板块运动模型分析大西洋扩张变化

基于现代空间测量技术SLR、VLBI和GPS实测资料，解算出大西洋中脊海底扩张速率，其中北大西洋的东西向扩张速率平均为35mm/a，赤道大西洋东西向扩张速度分别为20－25mm/a，南大西洋东西向扩张速率为22－28mm/a，证实全球板块运动的存在及大西洋扩张学说，并基于全球几百万年地质模型NNR－NUVEL1A，北大西洋的东西向扩张速率平均为24．3mm/a，基于最新全球板块运动模型ITRF2000VEL，北大西洋的东西向扩张速率平均为20．8mm/a，总体上大西洋实测东西扩张速度与根据地学资料推出的地球板块运动模型和最新ITRF2000VEL模型的结果基本一致。     

昆明固置流动VLBI站的定向与定位

结合昆明固置流动VLBI站的特点，介绍了流动VLBI以动到一个的观测点后的定向与定位工作。其中，定向方法采用天文测量中的“北极星任意时角法”^[1]，定位方法采用单台GPS大偏心观测。在归心计算中我们参考了《全球定位系统（GPS）测量规范》^[2]，纠正了该规范存在一些问题，并结合实际应用，给出了一组实用的计算公式。     

超站式集成测绘系统STGPS的研究

介绍了超站式集成测绘系统STGPS的研究思想、研究目标、系统构成和功能;讨论了坐标转换和测绘基本服务问题;提出了无需作加密控制的即用即测作业模式。     

Surface Ice Flow Velocity and Tide Retrieval of the Amery Ice Shelf using Precise Point Positioning

Five days of continuous GPS observation data were collected in the frontal zone of the Amery ice shelf and subsequently post-processed using precise point position (PPP) technology based on precise orbit and clock products from the International GNSS service. The surface ice flow velocity of the observed point was derived from PPP to be 2.25 m/day toward the northeast with an azimuth of 41°. Major semi-diurnal and diurnal oceanic tide constituents could be recovered from the 5 days of PPP-derived height variations and compared well with a hydrodynamic ocean tide model. The PPP technique can replace double-difference GPS positioning in remote or hostile environments, and be used to retrieve the surface ice flow velocity without any reference station. Furthermore, the solution can be derived epoch-by-epoch with accuracy in the centimeters to decimeter range.     

长距离GPS/BDS双系统网络RTK方法

基于区域参考站网的网络实时动态定位(real-time kinematic,RTK)方法是实现全球定位系统(global positioning system,GPS)、北斗卫星导航系统(BeiDou satellite navigation system,BDS)高精度定位的主要手段.研究了一种长距离GPS/BDS双...     

结合GPS和GLAS数据生成Dome-A区域DEM

详细阐述了利用GLAS数据和GPS数据生成Dome-A地区DEM的方法。首先进行GLAS数据转化, 便于与GPS数据结合, 提出一种快速搜索GLAS和其光斑(Footprint)覆盖GPS点的算法, 比较GLAS数据和GPS数据发现, 均值差异最大为1.118 m, 最小为0.997 m, 而标准差稳定为5-6 cm, 在进行椭球变换修正之后, 差值最大为0.405 m, 最小为0.284 m;之后利用改进的角度限差法沿测线对GPS数据进行特征点提取, 得到抽稀之后的数据;再利用抽稀之后的GPS数据和处理后的GLAS数据使用克里金插值方法生成研究区DEM。利用1199个GPS点和53个GLAS检验点对最后生成的DEM进行了精度分析, 残差中误差为5 cm, 最大残差绝对值为12 cm。利用原始GPS数据, 原始GPS数据和GLAS数据, 处理后GPS数据利用克立金插值方法分别生成了研究区的DEM, 通过等高线提取分析以及检验点的误差分析, 处理后的GPS数据生成的DEM要优于原始GPS数据的, 证明GPS处理的必要性。     

