Swarm低轨卫星星座的GPS接收机差分码偏差估计

差分码偏差(differential code bias,DCB)是指由全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)信号接收和发射硬件导致的频率相关的偏差项,对电离层估计有显著的影响,在利用GNSS观测数据提取电离层总电子含量时需要被精确修正,研究利用低轨卫星的星载GNSS观测数据估计DCB尤为重要。使用Swarm星座3颗卫星GPS接收机2016年1月的双频观测值,设计了独立估计和联合估计两种估计方案,采用附加限制条件的间接平差方法对GPS卫星以及星载接收机的DCB进行估计。以中国科学院和德国宇航中心的DCB产品作为参考,分析了两种估计方案的精度和稳定性,相较于独立估计方案,联合估计方案得到的GPS卫星DCB的稳定性较独立估计方案提高了16.6%,且与参考DCB具有更好的一致性。     

基于GRACE重力卫星反演地表负荷形变及GPS验证研究

利用前60阶GRACE重力卫星时变重力场资料和"去相关"、高斯滤波方法解算了中国区域内72个月(2005年1月-2010年12月)的地表负荷形变。为验证GRACE解算结果的可靠性,将解算结果与区域内27个GPS台站实际观测的形变量数据进行对比分析,精度验证表明:1)利用GRACE反演地表负荷形变量是可行的,52%的GPS台站与GRACE估计的相关系数r30%,55%的GRACE解算结果RMSE6mm;2)在中国区域内南部地区的形变反演效果优于北部地区,这可能是由于降水充沛的南部区域的水储量变化比北部大。     

基于GAMIT的GPS数据处理系统设计与气象应用

介绍了基于GAMIT的导航卫星气象学GPSMET(Global Positioning System METeorology)数据处理的设计内容和实现方法,并且通过解算实时数据验证了该系统设计的合理性和功能的可用性。该系统设计主要包括数据接收与处理、数据处理的核心模块、系统监控和产品应用等模块。系统通过接收原始的观测数据,经过数据处理后,反演出可降水量PWV(Precipitable Water Vapor)值,同时系统还可以提供单站水汽变化曲线产品、多站水汽产品和全省水汽分布图,可以给预报员直接应用于天气预报分析。     

利用验潮站数据进行三种潮汐模型的精度分析

采用全球分布的565个验潮站水位资料对NAO.99b,CSR4.0和TPXO7.2三种潮汐模型进行精度评估。结果表明:在全球海洋范围内,NAO.99b模型精度最高;在黄海海域,TPXO7.2模型的精度最高;在东海和南海海域,则是NAO.99b模型最优;在深海海域,三种模型精度差异不大;在浅海海域,采用同化方法的潮汐模型比采用经验方法的潮汐模型更有优势。     

基于GPS PPK技术的远距离高精度验潮方法研究

为实现远岸潮汐精确监测,基于GPS PPK技术开展了远距离高精度GPS验潮方法研究。研究给出了GPS潮位测量方法,其次联合GPS定位信息和IMU姿态信息,通过坐标转换原理得到瞬时水面的精确高程。在此基础上,研究利用基于FFT的低通滤波技术提取潮位信息。最后在烟台港进行了实际工程试验。试验结果表明,当GPS PPK验潮距离达98km时,潮位误差可控在!15cm以内,验潮精度仍可优于10cm。     

2004年苏门答腊地震前后海面高趋势的变化

利用苏门答腊附近海域T/P、Jason-1测高卫星近20年的海面高连续观测资料,分别计算了该区域(80°E~105°E,5°S~20°N)在2004年苏门答腊大地震前后的海面高变化趋势,并与该区域对应时间段GRACE重力卫星反演的地表质量迁移结果进行比较。研究结果表明,由卫星测高观测资料估算的震区地震前后海平面趋势的变化与卫星重力反演结果基本一致。由于卫星测高沿轨观测具有高精度、高时空分辨率的特性,卫星测高资料估算的海平面趋势变化可以更为准确地反映震区海平面变化的局部特征。还对该区域震后形变特征进行了初步分析。     

不同天线组合对GPS姿态测量精度的影响分析

GPS姿态确定的精度不仅与单历元基线解算精度有关,还受基线长度和天线布设结构的影响。探讨了GPS姿态测量系统中基线长度和天线布设结构与姿态测量精度的关系。仿真结果表明:增加航向基线长度,能够提高航向角和俯仰角的精度,增加横向基线长度,能提高横滚角的精度;当基线长度一定时,将两基线正交布设,横滚角的精度最高。     

卫星测高不同波形重构方法的偏差特性分析

利用我国近海4条轨迹、40个周期EnviSat-1的卫星测高波形数据,采用OCOG、Threshold、5-β参数算法以及Ocean法进行波形重构计算。根据不同轨迹和周期的波形数据,由上述四种方法重构海面高并计算相互之间的偏差及其中误差。结果表明,OCOG、Threshold、5-β参数算法与Ocean方法之间的偏差分别为88.46cm、35.90cm和25.83cm,相应的中误差分别为2.11cm、1.96cm和0.41cm,而且该偏差量对于不同的轨迹和周期是不变的。因此,只要对系统偏差进行改正,就能融合不同波形重构方法求得海面高,充分发挥不同波形重构方法在不同海区的优势,为近岸海域海平面变化,大地水准面的研究提供高精度的资料。     

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