基于多源卫星测高数据的新一代全球平均海面高模型

高精度高分辨率平均海面高模型是研究海洋动力环境变化的重要基础。本文基于多源多代卫星测高数据,包括Geosat/GM、Geosat/ERM、ERS-1/168、ERS-2、Envisat-1、T/P和Jason-1数据,采用统一精密的模型或方法对各项地球物理改正和传播介质误差进行了改进或重新计算,然后以T/P和Jason-1两种数据的共线平差作为参考基准,通过发展的全组合交叉点整体平差方法大幅度削弱了径向轨道误差和时变海面高影响,经比较后优选了最小二乘配置格网化方法,以EGM2008高阶重力场模型由移去－恢复方法得到了全球纬度80°S～82°N范围内海域2′×2′平均海平面高模型WHU2009。与国际上较常用的CLS01平均海平面高模型及实测2年平均Jason-1比较表明WHU2009模型整体精度优于CLS01模型。     

基于空域最小二乘法求解GOCE卫星重力场的模拟研究

本文论述了最小二乘过程中有色噪声的处理方法,提出使用AR模型对GOCE梯度观测值中的有色噪声进行时域滤波,数值模拟结果验证了该方法的有效性。利用数值模拟验证了直接求逆方法和PCCG法求解大型法方程的有效性,后者的效率远远高于前者。联合加入噪声（有色噪声和白噪声）的卫星重力梯度张量径向分量观测值Vzz和SST观测值,分别使用空域最小二乘法和SA方法恢复了180阶全球重力场模型,前者求解重力场模型的大地水准面和重力异常在180阶次的精度分别为3.01cm和0.75mGal,优于SA方法求解模型的精度。     

子网划分在大规模GNSS基准站网数据处理中的应用

基于大规模GNSS基准站网数据处理中的相关理论和技术,介绍了高精度数据软件及精密数据处理方法,以江苏连续运行参考站网(以下简称江苏CORS)为例,探讨分析了子网划分策略的可行性,给出了适用于大规模GNSS基准站网数据处理的原则,并将其结果与整体平差进行了比较分析,对大规模GNSS基准站网中子网划分方法提出了建议。     

自动分区坐标转换算法及其软件实现北大核心CSCD

针对基于CORS的大区域整体测量与坐标分区域转换之间的矛盾,提出自动分区坐标转换方法,并研制了应用软件,实现了批量坐标数据的自动分区转换。测试结果表明,该软件可以提高大区域坐标分区转换的效率和可靠性,实用性强。     

地影期间卫星姿态四元数产品对北斗精密单点定位的影响分析

与分析中心保持一致的卫星姿态模型是精密单点定位(PPP)获得高精度定位的关键因素。本文基于武汉大学分析中心(WUM)提供的卫星姿态四元数产品,详细阐述了利用卫星姿态四元数计算偏航角的方法。针对卫星在太阳高度角较低的情况,分析了WUM对BDS-2/BDS-3所采用的姿态模型策略,并基于开源定位软件GAMP深入研究了不同的卫星姿态模型策略对BDS-2/BDS-3 PPP定位的影响。研究表明,在深地影时期,不一致的姿态模型会导致偏航角出现360°的差异,进而使相位缠绕和卫星天线相位中心改正出现分米级的偏差。在此期间,使用卫星姿态四元数产品,与名义姿态相比PPP的定位精度在东、北和天顶方向能分别提高约32%、29%和38%;相较于剔除姿态异常卫星策略(剔除远日点和近日点的卫星),PPP的定位精度在3个方向分别能提高约29%、25%和28%。因此,PPP用户应采用各分析中心提供的卫星姿态四元数产品进行天线相位中心改正(PCO)和相位缠绕改正,避免使用不一致的姿态模型导致PPP定位结果的可靠性降低。     