我国GPS跟踪站数据处理与时间序列特征分析

应用国内GPS跟踪站7a的观测数据，分析研究跟踪站坐标位置变化规律，并给出了站坐标和速度场精度的统计分析结果，同时介绍了国内GPS基准站的数据处理方法。通过对时间序列进行分析研究表明，GPS基准站的时间序列具有一定的周期性，高程分量的周期性最为明显，并且时间序列的时频特性表现出明显的区域性。     

On accuracy and reliability of instantaneous network RTK as a function of network geometry, station separation, and data processing strategy

The network-based approach to kinematic GPS positioning significantly increases the distance, over which carrier-phase ambiguity resolution can be performed. This can be achieved either by introducing geometric conditions based on the fixed reference locations, and/or through the use of reference network data to estimate the corrections to GPS observations that can be broadcast to the users. The Multi Purpose GPS Processing Software (MPGPS) developed at The Ohio State University uses the multiple reference station approach for wide area and regional differential kinematic GPS positioning. The primary processing algorithm uses the weighted free-net (WFN) approach with the distance-dependent weighting scheme to derive optimal estimates of the user coordinates and realistic accuracy measures. The WFN approach, combined with the single epoch (instantaneous) ambiguity resolution algorithm is presented here as one approach to real-time kinematic (RTK) GPS. Since for baselines exceeding ~100 km, the instantaneous ambiguity resolution may not always be possible due to the increasing observation noise and insufficient number of observations to verify the integer selection, an alternative approach, based on a single- (or multiple-) baseline solution, supported by a double-difference (DD) ionospheric delay propagated from the previous epoch is also presented. In this approach, some data accumulation, supported by the network-derived atmospheric corrections, is required at the beginning of the rover data processing to obtain the integer ambiguities; after this initialization period, the processing switches to the instantaneous RTK positioning mode. This paper presents a discussion on the effects of the network geometry, station separation and the data reduction technique on the final quality and reliability of the rover positioning solution. A 24-h data set of August 31, 2003, collected by the Ohio Continuously Operating Reference Station (CORS) network was processed by both techniques under different network geometry and reference station separation. Various solutions, such as (1) single-baseline solution for varying base-rover separation, (2) multi-baseline solution with medium-range base separation (over 100 km), and (3) multi-baseline solution with long-range base separation (up to 377 km), were obtained and compared for accuracy and consistency. The horizontal positioning accuracy achieved in these tests, expressed as the difference between the estimated coordinates and the known rover coordinates, is at the sub-decimeter level for the first approach, and at the centimeter-level for the second method, for baselines over 100 km. In the vertical coordinate, decimeter- and sub-decimeter levels were achieved for the two approaches, respectively. Even though all the results presented here were obtained in post-processing, both algorithms are suitable for real-time applications.     

BDS/GPS非差误差改正数的实时动态定位方法

针对我国地区观测数据的实验定位结果精度问题,该文提出BDS/GPS非差误差改正数的实时动态定位方法,研究了BDS/GPS单参考站非差实时动态定位算法模型,流动站使用非差误差改正数,不需要进行双差观测值的组合。参考站将非差误差改正数传递给流动站,对流动站的观测值进行误差改正,可以直接固定流动站的模糊度。实验表明:在我国南方地区BDS精度要优于GPS,而在北方地区,BDS/GPS定位精度和GPS定位精度明显优于BDS。并且与单系统相比,组合系统的可视卫星数明显增加,改善了卫星空间几何分布结构,从而提高了导航定位的可用性和精度。     

AutoCAD在测绘中的应用

介绍了AutoCAD软件的特点,讨论用AutoCAD实现数据到图形的自动转换、图形到数据的自动转换、用LISP程序实现图形的批量编辑、用LISP语言开发新的功能函数。最后,介绍了图形坐标还原、方位旋转及换带处理和GPS点、导线点、图根点展点在分幅图上的应用。     

AutoCAD在测绘中的应用

介绍了AutoCAD软件的特点,讨论用AutoCAD实现数据到图形的自动转换、图形到数据的自动转换、用LISP程序实现图形的批量编辑、用LISP语言开发新的功能函数。最后,介绍了图形坐标还原、方位旋转及换带处理和GPS点、导线点、图根点展点在分幅图上的应用。