南极Dome A地区高精度DEM的建立——顾及波形重定、坡度改正及数据融合

介绍了CryoSat-2LRM模式下优化后的OCOG、CFI和LIRT的3种波形重定算法。基于南极Dome-A昆仑站区的实测GPS数据,比较了CryoSat-2LRM模式下的3种波形重定方法,对不同波形重定算法下的测高数据进行了精度评估。结果表明优化后的OCOG算法精度最好,与GPS结果平均差值约为-0.07m,标准差约为0.60m,明显优于其他两种算法。通过比较坡度与卫星数据精度的关系,发现坡度因素对于卫星测高数据精度的影响不可忽视,在Dome A地区验证结果表明,坡度改正可使得卫星测高精度提高约38%。最后联合GPS和CryoSat-2OCOG数据,建立了南极Dome-A地区300m分辨率DEM,其精度约为0.24m。     

行星际深空探测中双程测速的高精度计算方法

对于行星际深空探测（距地球1亿km以上）任务,由于受到计算机字长的限制,传统双程测速模型的计算精度无法满足高精度定轨的需要,其最大误差源于多普勒频移周计数终点和始点上行几何距离之间和下行几何距离之间差分值的计算过程。对此建立行星际双程测速模型,高精度地计算了两个差分值,推导模型的计算公式并给出详细步骤,同时给出计算过程中需要的切比雪夫差分多项式递推公式的形式。将该模型在深空探测器精密定轨与重力场解算软件系统（Wuhan University deep-space orbit determination and gravity recovery system,WUDOGS）中进行了实现,并以欧空局火星快车号（Mars express,MEX）探测任务为背景,利用该软件进行仿真测试,从计算精度和定轨结果两个方面验证该模型的优越性。结果表明,该模型将双程测速的计算值在计算机中表达的精度提高2个数量级,同时避免了定轨过程中引入额外的数值误差,可以为后续高精度的行星际深空探测任务的定轨提供参考。     

基于Sentinel-1 SAR的埃默里冰架前端位置自动检测研究

埃默里冰架（Amery ice Shelf,AIS）是南极洲第三大冰架,冰架状态影响着南极洲物质平衡和海平面变化,但目前对于AIS与海水交界的冰架前端位置确定研究甚少。基于哨兵一号（Sentinel-1）合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）影像提出了一种高效且精确的冰架前端自动检测方法,利用冰架和海水之间的过渡带的SAR后向散射系数分布特点,利用Sentinel-1 SAR影像并结合单元最小恒虚警率（smallest of constant false alarm rate,SO-CFAR）和形态学滤波得到冰水二值图,采用滑动窗口和累积和的方法自动提取每条剖面线对应的冰架前端点位置,自动绘制AIS前端轮廓线。考虑SAR影像空间分辨率和剖面分辨率等因素对前端检测的影响,进行冰架前端参数优化,并分析有无浮冰对冰架前端提取精度的影响。为了验证影像空间分辨率对各种方法检测结果的影响,将AIS前端无碎冰的影像进行双线性内插法重采样处理,并与基于标准差与五大值法的冰架前端提取算法进行精度对比分析。实验证明提出的剖面法具有一定的适用性。此外,通过分析AIS前端有无碎冰发现,基于SO-CFAR和形态学滤波算法相结合的剖面法对冰架前端提取精度最佳,最优检测精度小于1个像素,且受表面融水、冰架破碎等较小,具有较强的场景适应性。     

青岛地区CORS反演水汽中大气加权平均温度模型的建立

作为区域连续运行参考系统(CORS)反演大气可降水量的关键参数——大气加权平均温度,时空特性明显。为了提高区域CORS反演大气可降水量的精度和可靠性,利用青岛探空站2009-2011年3年的探空数据,分析得到地表温度Ts与加权平均温度Tm的相关系数R为0.877 6,为强线性相关;采用回归分析建立了青岛地区加权平均温度模型;利用该模型计算青岛地区2012年加权平均温度,与由探空数据计算的加权平均温度的平均偏差、标准差和均方根误差分别为0.307 K、3.359 K和3.384 K;将该模型应用在青岛CORS反演大气可降水量的计算中,与临近探空站计算的大气可降水汽相比,平均偏差、标准差和均方根误差分别为0.70 mm、3.48 mm和3.53 mm.研究表明,应用区域探空数据建立加权平均温度模型具有可行性,并可以在一定程度上提高区域CORS反演大气可降水量的精度和可靠性。      