联合GRACE与GPS比较山西省垂向地表形变

利用2009-05～2010-12共20mon的GRACE时变重力场反演了山西省境内陆地水储量变化造成的地表垂直位移,并与同期的GPS高程残差进行了比较。结果显示,对大部分CORS站而言,GRACE反演的水文地壳垂向形变与GPS高程残差时间序变化量均在-6～6mm之间;由二者提取的年周期信号平均振幅均为2.5mm左右,但是相位存在较大差异。由于GPS数据处理过程未考虑周日、半周日大气潮汐,高阶电离层,及非潮汐海潮的影响,这三项误差会传播到测站坐标的时间序列,对GPS周年信号产生影响,所以可以认为GRACE与GPS结果的差异更多的是来自GPS数据处理的误差。     

利用最新GOCE重力场模型确定南极绕极流

利用最新的纯GOCE重力场模型GO_CONS_GCF_2TIM_R4及由多源多代卫星测高数据确定的精细平均海平面高模型WHU2009,基于地转平衡方程确定了南极绕极流,其流幅的变化趋势与由海洋实测数据获取的SAF和PF锋面保持一致。将其分别与GRACE、多源数据同化模型CNES-CLS09和NOAA海洋实测数据结果进行了比较分析,结果表明,确定南极绕极流在u、v方向与海洋实测结果差异分别为10.1cm/s和5.3cm/s;在大尺度上,结果与同化模型和实测数据结果具有较好的一致性,明显优于GRACE结果,并且在大陆沿岸附近海域略优于多源数据同化模型CNES-CLS09;此外,利用本结果还可有效探测威德尔旋回和罗斯旋回等中尺度涡。     

澳大利亚GPS坐标时间序列跨度对噪声模型建立的影响分析

坐标时间序列跨度对噪声模型建立存在较大影响。本文利用澳大利亚板块内10个连续GPS测站1998年1月至2009年7月的观测资料,采用4种策略分别以2.5年和递增的时间间隔,全面深入地分析了10个坐标时间序列的噪声特性变化,以及对应的速度及其不确定性的变化情况。通过分析10测站的噪声特性,发现采用假设白噪声加闪烁噪声组合的噪声模型与采用假设幂律过程的噪声模型具有等效性,其速度不确定性从时间跨度～9.5年开始趋于并且优于～0.2mm／a。同时,结果表明：采用长于9.5年的时间序列可以改善噪声对位置时间序列中速度以及不确定性的影响;并且在该区域不适合采用去除共模误差的空间滤波方法对时间序列进行处理;描述这些时间序列水平分量的最优随机模型为采用白噪声和闪烁噪声的组合。     

中国区域IGS基准站坐标时间序列噪声模型建立与分析

选取ITRF2005框架下中国区域(包括台湾地区)11个IGS基准站1995-2010年的坐标时间序列,采用不同噪声模型组合对它们进行噪声分析,并计算大气压负载、非潮汐海洋负载、积雪深度及土壤湿度负载对测站位移的影响,得到地表质量负载改正前后各测站分量的最优噪声模型。结果表明,中国区域IGS基准站的噪声模型存在多样性,且各分量具有不同的噪声特性,主要表现为闪烁噪声+白噪声和带通幂律噪声+白噪声。噪声模型与地表质量负载及其测站速度、速度不确定度之间的定量分析表明地表质量负载会造成测站的噪声特性变化,主要表现为带通及随机漫步噪声特征。不同复杂噪声模型对测站线性速度及不确定度会产生一定影响,少数测站高程分量差异甚至超过1 mm/a。     

山西CORS网基准站速度场分析

利用GAMIT/GLOBK软件处理山西CORS基准站2009-05～2011-02期间将近2a的数据,确定了基准站的坐标时间序列和速度场,并分析了山西省地壳运动。结果表明,山西CORS基准站在ITRF2005框架下水平方向运动的平均速率为33.97mm·a-1,运动方向为SEE110.55;相对于欧亚板块的水平方向运动的平均速率为6mm·a-1,运动方向为SE130.69。此外,SXCORS基准站在ITRF2005框架下的垂直速度场的变化规律为绝大多数地区发生沉降,且南部地区的沉降速率大于北部地区,沉降的主要原因是由于地下水的长期开采和超采以及煤炭的开采,并且该现象在南部地区更为严重。