脉冲星导航试验卫星空间计时数据的初步分析

脉冲星导航试验卫星(X-ray pulsar-based navigation-1, XPNAV-1)是我国首颗致力于探索X射线脉冲星导航技术的空间试验平台,已在轨运行七年多,获得大批观测数据,本文收集了该卫星三年多的空间观测数据,开展了一些有益的技术探索.首先处理分析了卫星对Crab脉冲星观测数据,得到Crab脉冲星的每轨、每天和总脉冲轮廓,结果表明,在时间维度上脉冲轮廓是稳定的,与国内外观测结果一致性较好;其次得到Crab脉冲星不同能段脉冲轮廓,分析了脉冲轮廓随能量变化特征;在能量维度上,得到了Crab脉冲星在不同脉冲相位区间的能谱,发现能谱与相位区间的脉冲强度成正比,表明我国自主研制的聚焦型X射线探测器具备良好的技术状态,也实现了卫星精确地“看得见”脉冲星的试验目标.最后利用XPNAV-1卫星的三天观测数据,实现基于最小二乘算法的脉冲星导航试验解算,得到卫星轨道确定精度约为56.93 km,分析发现XPNAV-1星对Crab脉冲星观测误差和初始轨道误差对当前导航解算精度影响较大.     

不动产测量成果构建地理实体的方法研究

针对建筑物实体的快速融合构建模式,实现场景数据的结构化和语义化,是目前自然资源部和各新型基础测绘试点城市研究的重要内容。该文提出了一种基于不动产测量成果构建建筑物房屋、层、户实体的方法。以不动产测量图元为基准,基于业务规则对图元进行定性描述并编码,并变换成竣工验收测量图元,解决了在构建实体数据时提取不同专题要素间数据的关联关系问题;通过解析图元编码,可快速识别图元的语义,实现对构成实体的图元要素快速提取和按规则高效融合。实验结果表明：该方法不仅有效解决专业测绘数据自动适配组装基础测绘建筑物实体数据的问题,同时以不动产登记业务和工程项目竣工验收业务为驱动,解决了数据更新及时、动态持续的问题。     

结合InSAR和独立成分分析的衡水市地面沉降研究

针对地下水的过度开采容易导致地面沉降问题,为了更好地管理地下水开采,防控地面沉降,该文结合使用了InSAR时序数据和ICA方法,将衡水市部分地区2017—2020年地面沉降分解为3个模式,并结合地下水等数据对独立成分的时空特征进行分析。通过IC时间序列与地面沉降序列较高的相关系数(0.98、0.74和0.84以上),验证了独立成分时间序列与地面沉降的一致性;通过各分量的贡献占比,可知地面沉降的主导成分;IC3与地下水的相关系数(0.9以上)表明IC3受到地下水变化的控制。实验结果表明,研究区地面沉降有长期沉降、城市生活和工业用水引发的沉降以及季节性沉降3种沉降模式,其中长期沉降为地面沉降的主导成分,季节性沉降与冬小麦-夏玉米的耕作制度有关。     

GNSS坐标序列的自适应奇异谱分析

针对奇异谱分析在进行大量GNSS高程时间序列时变周期信号提取时存在繁琐而低效的问题,提出一种自适应奇异谱分析方法。通过改进迹矩阵的构建方式提高算法运行效率,并结合频谱分析辅助确定滞后窗口大小,同时采用迭代法自主选择主分量,从而精准高效地提取时间序列中的周期项信息。实例分析表明,该方法能自适应地设置滞后窗口大小,准确提取大量GNSS高程时间序列中的时变周期信号,且单个时间序列提取效率是奇异谱分析的6倍,该方法的自适应性和准确性使其更加适用于大量GNSS站点的时变周期信号分析。     

