地壳运动速度场插值方法研究

分析了构建速度场的统计模型和函数模型法,提出利用两种模型逼近原始观测速度的综合逼近法,以减少剩余误差。计算和比较了各种方法,结果显示,综合法优于单独利用统计模型和函数模型法。     

Modeling errors in upward continuation for INS gravity compensation

Accurate upward continuation of gravity anomalies supports future precision, free-inertial navigation systems, since the latter cannot by themselves sense the gravitational field and thus require appropriate gravity compensation. This compensation is in the form of horizontal gravity components. An analysis of the model errors in upward continuation using derivatives of the standard Pizzetti integral solution (spherical approximation) shows that discretization of the data and truncation of the integral are the major sources of error in the predicted horizontal components of the gravity disturbance. The irregular shape of the data boundary, even the relatively rough topography of a simulated mountainous region, has only secondary effect, except when the data resolution is very high (small discretization error). Other errors due to spherical approximation are even less important. The analysis excluded all measurement errors in the gravity anomaly data in order to quantify just the model errors. Based on a consistent gravity field/topographic surface simulation, upward continuation errors in the derivatives of the Pizzetti integral to mean altitudes of about 3,000 and 1,500 m above the mean surface ranged from less than 1 mGal (standard deviation) to less than 2 mGal (standard deviation), respectively, in the case of 2 arcmin data resolution. Least-squares collocation performs better than this, but may require significantly greater computational resources.     

UKF在基于地磁场的自主导航中的应用

本文研究了基于地磁场的自王导航,建立了以卫星轨道动力学方程为基础的系统状态方程,并详细推导了以地磁场矢量为观测量时的观测方程;为了解决系统的非线性问题把常用来解决非线性问题的UKF引入到基于地磁场的自主导航系统中;最后,用Matlab对基于地磁场的自主导航系统进行了仿真,仿真结果表明UKF有很好的收敛性和稳定性.     

空间大地测量技术实测台站速度场精度分析

利用国际上3个著名的数据分析处理中心CSR、JPL和GSFC给出的3种空间大地测量技术实测的台站运动速度场数据,解算不同空间技术速度场之间的转换参数,即速度场之间的系统差。在扣除两两技术之间速度场的系统差后,用速度场残差计算了空间技术速度场之间的不符值加权中误差作为衡量不同空间技术实测台站速度场的外部检核指标,即外符精度。计算结果表明,VLBI和GPS实测台站地心速度已经达到1 mm/a的精度;SLR实测台站地心速度已经达到2 mm/a的精度。     

多类重力场模型的精度分析

分析国际公布的EGM2008、GECO和EIGEN-6C4等超高阶重力场模型及GOCO03S、GOCONSGCF2DIRR5和GOCONSGCF2TIMR5等低阶重力场模型的内符合精度。利用实测的GNSS/水准数据对各模型进行外符合精度的检核。分析6个模型在不同阶次组合的精度,进而选取可靠的截断阶次确定组合重力场模型。计算结果表明:EGM2008、GECO、EIGEN-6C4及DIRR5四个重力场模型的阶方差均保持在mm级,而GOCO03S在191阶之后的精度达到dm级,TIMR5模型在228阶之后的精度达到dm级;6个重力场模型中,EIGEN-6C4模型的累计阶方差最小;EGM2008、GECO模型的互差阶方差在高频部分呈现差异,而在超高阶部分两种模型的互差阶方差符合性好;与EGM2008模型相比,其组合重力场模型高程异常精度最优可达0.063 m,精度提升幅度为15%,与GECO模型相比,其组合重力场模型高程异常精度最优可达0.060 m,精度提升幅度为23%,与EIGEN-6C4模型相比,其对应的组合重力场模型高程异常精度最优可达0.064 m,精度提升幅度为18%,因此,组合重力场模型能提高重力场模型高程异常的精度。     

基于大视场光学测量设备的多星观测和解算天文经纬度研究

本文提出了一种新的基于大视场光学测量设备和GPS测量点位天文坐标的方法,即测量多个星体方位角相对于主光轴方位角的增量,然后通过非线性最小二乘法解算出点位的天文坐标。采用该方法不仅可以避免讨论大气蒙气差的修正问题,而且能够满足高精度天文坐标的测量要求。     

基于2.5维面的气象数据可视化技术——以风场数据显示为例

根据2.5维面的设计思想及曲面可视化的方法,结合部分气象数据信息具有相同的经纬度范围和海拔高度的特点,构造了基于温度和可降水量的2.5维面,并重点提出在2.5维面上进行风场流线可视化的方法。实践证明,应用2.5维面分析气象数据在一定程度上平衡了运算量和可视化结果之间的矛盾,对地理环境气象数据的分析和比较有帮助作用。     

基于卫星加速度恢复地球重力场的去相关滤波法

基于加速度法恢复地球重力场时,卫星加速度是由卫星轨道数值微分得到,而数值微分会放大高频误差,进而降低了重力场解算结果的精度.针对数值微分导出的加速度误差具有有色噪声的特性,提出利用去相关算法构造白化滤波器对加速度有色噪声进行滤波处理,并根据去相关的基本原理分别构造了基于三点差分和ARMA模型的白化滤波器.采用不同噪声背景的CHAMP卫星模拟轨道数据进行解算,结果表明:基于去相关滤波解算的重力场模型精度均要比等权解算的重力场模型精度高,初步验证了去相关滤波方法的有效性.     

引潮力引起的地球引力场时空变化的理论研究

地球重力场的时空结构与分布特性无论在基础理论研究,还是在地理空间信息建设中都具有重要的意义。地球表面上的观测仪器检测到的只是某一个质点的重力变化(拉格朗日变化),但是理论研究却是基于欧拉引力和引力位场方程进行的。本文基于连续介质力学的基本理论,在改正了文献[5]的一处原则性错误之后,推导出了引力和引力位的Lagrange和Euler增量表达式。本文工作对于高精度地球重力场的时空变化的理论研究具有参考价值。     

重力场数学拟合模型解的影响因素探究

为了提高地球重力场模型不适定方程求解的精度,该文采用谱分析方法从级数展开阶数、数据采样率及数据缺失量3个方面探索影响数学拟合效果的根本因素:从常用的三角级数及勒让德级数模型出发,引出重力场拟合模型球谐函数模型,观察在改变级数展开阶数、数据采样率及数据缺失量等情况下所对应设计矩阵谱结构的变化,并从微观上研究影响误差分配的有关因素及最小奇异值对误差的决定性作用,为探求重力场模型解不准的原因及实现更高精度的全球重力场模型的建立提供参考。