利用多模多频GNSS-IR信号反演沿海台风风暴潮

台风风暴潮每年给沿海城市造成了极大的损失,近年来利用GNSS反射信号的地基遥感方法可以用于潮位监测,称为GNSS-IR（global navigation satellite system-interferometric reflectometry）,对风暴潮期间验潮站资料进行补充。由于风暴潮发生时间短且破坏性强,单系统GPS的时间分辨率难以满足海洋灾害的监测需求。本文基于中国香港站（HKQT）和巴哈马群岛站（BHMA）的多模多频GNSS卫星观测数据反演了3次沿海风暴潮事件。先对多模多频数据的质量进行分析,随后分别对2019年飓风“多里安”、2018年台风“山竹”和2017年台风“天鸽”引起的3次风暴潮,利用基于滑动窗口的最小二乘法对多模多频GNSS-IR反演结果进行改正并与验潮站实测值对比分析。试验结果表明,利用多模多频GNSS-IR反演“多里安”风暴潮的精度优于14 cm,反演“天鸽”和“山竹”风暴潮的精度优于9 cm。相比GPS单系统,多模多频GNSS-IR能够提高监测的精度和时间分辨率,有效提取风暴潮中异常潮位的涨潮、峰值和落潮的全过程,对海洋灾害的研究监测发挥重要作用。     

稳健时序分析方法及其在边坡监测中的应用

本文将稳健估计方法引入时间序列建模,提出了基于稳健估计的自回归建模方法。采用某实测边坡两个监测点连续30期数据对该方法进行了验证计算与分析,结果表明当监测序列没有异常值时,稳健与常规自回归模型的预报精度相当;而当监测序列含有少量异常值时,稳健比常规自回归模型的预报精度有较明显的提高。     

InSAR相位干涉图滤波方法研究

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)中相位干涉图的质量是决定干涉测量精度的关键因素之一。在其他影响因素确定的情况下,干涉图滤波是提高干涉图质量的有效手段。介绍多视数均值滤波与基于梯度的自适应滤波,分析其优缺点,在此基础上,探讨这两种滤波相结合的综合滤波方案,提出直接对InSAR相位干涉图的实部和虚部进行综合滤波的方法,给出具体流程图。最后,通过对实际SAR数据的处理验证所提出的滤波方法抑噪效果明显,且能很好地保持相位干涉图的边缘信息。     

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利用D-InSAR技术监测盐城地区地表形变

利用Envisat获取的盐城地区2004年1月-2009年5月的6景SAR数据,通过合成孔径雷达差分干涉测量技术处理,得到了2004年1月-2005年1月、2005年6月-2005年11月和2008年12月-2009年5月盐城市地表形变场.研究结果表明,盐城主城区在2004年1月到2005年1月之间整体沉降量相对较小,仅存在一个平均沉降量为-5mm左右的沉降小漏斗,不存在较大的沉降漏斗;在2005年6月到2005年11月之间沉降中心有所转移,出现了两个新的区域性沉降区域,最大沉降量可达-39.4mm;2008年12月到2009年5月之间,盐城主城区区域性沉降区域的范围有所减小,但出现了新的沉降漏斗,平均沉降量可达-12mm.沉降量的加大与盐城市地下水的过度开采有关.     

MGEX差分码偏差产品对BDS-3伪距单点定位的影响研究

为研究不同差分码偏差(differential code bias,DCB)产品对BDS-3伪距单点定位的影响,推导了BDS-3单频和双频无电离层组合伪距单点定位卫星端DCB改正模型,基于多模全球导航卫星系统（global navigation satellite system,GNSS）实验跟踪网发布的中国科学院(Chinese Academy of Sciences, CAS)和德国宇航中心(Deutsches Zentrum für Luftund Raumfahrt,DLR)两种DCB产品,并结合全球不同纬度均匀分布的国际GNSS服务测站连续7天的BDS-3实测数据对B1I、B1C和B2a单频与B1C/B2a、B1I/B3I两种常用无电离层组合伪距单点定位精度进行对比分析。实验结果表明,在B1I、B1C、B2a 3种频率和B1C/B2a、B1I/B3I两种组合中,CAS产品改正后的定位精度整体上优于DLR产品,具体来说,定位精度的平均值在E、N、U 3个方向上分别提高了3 cm、1 cm和6 cm。     

基于近岸海岛GPS数据反演海洋分潮负荷影响

本文探索了海潮负荷特征值的反演方法.基于中国近岸海岛GPS站(平潭与闸坡)观测数据,采用FFT方法提取了海潮负荷特征值,分析了反演特征值与全球海潮模型FES2004、NAO.99b和GOT4.7计算出的相关特征值之间的差异,评估了反演海潮分潮频率项的精度,并利用平潭站得到的海潮负荷特征值对附近的三沙站进行海潮改正以评价反演效果.结果表明:(1)频谱分析可精确提取4个半日分潮和4个全日分潮负荷的频率信息;与已知频率相比,P1分潮的反演频率误差为1.4%,其他7种分潮负荷反演频率误差均小于1%.(2)两个海岛分属不同的潮波入侵通道,反演分潮振幅和初相存在差异,但反演分潮频率几乎一致,间接证实它们属于同一潮波系统,也表明其潮差有别.(3)反演振幅与三种全球模型具有较好的一致性;其中S2、O1、P1、Q1四个分潮在水平方向互差为1~2 mm,高程方向上的互差均小于3 mm;K2、K1、M2、N2在水平方向振幅互差多数小于2 mm,个别差异高达4 mm,高程方向互差多为5~6 mm,个别超过10 mm.(4)反演得到海潮负荷改正模型相对于3种全球模型在三沙站的改正效果略佳,间接表明反演结果有效、可靠.(5)动态PPP结果中虽然存在多种误差,其时间序列仍可分离并提取海潮负荷的影响.     

一种改进的单站TEC快速估计与短期预报方法

为解决电离层产品大多基于格网形式及传统预报模型精度较低等问题,采用加权函数方法计算单站TEC,并提出一种基于滑动窗口改进的MEA-BP(MW-MEA-BP)预报模型。选取不同纬度的IGS测站,分别对太阳活动低年和太阳活动高年的观测数据进行分析验证。结果表明,本文单站TEC估计方法快速可靠,在短期预报方面,MEA-BP模型较BP模型有明显改进。当TEC变化剧烈时,本文MW-MEA-BP模型的预报精度较BP模型提高71.8%～90.6%,较MEA-BP模型提高13.9%～54.4%。本文研究结果可为定位用户提供先验准确的电离层信息。     

拉格朗日基函数重建稳态海面地形方法的参数化分析

稳态海面地形的参数化方法对于融合平均海平面和大地水准面求解高精度稳态海面地形信号具有重要作用。研究了基于高阶拉格朗日基函数重建稳态海面地形的方法,构建了含有4参数、16参数及36参数的拉格朗日基函数进行海面地形建模,重点分析了基函数的选取对稳态海面地形重建的影响。研究结果表明,基于16参数的拉格朗日基函数重建的海面地形和外部数据的一致性更高,其求解的海面地形与对比数据的差异标准差为3.1 cm,较基于4参数和36参数基函数求解的结果分别减小0.9 cm和1.1 cm。在海流运动活跃的区域,基于16参数基函数重建的海面地形与对比数据的差异较基于4参数和36参数的结果有5 cm的改善。此外,基于16参数基函数求解结果的地转流信号与对比数据符合较好,其中纬向地转流分量与对比数据的差异标准差较基于4参数和36参数的结果分别减小0.4 cm/s和2.8 cm/s。