北斗系统姿态测量中周跳探测与修复方法

针对姿态测量基于短基线精密相对定位,而观测值的周跳直接影响基线解算精度,将导致姿态解算结果数据质量下降的问题,提出了姿态测量应用中的周跳组合探测修复方法。文章在分析姿态解算原理及误差影响程度的基础上,结合经典电离层残差法和多项式拟合法,探讨其在北斗卫星导航系统中周跳探测修复的方法原理、缺陷及对北斗数据探测修复效果,结合实际情况提出了姿态测量应用中的组合探测修复方法。采集真实数据实时解算,定量计算了修复后的基线解算精度和姿态测量效果,验证了所提出的方法可用于实际测量解算,处理后的姿态测量精度满足使用需求,研究结果对北斗姿态解算有参考价值。     

双频BDS实时精密单点定位算法和精度分析

为了对BDS实时精密单点定位性能进行评估,该文提出了一种适用于BDS系统的实时精密单点定位算法。采用无电离组合模型作为双频实时精密单点定位的数学模型,采用电离层残差法和Melbourne-Wübbena组合实时探测相位周跳,进而单历元实时估计坐标、模糊度等参数,实现了BDS双频实时精密单点定位算法。基于此算法,采用轨道钟差产品和采样间隔为1s的观测数据,模拟实时BDS双频精密单点定位算法,并评估其定位精度。实验结果表明:BDS双频实时定位的平面精度和三维精度均为0.2m左右。     

澳大利亚地球探测计划研究进展

AuScope计划是澳大利亚2007年启动的新一轮的地球探测计划, 其目标是在澳大利亚建立一个从时间到空间, 从地壳到地核, 从地球空间到地质科学范畴内的世界级的研究架构, 包括数据采集、管理、建模和模拟等。在2007年启动以来, 澳大利亚NCRIS资助4280万美元, 其中1580万用来发展一个改进的地理空间参考系统, 2700万用于地球物理探测和地球化学分析。同时, 有超过7000万美元由合作投资者提供。头期赞助的计划项目已经于2011年6月完成。随后教育投资基金(Education Investment Fund)继续给予 2300万美元资助, 主要是建立一个新的澳大利亚地球物理观测系统(Australian Geophysical Observing System), 通过收集新的地表地球空间和深部探测和监测原始数据, 提供人们对澳大利亚现今地壳物理状态的更好理解认识。同时, 项目合作者后期将会在未来投入8200万美元来共同完成AGOS计划的完成。总之, AuScope计划已经超越了初期设想的研究目标, 同时在后期获得资助的AGOS研究中, 将进一步挖掘AuScope计划所获得的数据和成果认识, 并迎合我们对地球物理资源问题的解决, 研究区域主要集中于澳大利亚具有丰富资源的沉积盆地中。     

对华南矿产资源深部探测若干问题的探讨——以若干超大型矿床深部找矿突破为例

华南是中国近百年内矿产资源开发强度比较高的地区,形成了赣南钨矿、桂北锡矿、湘南铅锌矿等一大批老矿山。随着已探明资源的快速消耗,"深地"探测、深部找矿已是大势所趋。基于对华南不同地区、不同类型、不同企业矿山生产情况的了解,文章对矿产资源的深部探测问题,从探测的目标、理论、深度、程度、效益等诸方面加以探讨,认为:当前技术经济条件下,1坚持国家目标、科学目标和人才目标相结合的原则,宜灵活运用各种成矿理论,充分发挥"五层楼+地下室"等勘查模型的作用,把"层状含矿地质体"作为矿产资源深部探测的主要目标;2坚持从已知到未知和由浅入深的原则,重点在老矿区和浅部地质与矿产资源比较清楚的工作程度比较高的地区优先部署工作,既可以降低风险又可以满足现实需要;3宜坚持点面结合的原则,2000 m、3000 m乃至于5000 m深钻的部署,宜相应地部署在矿床、矿田和矿集区工作程度最高的地区,达到立体探测和"透明化"的目的;4坚持综合评价的原则,综合调查、综合评价、综合研究,学科也要综合,避免单打一,避免单学科冒进。以问题为导向,具体问题具体分析,注意合理的探测深度和工作程度,抓住关键,有针对性地布设工作量,才能取得成效。     

MASNUM-WAM海浪模式集合Kalman滤波同化研究-I.风场扰动对海浪模拟影响

模式集合样本的代表性和观测信息的可靠性是制约数据同化效果的重要因素,而前者对海浪模式同化的影响尤为显著。由于海浪模式对初始场的敏感性较弱,来自大气的风输入源函数是海浪的重要能量输入,如何合理地对风输入进行扰动,构造海浪的集合模式运行,是实现和改进海浪模式集合Kalman滤波同化的关键问题。为了实现海浪模式集合运行,本文提出了风场的三种集合扰动方案,分别为：纯随机数、随机场和时间滞后的风场扰动方法。本研究利用2014年1月ECMWF全球风场,基于这三种风场扰动方法开展了集合海浪模式的集合运行实验,并统计分析了海浪特征要素（有效波高）和二维波数谱对风场扰动的响应。结果表明,随机场集合扰动方案所构造的风场集合效果最佳,所得海浪模拟结果的集合样本发散度适中,能够较为合理地反映背景误差的统计特征,可用于进一步的集合Kalman滤波海浪数据同化实验。     

