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。     

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。     

卫星重力资料分析的同解法研究及其仿真

对同解法的基本思想和流程进行归纳,研制相应的软件系统.利用模拟的GPS和星间测距数据进行同时确定重力场模型和卫星精密轨道的仿真模拟,验证本文设计思路的可行性和软件系统的可靠性.     

利用卫星测高数据研究海面高月异常变化与厄尔尼诺现象的相关性

利用美国宇航局和法国空间局联合公布的T/P数据 (1994年、1996年和 1997年 )、欧洲空间局的ERS1数据 (1992～ 1993年 )和ERS2数据 (1996年、1997年 )以及美国海军的Geosat精密重复任务数据 (1987年、1988年 ) ,由共线法计算了热带太平洋及东、西赤道太平洋洋域海平面高月变化 ,进而研究了 1987年、1991～ 1992年、1994年、1997年四次厄尔尼诺现象与该地区海面高月变化的相关性。测高数据采用最新编辑标准编辑 ,同时进行了逆气压等各项物理改正 ,得出了与 1987年、1992～ 1993年、1994年、1997年厄尔尼诺现象有联系的热带太平洋及东、西赤道太平洋逐月的海面高变化异常图 ,利用正常年 1988年、1996年海平面高月变化作为基准 ,计算出相对于正常年的海平面高变化的异常值     

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。     

热膨胀效应对GNSS基准站垂向位移非线性变化的影响

天线观测墩及基岩的热膨胀效应会造成GNSS基准站坐标时间序列高程方向的非线性变化。本文提出了一种计算热膨胀效应导致的基准站垂向位移的改进方法:首先利用基岩热膨胀模型和基准站地表温度数据,分别计算热膨胀效应对基准站天线观测墩和基岩的影响量;其次,利用最小二乘拟合方法,同时估计模型中周期项的周期、振幅、相位等信息,而已有方法仅估计振幅与相位信息;最后,基于改进的模型,分析了基准站垂向位移的周期性特征变化。本文利用该方法分析了有代表性的9个IGS基准站的数据。结果表明:基岩热膨胀和天线观测墩热效应能造成测站垂直方向位移变化;在分析的基准站中,最大影响分别可达0.57mm和1.85mm;热膨胀效应造成的GNSS基准站垂直方向位移时间序列具有周年和半周年周期特性,分别可以解释测站U方向坐标时间序列季节性变化的11.2%和3.3%,影响大小随测站纬度的增加而增加,且半周年影响明显小于周年影响;同时,部分测站发现了其他小周期的影响(约51d)。此外,基于该方法,选取了全球107个IGS站,计算了热膨胀造成的各测站垂向位移周年振幅及其相位,结果显示周年振幅最大可达3.3mm,其大小和测站纬度具有比较明显的相关性。     

精密GPS定位中大气模型误差的研究与分析

介绍了与大气相关的最新的4种模型,通过分析中国及周边地区不同类型、大尺度的GPS网,研究了这4种模型对定位精度的影响,给出了模型的使用方法.     

青藏高原地壳运动与应变的GPS监测研究

全球定位系统(GPS)观测可提供高精度、大范围和准实时的地壳运动定量数据,使得在短时间内获取大范围地壳运动速度场成为可能,已广泛地用于监测现今地壳运动.该文利用1993~2002年间5期GPS观测资料采用自洽统一参考框架方法分析研究了青藏高原地区的现今地壳运动,获得了GPS速度场和应变场,结果及其精度较以前有所改善,尤其在垂直速度和喀喇昆仑-嘉黎以南地区应变参数较以前结果有较大不同.通过分析与比较得出:目前喜玛拉雅块体以N37.1±0.7°E的挤压为主,达到了-98.5±4.2×10-9/a,同时兼有的N127.1±0.7°E方向拉张,达到了26.7±2.8×10-9/a,最大剪应变62.6±2.6×10-9/a,面应变-78.1±5.1×10-9/a,这与前期的研究成果有着较大的不同;西藏块体N39.0±2.0°E挤压为主,达到了-20.3±1.2×10-9/a,同时兼有N129.0±2.0°E的拉张,达到了10.8±1.6×10-9/a,最大剪应变15.6±1.0×10-9/a,面应变-9.5±2.2×10-9/a;总体而言,喜马拉雅块体到西藏块体的主压应变率和拉张应变率变小;青藏高原现今东西向拉张主要体现在西藏块体中部;此外,GPS结果显示青藏高原每年以3~5 mm的速率处于隆升中,这一结果与前期GPS成果相差约2~3 mm.     

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。     

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。