块对角最小二乘方法在确定全球重力场模型中的应用

分析研究了最小二乘求解重力场模型的六种位系数排列方式下的块对角形态及三种不同条件下的块对角近似：BD-1、BD-2、BD-3,探讨了块对角最小二乘方法在联合早期卫星重力场模型和最新GRACE-only模型中的应用,通过实验计算,结果表明,块对角最小二乘方法较之于积分方法,能更好的提高所恢复模型的精度,说明在卫星重力飞速发展、地面重力数据不断完善的今天,块对角最小二乘法在超高阶地球重力场模型构建方面的优势逐渐突出。     

多元化重力场信息系统构建

基于重力测量信息化建设的目的,在对重力场信息深入分析的基础上对多元化重力场信息服务及其应用进行了研究。建立了以多元化重力场信息为基础,集数据存储、处理、分发和应用于一体的服务体系。研究结果表明,构建基于多元化重力场信息数据库的重力场信息服务系统,能够使海量重力场信息的管理更科学、使用更高效、空间分布特性表现更直观;满足了重力场研究和应用部门的数据服务要求;实现了海量重力数据获取、处理和管理的自动化;提高了工作效率。     

GAINS中重力传感器信息的扰动改正

重力辅助惯性导航系统GAINS(Gravity Aided Inertial Navigation System)是利用地球物理特征信息──重力来完成水下运动载体的辅助惯性导航与定位。为实现重力匹配以校正惯性导航随时间累积的误差,首先必须对重力传感器输出信息进行扰动改正。分析了水下运动状态下重力传感器受到的各种重力扰动,如垂直扰动加速度、水平扰动加速度以及厄特弗斯效应影响所产生的原因,研究了扰动误差模型与INS导航精度之间的关系,并通过计算,提出了可直接以INS输出数据而无需其它外部有源导航信息进行扰动分离的方法。     

利用地球重力场模型计算CHAMP卫星参考轨道

结合CHAMP卫星观测数据的动力法反演,研究了CHAMP卫星参考轨道的数值方法.分别通过利用40～50阶重力位系数模型计算轨道,并与业已公布的卫星轨道数据进行比较,结果表明, CHAMP(低轨)卫星轨道对重力场低频部分的敏感度较大,考虑低阶(40阶左右)重力场模型计算的卫星参考轨道精度较高.     

Jason-2卫星阈值重跟踪算法比较

选取Jason-2卫星在中国南海北纬15°~18.5°范围1 276个波形数据,依据Threshold算法和SeaIce算法对波形进行重跟踪,得到不同阈值水平下的距离改正结果。结果表明:当星下点轨迹靠近陆地时,距离改正值增大。然后,依据不同方法、不同阈值水平对应的距离改正值对卫星观测的海面高实施修正,得到相应的海面高结果。作为验证,选取法国国家太空研究中心(CNES)发布的海面高作为外部检核条件。将修正后的海面高与CNES公布的海面高进行较差比较,较差值的统计分析表明:SeaIce重跟踪算法在阈值水平为50%时,差值的标准差明显小于其他方法的计算结果。     

基于IGS精密星历的BERNESE光压模型参数分析

分析导航卫星在光压的作用下影响较大的光压模型参数并寻求其变化规律。文中根据自编程序Orbit,对国外成熟的GPS光压模型进行实验分析,利用IGS精密星历,通过动力学拟合方法求解一年的BERN0光压模型的九参数(D0,Y0,B0,Dc,Yc,Bc,Ds,Ys,Bs)并分析其变化规律。实验表明,D0,Y0,B0,Bc,Bs方向的光压参数存在周期性变化,其余方向的参数变化规律性不强。运用相关性参数分析B0和Dc;Yc和Bs;Ys和Bc;Ds和Y0 4组光压参数强相关,每组中可考虑其中一个参数,结合5个参数的物理规律,只考虑D0,Y0,B0,Bc,Bs 5个参数是合理的,与武大五参数模型的理论相吻合。     

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。     

不同型号卫星的光压模型参数的拟合

随着GPS卫星型号的不断更新,目前共存在8种型号的卫星。每一种型号卫星的材质不尽相同,关于卫星的光压模型也略微不同。探究了不同型号卫星在body-fixed坐标系下光压加速度分量关于B角的约函数模型;利用IGS提供的精密星历,通过动力学轨道平滑过程来拟合8 d的数据,生成在solar-oriented坐标系下的加速度;把加速度在solar-oriented坐标系D-Y-B轴的分量转换到在body-fixed坐标系X-Y-Z轴分量;利用最小二乘法则拟合关于B角的约函数模型,建立关于B角的不同型号卫星的傅里叶光压模型,并进行轨道的外推。通过分析轨道外推的精度,验证GPS不同型号卫星光压模型拟合的精准性,为以后北斗卫星的光压建模提供理论依据。     

一次远距离台风影响的陕北区域性暴雨成因分析

利用常规高空、地面观测资料以及NCEP/NCAR 1°×1°间隔6 h再分析资料,对2020年8月4—5日陕北区域性暴雨过程进行诊断分析。结果表明：此次暴雨过程的主要影响系统为500 hPa西风槽和副热带高压,中低层的切变及正涡度,为暴雨提供了有利的动力条件。随着台风“黑格比”的西移北上,副高主体西伸北抬,引导副高外围水汽向西北地区输送,促进了西南急流的建立和水汽的持续输送;同时台风西北侧偏东气流的加强,高能锋区梯度加强且向陕北地区伸展,使得雨强增大,850 hPa能量锋区为强降水的落区。暴雨区对流层中低层表现为较强的对流不稳定层结,形成有利于暴雨的高能高湿环境场。暴雨前期主要受弱的东路冷空气影响,降水效率低。暴雨后期高空冷空气入侵,850 hPa台风外围东风风速辐合增强,同时伴有强的上升运动,陕北地区受中尺度对流系统的作用导致暴雨加强。     

陆地重力精化技术软件平台的设计与实现

陆地重力精化技术是精确重力场信息、提供重力场应用保障的关键技术手段。介绍了陆地重力精化技术软件平台的设计思想和主要功能并对各部分涉及的关键技术进行了分析与阐述。软件平台由重力场数据处理、重力场数据应用与分析以及重力场数据可视化3部分组成。实现了重力观测数据的数据库管理,重力场数据处理的自动化,野外重力测量布点仿真和重力场信息的图形可视化等功能。