Slepian函数在月球局部重力场分析中的适用性分析

在分析Slepian函数数学性质的基础上,选取月球北极球冠区域为研究范围,结合CEGM02模型,研究Slepian函数在解算月球局部重力场和局部功率谱优缺点和适用范围。同时利用CEGM02、SGM150j、LP150Q、GRAIL660模型,分析不同模型的月球局部重力场-地形导纳及相关性。结果表明Slepian函数的局部正交特性在表达月球局部重力场方面有明显优势;由Slepian模型计算得到的局部重力场功率谱可信可靠带宽较大,但球冠边缘异常信号对谱分析结果高频部分带来较大不确定性;利用Slepian加窗的局部谱分析方法可以分析局部区域能量与全球的关系,但其谱分析结果可信可靠频段较窄,低阶段误差较大。4个重力场模型局部重力-地形导纳中低阶部分接近,高阶部分随阶次增大差距明显,可靠性降低。     

坐标转换方法在成像模糊水道油气勘探中的应用

随着国内石油公司在海外石油勘探步伐的加快,海外钻井数量日益增长,所面临的坐标转换问题突出。本文以探索研究适用于在海外油气勘探钻井设计过程的实用方法为目标,阐述坐标转换在储层横向变化快的地区进行钻探的重要意义,深入研究坐标系统的组成与特点,提出利用已有的地震解释软件、自编软件等两种快捷简便且准确的坐标转换方式,所得结果经过已知数据对比验证,误差在0．3m范围内。将上述两种转换方法应用在西非深水区X研究区的边界成像模糊浊积水道储层的井位设计中,经钻井证实,井点位置准确,钻探结果符合预期。     

物理大地测量与地球物理正常重力场的同源性研究

论述了物理大地测量与地球物理中分别对应的正常重力场源的构成、物理与几何上的意义以及对两者之间的差别进行了论述 ,分析了同源性研究在物理大地测量与地球物理相互结合以及定量描述地球内部密度分布的过程中的重要意义 .给出了同源性分析可遵循的途径及其所应满足的条件与约束 .最后 ,以正常椭球的扁率变化率具有最小模为约束 ,应用PREM模型 （PreliminaryReferenceEarthModel）密度为大地测量中正常椭球赋值 ,其结果以正常椭球的内部扁率的多项式表达式给出 .     

小行星引力场综述

近年来小行星探测已成为各航天大国的热点,小行星引力场对研究其内部结构、组成成分、早期演化和探测器轨道设计、着陆等方面有着极其重要的作用.随着小行星探测数据的不断更新、探测任务的增多和观测技术改进,针对小行星引力场的研究也在不断增多并产生新的进展.目前获取小行星引力场的方法主要为利用探测器飞掠过程中得到的轨道跟踪数据反演...     

空间跟踪技术的发展对月球重力场模型的改进

本文基于绕月卫星跟踪技术的三种模式,即地面跟踪模式、高低跟踪模式和低低跟踪模式,将月球重力场的发展历程分为四个阶段.分别介绍了各阶段跟踪模式的主要原理、技术特点以及所获取的具有代表性的重力场模型,并对这些模型的精度特征进行了评述.进而,通过分析不同阶段重力场模型所获取的月球重力异常特征和精度、不同阶段重力场模型的定轨精度,阐明了:空间跟踪技术的进步,极大地提高了月球重力场模型的精度,并且,有效地促进了对月球物质结构特征的认识和绕月卫星定轨的可靠性.最后对月球重力场模型中尚存在的问题以及探测技术的发展前景进行了分析和展望.     

顾及共性误差的南极半岛地区连续GPS站坐标时间序列分析

共性误差是区域连续GPS网络中存在的一种与时空相关的主要误差源.对区域网络使用空间滤波能够有效减小这种误差并改善坐标时间序列的精度.本文使用GAMIT/GLOBK 10.5软件解算南极半岛区域11个GPS测站2010—2014的数据,各测站独立估计的单天解组成坐标时间序列.利用堆栈法(stacking)、主分量分析法(principal component analysis,简称PCA)和Karhunen-Loeve展开法(KLE)对其进行空间滤波,在利用PCA和KLE方法进行空间滤波时,使用前两个主分量作为共有模式分量.结果表明:三种方法均能有效提取南极半岛区域共性误差,PCA方法的滤波效果明显优于stacking方法,略微优于KLE方法;空间滤波能够有效减小残差时间序列的振幅、功率和RMS;对坐标时间序列进行空间滤波能够有效降低其线性项和周期项误差,从而提高线性项和周期项估计的精度.共性误差的谱分析结果显示在U方向上存在9.4天、13.7天等短周期的信号,推测共性误差组成成分中可能含有与海潮相关的误差源.