船载GNSS探测海洋水汽信息的影响因子分析

利用船载全球卫星导航系统（global navigation satellite system,GNSS）方式探测海洋水汽含量,可丰富海洋水汽观测量和观测密度。利用印度洋航次试验实测数据,基于精密单点定位技术对海洋上空可降水份探测的精度问题进行了研究,主要分析了GNSS高程与可降水份之间存在的耦合关系,标定了动态GNSS的高程精度,分析了不同算法对可降水份估值的影响。结果显示:①固定解与浮点解、多系统与单系统对可降水份估算的影响不大,而不同软件、不同卫星星历和钟差产品对可降水份估算的影响较大,量级为2~4 mm;②高程与可降水份之间存在耦合关系,经初步估算,高程的均方根误差每增加24mm,则可降水份估值的均方根误差相应增加约1mm;③惯性测量单元垂荡值与精密单点定位高程结果之间的相关系数高达99%,二者的互差优于30mm,满足动态GNSS海洋水汽估计对高程精度的要求。     

基于三维DLT方法的非量测数码相机检校

低空无人机遥感系统应用日益广泛,其一般搭载传感器为非量测型数码相机,为了保证测量精度必须进行相机检校,以确定其内方位元素和畸变差系数。采用室外三维控制场的DLT(直接线性变换)方法,编制了基于三维DLT方法的非量测型相机的检校软件,该软件具备相机检校参数解算和物方空间坐标解算功能。对于室外三维控制场的测量数据和一海岛的无人机航摄数据,分别使用和不使用相机检校参数进行处理,试验结果显示使用检校参数可以获得更好地测量精度,表明了室外三维检校场方案和编制的相机检校软件是正确可行的,可实现非量测数码相机的检校。     

基于沿海业务观测的ＢＤＳ大气可降水量反演

随着中国北斗导航卫星系统新一代ＢＤＳ－３卫星发射,需要对ＢＤＳ反演大气可降水量的精度进行评估。选取 ４个中国沿海ＧＮＳＳ业务观测站,采用精密单点定位方法,设计了ＢＤＳ－２、ＢＤＳ－３和ＢＤＳ－２／３等３种数据处理方案, 开展岸基ＢＤＳ水汽反演试验,并以ＧＰＳ　ＰＷＶ和ＥＣＭＷＦ提供的ＥＲＡ５产品作为参考值,对ＢＤＳ　ＰＷＶ进行精度分 析。结果表明,利用新一代ＢＤＳ－３卫星反演的ＢＤＳ－３ＰＷＶ和ＢＤＳ－２／３ＰＷＶ与ＧＰＳ　ＰＷＶ和ＥＲＡ５ＰＷＶ参考值均 具有很好的一致性,其平均偏差分别为０．６ｍｍ和０．２ｍｍ,均方根误差分别优于１．０ｍｍ和１．６ｍｍ,具有较高的精 度,从而验证了新一代ＢＤＳ－３卫星对ＢＤＳ水汽反演精度提升的贡献;ＢＤＳ－２／３ＰＷＶ的精度略优于ＢＤＳ－３ＰＷＶ,在 一定程度上验证了ＢＤＳ混合星座对水汽反演精度的影响。     

青岛地区大气加权平均温度模型优化

大气加权平均温度是GNSS气象学中大气可降水量反演的一个关键变量,其精度对水汽反演结果具有重要影响.利用IGRA提供的青岛站2013-2017年的探空资料,采用单站建模方法,考虑单因子、双因子以及周期性误差改正等因素,构建和优化了青岛地区的大气加权平均温度模型;分别以青岛站2018-2019年的探空数据和ECMWF模式数据为参考,对本地化优化模型进行了精度分析.结果表明,青岛地区本地化优化模型基本消除了周期性误差影响,精度优于现有模型.     

广西钦州湾海域表层沉积物分异特征与规律

根据2008年12月广西钦州湾海域表层沉积物粒度分析结果,结合沉积物结构、地形和水动力条件,探讨了沉积物的分布规律及其作用机制。结果表明,钦州湾海域表层沉积物在横向上,自西向东呈现出西部粗、东部细,分选程度西部好于东部的特征;在纵向上,沉积物粒径呈现由内向外粒径从粗到细的特征,大致在5m水深处存在一个明显的界限,该水深以浅区域的砂含量较高,且主要沉积砂等较粗物质;该水深以深区域以粉砂质黏土为主,砂含量较低。Flemming的三角图式表明,钦州湾海域沉积动力相对较弱。在此基础上,根据水动力差异与物源不同,将研究区划分为5m水深以浅的西部区、5m水深以浅的东部区和5m水深以深的区域等3个沉积区。     

