基于星载SAR数据的台风参数估计及风场构建

传统的星载SAR数据海面风场反演方法是利用海面风场与雷达后向散射系数之间的经验关系即CMOD5模式函数求解海面风场.但在台风条件下,由于降雨对雷达信号的影响及高风速条件下CMOD5模式函数的停滞效应,海面风场的反演精度迅速下降.针对降雨对雷达信号的影响,本文基于星载SAR卫星平台未搭载降雨测量载荷的特点,将多时次的静止气象卫星红外云图用于推导台风云系的运动矢量,并由该运动矢量及非同步观测降雨数据估算星载SAR数据过境时的降雨强度.最后,利用订正模型和降雨强度数据进行降雨订正.针对高风速条件下CMOD5模式函数的停滞效应,本文基于台风的SAR图像特征和改进的HOLLAND台风模型,提出了台风参数估计及风场构建方案.首先,利用基于小波分析的风向提取算法提取台风风场的海面风向信息,并通过地球物理模式函数和风向信息反演海面风速.然后,根据台风眼的SAR图像特征计算台风中心位置和最大风速半径,并将其代入改进的HOLLAND台风模型.最后,利用中低风速数据通过最小二乘法拟合台风中心气压和最大风速,并将台风风向、中心位置、最大风速半径、中心气压和最大风速等参量代入改进的HOLLAND模型构建台风海面风场.为了验证方案的精度,选择台风"艾利"、"卡努"和"奥菲利娅"的星载SAR数据进行试验,并利用美国联合台风预警中心和飓风研究中心的最佳路径数据和风场数据进行精度检验.结果表明,本文利用星载SAR数据估算的台风中心位置、中心气压、最大风速与最佳路径数据基本一致,构建的海面风场精度较高,其中,海面风速的均方差为1.4 m s-1,风向的均方差为2.1°,为台风监测提供了新的技术途径.     

基于星载微波辐射低频双极化通道观测数据的微波辐射传输模型

微波辐射传输方程是海洋-大气微波遥感的理论基础,本文基于晴空条件下AMSR-E 10.7GHz水平与垂直极化亮温数据,将平静海面的亮温观测结果与4种海水相对电容率模型和2种大气水汽吸收模型的计算结果进行比较,确定了海水相对电容率模型与水汽吸收模型,基于上述模型和实测亮温数据反演了风致各项同性海面发射率,其与已有的经验模型结果基本一致,由此建立了星载微波辐射传输模型;利用建立的辐射传输模型计算亮温与AMSR-E观测亮温分别反演了海表面温度与海表面风速,验证了所建微波传输模型的有效性。本文的研究结果可为星载微波辐射计亮温定标、海洋地球物理参数提取奠定基础。     

BDS星载原子钟周期项特性及预报研究

采用频谱分析方法对BDS星载原子钟的周期项变化规律进行分析,继而构建了附有周期项的精密钟差预报模型。在此基础上,对预报模型的短期预报效果和不同类型卫星的预报精度差异进行分析。结果表明,不同类型的卫星均表现出较为显著的12 h和24 h的周期项变化规律,但其对应的能量幅值存在差异;与传统的二次多项式预报模型相比,结合周期项改正的钟差预报模型能够提高预报精度,6 h的预报精度约为2 ns,24 h的预报精度约为10 ns。     

全球定位系统(GPS)的最新进展(下)

3　动态 GPS定位自从利用 GPS载波相位观测的机载动态定位于 1 985年第一次得到证实之后 ,可靠的 GPS解支持航空摄影测量、遥感活动和地球物理测量的能力显著改进了。这些改进来源于若干因素的综合 :第一 ,运动 GPS接收机可以跟踪 8颗或更多颗卫星 ;第二 ,可以得到精密星历供后处理之用 ;第三 ,提出了一些算法 ,它们能以少量的相位和伪距观测量在运动中初置相位偏差。这些因素综合起来 ,产生了精确到厘米级的动态定位能力。这就是动态 GPS定位技术。它可以把距离延伸到约 1 0 0 km。采用 KARS( Kine-matic And Rapid Static)程序…     

