SARAL测高卫星近海域波形重定新方法

利用AVISO提供的SARAL卫星浙江近海海域周年的WAVEFORM数据,通过对卫星波形分析,提出一种新的波形重定方法,该方法在顾及波形物理机制的基础上,根据各波形的特征进行重定。通过对重定前后的波形数据进行粗差剔除、共线平均和对比分析,结果表明:当纬度为27°左右时,未进行波形重定数据求得的平均海面高为10.770 m、标准差为4.515 m,而进行波形重定后数据求得的平均海面高为12.601 m、标准差为1.263 9 m;当纬度为30°左右时,未进行波形重定数据求得的平均海面高为12.236 m、标准差为1.877 m,而进行波形重定后数据求得的平均海面高为12.503 m、标准差为0.419 m。通过对波形重定前后卫星测高数据与验潮站数据对比,得到未进行波形重定的卫星测高数据与验潮站数据差值平均值为0.275 m、标准差为0.273 m,进行波形重定后卫星测高数据与验潮站数据差值平均值为0.046 m、标准差为0.049 m。研究结果显示利用本文提出的方法能显著提高卫星测高数据的精度与质量。     

基于验潮数据的全球平均海面高模型精度分析

高精度高分辨率的全球平均海面高模型的建立一直是海洋测绘的研究重点。目前大部分的全球平均海面高模型在大洋区域均达到了较高的精度,而近海卫星测高回波受复杂地理环境的综合影响,数据精度大大降低甚至无法使用。对WHU2013、DTU13和CLS15(MSS_CNES_CLS15)三种全球平均海面高模型进行比较,分析差异原因。并从全球选取89个验潮站,利用GPS观测统一验潮数据基准。通过参考椭球和参考框架转换,将三种模型海面高与验潮站得到的海面高在同一基准下进行比较,分析了三种全球平均海面高模型在全球范围内的近海精度。结果表明,WHU2013模型的近海精度高于DTU13和CLS15模型,CLS15模型的近海精度略高于DTU13模型。     

海南近海Envisat测高波形重构海面高质量评价

以海南近海(14~20°N,108~120°E)为研究区域,采用四种波形重构算法(Ocean1算法,阈值(Threshold)算法,重心偏移(OCOG)算法和Beta-5参数算法)对Envisat高度计RA2第20周期八条轨迹的测高波形数据重新进行计算,并对波形重构后的海面高(SSH)精度进行评价.结果表明:波形重构算法能显著提高测高海面高数据质量,且重构后海面高的空间分辨率有较大改善.其中Threshold 50%算法的重构精度最高,Ocean1算法的精度也较好.Threshold 50%算法的结果最为稳定,比其他三种算法更适合于海南近海的测高波形重构.     

卫星轨道完备性监测研究

为了解决高精度定位中的卫星轨道粗差判别问题,采用轨道积分方法和轨道拟合方法,重点分析了卫星精密星历SP3文件的轨道积分精度,利用对卫星轨道加入不同粗差的计算方案,讨论了轨道积分的精度以及其对定位的影响,研究了利用卫星轨道积分精度实现完备性监测的方法。结果表明:通过卫星轨道积分精度的方法,可以反映卫星的粗差信息并予以将粗差卫星剔除;当剔除粗差卫星后,精密单点定位精度提高;当对正常卫星加入粗差,且随着加入粗差的增大,卫星轨道积分精度越来越差。该成果对完备性监测的研究具有一定的参考价值和指导意义。     

2013年度执行情况报告

高程基准作为国家重要基础设施,其现代化的核心是用数字化高程基准模型,取代用高程控制水准网作为国家高程基准的传统模式,以及实现用卫星定位技术测定海拔高,满足我国社会经济快速发展对国家高程基准现代化的迫切需求。项目针对我国高程基准现代化的需求,紧紧围绕课题的八个任务进行研究:GRACE和GOCE重力卫星数据产品的预处理、全球近海区域卫星测高数据处理、重力场调和分析理论与超高阶全球重力场模型的构建、多类重力场信息融合处理理论与高分辨率格网垂线偏差的精密确定方法、高分辨率高精度全球海面高模型的构建、我国厘米级(似)大地水准面模型的构建、全球高程基准与我国高程基准差的确定、陆海高程/深度基准统一计算方法展开研究。在课题实施的第一年度,完成的研究内容成果包括:确定了更适合我国的2160阶次的超高阶地球重力场模型;初步开展了重力垂线偏差方法的研究,提出了基于重力异常和地形的现代重力边值问题实用解式的改进模型;基于GOCE观测数据确定了一个与国际同类模型精度相当的220阶次的卫星重力模型GOWHU01S;分析了近海测高数据的误差,制定了测高数据编辑准则;确定了2′×2′中国近海及邻海海域平均海平面高模型,精度与国际同类模型相当;采用Stokes-Helmert方法确定了2′×2′中国重力和1985国家高程基准似大地水准面数值模型(CNGG2011),模型全国的精度为12.6 cm;在GRS80框架下,计算了与全球平均海面最佳弥合的大地水准面位常数为,为全球高程基准统一奠定了基础;对陆海高程基准统一方法开展了研究,搜集到了陆海高程/深度基准所需的验潮站等观测资料。此外,项目组成员发表了论文11篇,指导毕业研究生9人,完成年课题第一年度的研究任务与目标。     