机载激光测深系统试点应用研究

首先概述了三种最新的机载激光测深系统的基本情况,然后介绍了两次不同的机载激光测深系统试验的情况及其结果。试验情况表明,机载激光测深系统在南中国海能够到达标称的测深能力,能够实现海陆一体化地理空间数据获取,具有广阔的应用前景。     

沿海GPS业务观测在海底地震监测中的应用

以2011年日本Mw9.0级特大地震为例,对国家海洋局沿海GPS业务观测系统在海底地震监测中的应用进行了研究。采用自行研制的精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)软件,基于静态和动态模式,先提取GPS站点的瞬时地表同震位移和震后形变,再反演得到了震源方位、站点上空大气水汽的动态变化等信息。研究分析日本强震对沿海GPS站址的影响以及该系统对日本强震响应的灵敏性,揭示沿海GPS观测系统在海底地震监测及海啸预警中的作用,据此拓展了该系统的应用,为沿海GPS业务观测系统的运行、维护和业务拓展提供了科学依据。     

GNSS-声学位置服务中声速误差修正方法

声速误差是GNSS-声学定位中的主要误差源,制约了GNSS-声学位置服务的精度。基于海洋时空基准网的思路,本文研究了GNSS-声学位置服务中声速误差的修正方法。首先,提出了一种声速剖面时域变化分层模型,以削弱声速的时空代表性误差;然后,针对没有声速剖面的海域,借鉴GNSS对流层误差的处理方法,提出了GNSS-声学位置增强服务的方法;最后,面向潜航器位置增强服务,进行了海洋声速层析方法的分析。利用南海水深3000 m海域的实测数据对上述声速误差修正方法进行验证,结果表明：经验正交函数法分层构建的声速场能以分米级精度确定海底控制点的位置;基于海底的控制点,利用本文所提出的GNSS-声学位置增强服务方法可为水平距离3000 m范围内的测船提供分米级精度的位置增强服务;层析的海洋声速剖面,在深度大于潜航器的区间内精度优于3.5 m/s。     

日本3·11特大地震的GPS震时和震后响应

借助PPP软件,利用位于日本及周边国家的IGS跟踪站和国家海洋局GPS业务观测站数据,提取2011年3月11日日本里氏9.0级特大地震的震时、震后地表震动信息和水汽信息。首先采用动态PPP方法得到GPS站点的震时水平运动轨迹、震时三维坐标时间序列以及站点上空大气可降水量的动态变化;然后采用静态PPP方法得到GPS站点震前和震后的单天解坐标。通过对计算结果进行分析和比较,揭示了GPS站点的震时地表三维形变过程和震后地表永久性形变,验证了日本震后灾区的降雪过程,为GPS技术用于地震监测和灾害预警提供有价值的基础资料。     

海洋时空基准网的进展与趋势

全球时空基准网是获取地球时空信息的基础设施,它包括地基时空基准网、空间时空基准网和海洋时空基准网3个部分,其中海洋时空基准网的建设尚属起步阶段。先就海洋时空基准网的概念及内涵进行了分析,并从海洋定位导航基准、高精度海洋水平及垂直定位基准等角度介绍并分析了其发展现状及未来趋势。海洋时空基准网的主要构建方式是综合运用GNSS（Global Navigation Satellite System）卫星定位、水下声学定位以及压力传感器等技术将全球统一的时空基准传递到海洋表层、内部和底部。它的建设在我国还属于空白,故需结合国情、配合国家战略规划大力推进;指出当前全球和各国海洋环境监测的需求普遍甚旺,而现有海洋环境监测网多为局域网络,未与时空基准网融合,故海洋环境缓变或快变的时空位置不清楚或不精确,因此,将海洋时空基准网与海洋环境监测网融合起来建设,实现效益、效率和功能的互补提升,显得尤为重要和紧迫。在此基础上还认为,融合后的海洋时空基准网与环境监测网加上通信和数据交换功能,以实现海洋环境精准监测并进行海洋信息传输的目的,进而逐渐推进以形成具有时空位置属性的全球性海洋环境感知认知网络,即为海洋物联网。进一步探讨设想:将海洋物联网与海底通信光缆链接起来,同时通过海面浮标观测舱与通信卫星链接起来,就构成了有时空位置属性的海洋互联网。最后认为,我国应加快建立以中国周边海域为主的精密动态海洋时空基准和环境监测网,并通过国际合作开展全球性海洋时空基准与环境监测网的布设。