星载SAR对雨团催生海面风场的观测研究

雨团或对流雨是热带与亚热带地区的主要降雨形式,较易被高分辨率星载合成孔径雷达（SAR）探测到。SAR图像上的雨团足印是由大气中雨滴的散射与吸收、下沉气流等共同导致形成的。本文以RADARSAT-2卫星100 m分辨率的SAR图像上雨团引起的海面风场及其结构反演与解译作为实例进行分析。使用CMOD4地球物理模式函数,分别以NCEP再分析数据、欧洲MetOp-A卫星先进散射计（ASCAT）和中国HY-2卫星微波散射计的风向为外部风向,进行了SAR图像的海面风场反演。反演的海面风速相对于NCEP、ASCAT和HY-2的均方根误差（RMSE）分别为1.48 m/s,1.64 m/s和2.14 m/s。SAR图像上一侧明亮另一侧昏暗的圆形信号图斑被解译为雨团携带的下沉气流对海面风场（海面粗糙度）的改变所致。平行于海面背景风场其通过雨团圆形足印中心的剖面上的风速变化可拟合为正弦或余弦曲线,其拟合线性相关系数均不低于0.80。背景风场的风速大小、雨团引起的风速大小以及雨团足印的直径可利用拟合曲线获得,雨团足印的直径大小一般为数千米或数十千米,本文的8例个例解译与分析均验证了该结论。     

基于同步风场的机载SAR海浪参数反演方法

针对机载合成孔径雷达(SAR)对海探测特点,采用多入射角法从SAR数据本身得到与海浪参数反演区域时空匹配的同步海面风速和风向,并结合线性变换关系,计算得到海浪初猜谱对应的仿真SAR图像谱,将仿真SAR图像谱和观测SAR图像谱输入代价函数中进行迭代运算,通过非线性方程的解算得到最适海浪谱;采用交叉谱法去除海浪传播180°方向模糊,最终得到海浪参数。论文提出的基于同步风场的机载SAR海浪参数反演方法,充分利用了机载SAR海洋环境探测的优势,解决了传统SAR海浪参数反演中初猜谱构造依赖外部风场的问题,机载同步飞行试验的海浪参数反演结果与浮标观测值的有效波高、波向的均方根误差分别为0.23 m和13.23°,验证了该方法的有效性,可为机载SAR海浪参数反演业务化提供支持。     

基于OS071X测波雷达的波浪探测分析

文章利用舟山海洋环境监测站2014年第16号台风"凤凰"过境影响期间,对OS071X测波雷达和3m波浪浮标在同一海域内的波浪探测资料进行了对比验证。通过分析,OS071X测波雷达探测反演的有效波高、周期与3m波浪浮标探测结果对比,二者按先后顺序的均方根误差分别为0.27m和0.29m,相关系数分别为0.93和0.90。结果表明,OS071X测波雷达系统的探测精度得到了验证,能够满足实时探测近岸海域波浪的需求。     

春季黄海海雾中的激光衰减特性研究

海雾严重影响舰艇航行,而且在雾中舰载激光武器和激光雷达的工作效能受到制约。因此,研究激光在雾中的衰减特性对军事行动具有重要的科学意义。基于WRF中尺度气象研究模式,对2015年3月28日-4月1日的海雾过程进行模拟分析,发现使得海雾维持的是黄海南部输送来的暖湿气流,随后一个很强的冷高压使得风向转北,干冷平流切断了水汽输送,破坏了逆温层结构,海雾消散。考虑到春季黄海海雾产生和消散的天气形势,在海雾刚产生时,下风区的激光衰减系数小;海雾维持过程中,海雾雾区的外围衰减系数小;海雾快要消散时上风区衰减系数小。研究发现,海雾可以使得10.6μm红外激光的探测距离大大减小,在浓雾情况下,探测距离仅为正常情况下的2%。     

一种基于数据质量分析的改进TurboEdit方法

针对TurboEdit方法中Geometry-Free(GF)组合拟合窗口、Melbourne-Wübbena(MW)组合中误差求取窗口过大造成小周跳探测不敏感的问题,通过对观测数据进行质量分析自适应设置GF组合和MW组合窗口,重新构造周跳检测量进行周跳探测,并利用搜索法解决修复失败历元的周跳修复问题。利用GPS和BDS实测双频数据对改进方法进行验证,实验结果表明本方法能准确探测到1周的小周跳,经搜索后周跳修复成功率提高至100%。