基于新一代GNSS-R星座海面测高原理提高水下惯性/重力组合导航精度研究进展

紧跟国际卫星测高反演和水下组合导航的最新热点,以满足中国迫切提出的科学和国防需求为导向,介绍了基于GNSS-R卫星海面测高原理提高水下惯性/重力组合导航精度研究进展。第一,介绍了GNSS-R测高精度研究进展、GNSS-R测高沿轨迹空间分辨率研究进展、GNSS-R反射点轨迹间空间分辨率研究进展、基于卫星测高反演海洋重力场研究进展、水下重力匹配导航研究进展等。第二,在GNSS-R海面测高方面,提出了新型大地水准面静态高程镜面反射点修正定位法、海洋潮汐时变高程镜面反射点修正定位法、法向投影镜面反射点修正定位法、GNSS-R星载下视天线接收信噪比模型构建法、GNSS-R星载下视天线可用镜面反射点筛选算法等,旨在提高卫星测高精度和空间分辨率;在水下重力匹配导航方面,提出了新型主成分加权平均归一化法、测地线周期性航向控制法、分层邻域阈值搜索法、先验递推迭代最小二乘误匹配修正法等,旨在提高水下重力匹配导航精度、匹配效率及可靠性。第三,预期提出新型二阶不动点时延提取法,旨在提高GNSS-R卫星海面测高精度;预期提出新型反射信号分解法,旨在提高GNSS-R卫星海面测高沿轨迹空间分辨率;预期提出新型海面粗糙度误差校正法,旨在提高GNSS-R卫星海面测高轨迹间空间分辨率;预期提出新型正则化稳健算法,旨在提高海洋重力场反演精度和空间分辨率;预期融合星载GNSS-R模拟测高数据、岸/空基GNSS-R验证测高数据等多源信息,联合几何配准收敛速度快和直接概率准则定位精度高的优点,构建新型几何配准-直接概率准则混合法,旨在提高水下惯性/重力组合导航精度和速度。     

由测高大地水准面密合平面拟合法确定垂线偏差

提出了一种利用卫星测高资料计算海洋垂线偏差的新方法,用以提高由卫星测高资料解算海洋垂线偏差和重力异常的分辨率.首先,从卫星测高平均海平面高数据中扣除海面地形的影响,得到测高大地水准面,再将数据换算到由参考椭球的密切平面和参考椭球法线组成的直角坐标系中.然后,根据最小二乘原理拟合网格区域内大地水准面的密合平面,进而确定出该区域垂线偏差东西分量和南北分量的平均值.最后,通过在南海区域的仿真试验分析,方法计算的垂线偏差东西分量和南北分量的精度分别为±0.89"和±0.84",与其他方法计算的精度相当.     

全球垂直基准网的建立方法

论述了联合多种数据建立全球垂直基准网的方法和意义，论证了联合卫星摄动重力场模型，地面重力数据，地面重力扰动，卫星测高数据建立全球垂直基准网的新方法，提出了采用视重力场参数为非随机量的确定性解法，用这种方法获得的全球垂直网的精度可望比靠海洋潮汐测量联接的全球“水准网”高一个量级。     

全球垂直基准网的建立方法

论述了联合多种数据建立全球垂直基准网的方法和意义，论证了联合卫星振动重力场模型、地面重力数据、地面重力扰动、卫星测高数据建立全球垂直基准网的新方法，提出了采用视重力场参数为非随机量的确定性解法．用这种方法获得的全球垂直网的精度可望比靠海洋潮汐测量联接的全球“水准网”高一个量级．     

基于Cryosat2与船载重力测量数据反演我国近海海域重力异常

基于Cryosat-2三年半的卫星测高GDR(geophysical data records)数据,使用海面高梯度,依据最小二乘配置方法得到了南海部分海域垂线偏差格网,结合移去-恢复技术采用逆Vening-Meinesz的球面一维傅里叶变换算法快速计算我国近海海域测高重力异常CASM_GRA.与船载重力测量数据融合后,重力场精度在2.75~5.38mgal之间,平均偏差在-0.21~0.45mgal之间.与DTU13重力场模型相比,平均值最大改进为12.98mgal,标准差最大降幅近3.40mgal.与Sandwell V23.1模型相比,平均值最大改进为13.58 mgal,标准差最大降幅为1.09mgal.     