磁异常探测中磁场矢量导数快速计算方法

目的 针对计算磁位高阶导数常用的频率域快速傅立叶变换方法在实际应用中存在边界效应的问题,提出了分别在x和y方向上移相π/2二维余弦变换定义及其时域微分定理,推导出了磁场矢量分量的导数计算公式,并将其应用于方向解析信号的磁异常边界识别方法。通过棱柱体源磁场理论数据对比分析,验证了基于余弦变换计算磁位高阶导数的方法在不需要扩边或滤波处理、未增加额外处理数据和算法复杂度的前提下,可避免或减小边界效应,算法稳定性更好,计算结果精度更高。     

一种基于GEO星间链路的导航系统时间同步新体制

设计提出了一种时间同步新体制即在GEO卫星上放置高精度氢钟并在GEO卫星间建立高精度星间链路以进行高精度时间维持利用两种方案进行了仿真比较研究 仿真结果表明本文提出的方案切实可行可以显著提升时间同步精度尤其是自主时间同步精度并得出了时间同步精度与星间链路精度和星载钟的精度关系 仿真结果表明星载钟精度对新体制时间同步精度的影响相对于星间链路精度的影响较小.     

不同坐标转换方法适用性分析

简述了相似变换法、多项式变换法和格网内插法等三种常用坐标转换方法,通过算例分析、比较了不同公共点密度情况下的转换精度,归纳总结了不同坐标转换方法的特性,并对其适用性提出了建议。     

北斗非GEO卫星信号码并行捕获

2012年12月,北斗二代的接口控制文件正式公布。北斗B1I频点的非GEO卫星上调制20bit的NH码,因此每1ms信号可能存在比特跳变。借鉴传统GPS并行码相位捕获算法,本文研究一种基于补零FFT的并行码相位算法。该算法能够实现1-20ms相干积分,利用非相干累加提高信噪比,并采用一种对信号强度和采样率不敏感的判决变量。仿真表明,通过相干积分和非相干累加,该算法使用400ms数据可以捕获24dBHz的弱信号。     

资源三号卫星不同空间分辨率图像斑状植被检测比较研究

黄河三角洲滨海区域大量分布着由柽柳、芦苇、翅碱蓬、二色补血草、白茅等等组成的斑状植被,多呈棋盘状规则分布,胜利油田地震勘探被认为是产生这一现象的原因之一。深入研究其分布格局并探讨其形成机理,对于区域湿地生态系统植被恢复至关重要。为此,首先就需要对斑状植被进行有效地检测和制图。本文评价了我国首颗民用高分辨率光学传输型立体测图卫星（资源三号卫星）不同空间分辨率图像检测黄河三角洲斑状植被的能力,结果表明：在利用霍夫曼圆检测方法下,前视、后视、正视全色图像和正视多光谱图像都能很好地检测斑状植被,空间分辨率高的图像有更高的检测精度。     

自回归移动平均模型的电离层总电子含量短期预报

摘 要：本文在充分考虑乘积性季节模型的情况下,利用差分法对电离层总电子含量（Total Electron Content,TEC）样本序列进行平稳化处理后,采用时间序列分析中的求和自回归移动平均模型（简称ARIMA,Autoregressive Integrated Moving Average)对TEC值序列进行预报分析。以欧洲定轨道中心（CODE）提供的2008-2012年电离层TEC值为样本数据,分析了该方法在电离层平静期、活跃期预报高、中、低不同纬度电离层TEC值的精度以及TEC样本数据的长短对预报精度的影响等。实验结果表明：在电离层平静期和活跃期预报6天的平均相对精度可达83.3%和86.6%;而平均预报残差分别为0.18±1.9TECU和0.69±2.6TECU,其中预报残差小于3TECU分别达到90%和81%以上;而且两个时期都具有纬度越高相对精度越低而绝对精度越高的规律。此外,预报精度会随TEC样本序列长度增加而提高,但40天左右为其最佳样本长度,如超过此长度,其精度会逐渐降低;而相同样本数据的预报精度会随预报长度的增加而减小,初期并不明显,但超过30天其相对精度将随时间明显降低。