激光在天空对地观测中的应用

1960年7月世界上第一台激光器问世后，激光测距迅速兴起，不管是地面激光测距，还是激光测卫和激光测月，都为大地测量学的发展作出了重大贡献；特别是激光测卫测月成果，为我们深化对地球动态效应的认识，揭示地球的奥秘，提供了许多重要的科学数据，本文综析了值得注视的下列新近发展。.在IGEX-98国际大联测中，求定GLONASS卫星的激光轨道与微波轨道之差；.评定PRN05/06号GPS卫星星历的精度；.检核Topex/Poseidon海洋测高卫星用GPS定轨的测量误差，.用机载激光测深系统测量海水的浓度；.用EOS-ALT星载激光测距/测高系统测量地球动态参数。     

GPS导航星座及低轨卫星的精密定轨理论和软件研究

全球卫星导航定位系统是20世纪80年代出现的最具划时代意义的航天技术和信息技术，其开发和应用研究已经成为世界各大国发展战略中高技术竞争的一个主要焦点。在卫星导航系统的研究中，导航星座轨道的精密确定和预报技术是保证卫星导航系统正常运行最核心的关键技术。导航星座的轨道精度是衡量卫星导航系统性能的一个重要指标，而利用导航星座进行低轨卫星精密定轨是导航卫星应用领域的最前沿、最具战略性的方向，高精度的低轨卫星轨道是提高卫星应用水平的基础。基于星载GPS数据的低轨卫星精密定轨一直是国际上的一个研究热点，也是我国提高低轨卫星精密定轨精度的最为有效的手段，但我国还鲜有高精度成果报道。因此，加大该领域的研究力度，建立自主产权的卫星导航数据综合处理软件势在必行。     

CCD推扫成像方式下星载GPS对地定位的模拟试验研究

从理论上分析了利用遥感信息对地动态定位精度问题。用模拟数据推算了ＣＣＤ推扫成像方式下，星载ＧＰＳ天线定位精度对定位的影响；并用同一组试验数据按三种方案（①只用地面控制点而无ＧＰＳ观测值，②只用ＧＰＳ观测值而无地面控制点，③ＧＰＳ观测值加地面控制点）进行了对地定位精度的比较；同时考虑了ＧＰＳ天线中心与ＣＣＤ扫描中心间的转换以及ＧＰＳ观测值所在地心直角坐标系与光束法平差所在局部切面坐标系之间的转换．     

一种高精度星载导航星库的构建方法

在选用高精度基本星表的基础上,分析了导航星的选取方法及其分布特征.为了利用导航星的观测位置信息,给出了从星表平位置到星心视位置的高精度转换方法.基于分区法制定了导航星库,并给出了存储及读取方法,对该星库的访问具有简单、快速、占用资源少等优点,适合星载使用.     

低轨卫星星载GNSS反射事件模拟分析

基于低轨（low earth orbit,LEO）卫星星载GNSS反射事件的数学判据,分别用BDS、GPS、Galileo、GLONASS和4系统耦合GNSS星座模拟信号源,仿真分析了LEO卫星轨道高度、轨道倾角、下视天线视场角等参量对反射事件数量和时空分布的影响;进而研究了用上述4大GNSS系统进行GNSS反射信号遥感技术（GNSS reflectometry,GNSS-R）探测对接收机通道数量的需求。统计结果表明:LEO卫星轨道越高,天线视场越大,反射事件越多,镜面反射点分布越稠密;轨道倾角越小,反射事件镜面点越趋于赤道地区分布;GNSS-R接收机所需通道数随LEO卫星轨道高度和下视天线视场范围增大而增加;而LEO卫星轨道倾角变化对通道数需求影响不明显。研究结果对GNSS-R低轨卫星系统设计具有一定的理论参考价值。     

双频InSAR系统绝对模糊数获取技术

传统干涉合成孔径雷达InSAR系统在获取高程数据过程中,通常需要利用场景中至少一点的高程信息获取绝对模糊数,为无控制点区域高程数据获取带来一定困难。为解决该问题,提出一种InSAR系统中基于双频的绝对模糊数求解方法。该方法在不同频点上分别获取同一区域的一对干涉相位图,通过二维遍历搜索获取绝对模糊数。在简要介绍星载双频系统及工作方式基础上,给出双频InSAR系统绝对相位模糊数求解公式,对双频的频差要求进行分析,仿真数据验证了该方法的正确性和可行性。