卫星导航定位系统(十九)

20世纪70年代以来,我国航天事业实现了历史性跨越。介绍了我国东方红一号、实践一号以及5颗返回式卫星的发射、升空和入轨等情况。     

关于同步卫星姿态稳定性的讨论

本文利用同步卫星所受万有引力的不均匀性，设计了一种保持同步卫星姿态稳定性的方案。     

STK及其在通信卫星链路仿真中的应用

为了实现对通信卫星的链路仿真,介绍一种仿真软件STK,并详细说明了STK／Comm通信分析模块和STK／Coverage覆盖分析模块在仿真中的分析功能,并使用STK建立一个完整的通信卫星链路仿真,最后进行覆盖分析,将仿真结果使用二维或三维的地图或图表进行显示。     

卫星电视图像传输质量分析

本文综合影响卫星电视图像传输质量的主要因素的数学关系,应用作者研究的“卫星电视接收网的系统分析”软件成果,给出收看效果,接收仰角,优选接收系统,预测接收站的图像等级与取样实测结果.     

The Polar Orbit Meteorological Satellite in China

1 IntroductionMeteorological satellite is a kind of application satellite ,whichis of great importance of economic and social benefit .Since American Tiros-1 satellite obtainthe first global imagesfromthe orbit , various countries have launched more than130 meteorological satellites , which are working day andnight sending back earth images of different regions andmeteorological data continuously.Toobservethe earthsurfaceand atmosphere has become very important meteorologicalobservation nowad…     

Analysis of the characteristics of the harmonics coefficient <Emphasis Type="Italic">J</Emphasis><Subscript>2</Subscript> of the Earth’s gravity field in different periods

The characteristics of the geopotential coefficient J2 in different periods are analyzed using satellite laser ranging data spanning the last 27 years.The satellites used in the analysis are Lageos1 and Lageos2.The variations in J2 are obtained by determining the dynamic orbit.The results show that there are strong seasonal and long-term variations.For different data spans,the seasonal variations agree well in terms of both amplitude and phase.Using all the data,the amplitude and phase of the annual term are 2.5 10-10 and 127°,respectively,while the amplitude and phase of the semiannual term are 0.94 10-10 and 213°,respectively.In the case of long-term variation,the secular variation in J2(J2) is-2.2 10-11 a-1 from 1984 to 2010.J2 differs for the different periods because of interannual variations,such as the "1998 anomaly".Another anomaly may have taken place during 2007-2010.Although the cause of the anomaly is unknown,it is an important observational constraint on the shape of the Earth.     

国外新兴卫星互联网星座的发展

 2015年,以OneWeb和SpaceX为代表的"新兴卫星互联网星座"不断涌现。本文回顾了20世纪90年代至今"卫星互联网星座"的发展历程,分析了不同时期各个星座的发展特点,探讨了影响卫星互联网星座成功与否的关键因素。从市场定位、盈利方式、卫星制造、发射、融资等方面分析了新兴互联网星座的优势和风险,并预测了其未来可能的机遇与挑战。分析表明,新兴互联网星座的发展不会是历史的简单重复,将对未来卫星通信产业、卫星运营、卫星制造和传统航天企业的发展带来重要影响。结合中国卫星通信产业发展情况提出了相关启示和建议。     

卫星导航定位系统(二十九)

介绍了中星-22号A通信卫星、一箭双星、鑫诺二号通信广播卫星、军用通信与导航卫星等的发射、升空和入轨之情况。     

一种适合星上处理的动态IP路由算法

分析了宽带卫星网络的拓扑结构和交换方式，并对卫星组网的路由特点和基本路由策略进行了研究，设计了一种适合星上处理的动态IP路由算法。仿真分析结果表明该算法具有较低的计算复杂性，需要的存储空间很小，能够有效克服卫星移动性对路由计算的影响。     

一种适合星上处理的动态IP路由算法

分析了宽带卫星网络的拓扑结构和交换方式,并对卫星组网的路由特点和基本路由策略进行了研 究,设计了一种适合星上处理的动态IP路由算法。仿真分析结果表明该算法具有较低的计算复杂性,需要 的存储空间很小,能够有效克服卫星移动性对路由计算的影响。