顾及非线性高程归算的中国西北区域对流层天顶延迟模型

对流层延迟是影响高精度导航定位的关键因素,同时也是进行GNSS水汽反演的重要数据。中国西北区域地形起伏较大,目前中国西北地区对流层天顶延迟模型在高程方面顾及不足,无法满足实时高精度定位需求,因此建立高精度中国西北地区对流层延迟模型成为迫切需求。针对当前中国西北地区ZTD模型未同时顾及非线性高程归算以及季节变化等问题,本文将利用2015-2017年欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的ERA5资料建立顾及非线性高程归算的中国西北地区对流层天顶延迟模型(MZTD模型)。联合未参与建模的2018年ERA5资料和中国西北陆态网84个GNSS测站数据,验证MZTD模型的精度和适用性,并与目前使用广泛的GPT3模型进行精度对比。结果表明：以2018年ERA5资料和中国西北陆态网测站数据为参考值,MZTD模型的均方根误差(RMS)分别为3.14cm和2.81cm,相对于GPT3模型精度分别提高了约16.3%和21.7%,同时MZTD减少模型参数,提升了模型计算效率。因此,顾及非线性高程归算的MZTD模型在中国西北区域体现了更好的精度和适用性,可以为中国西北地区进行实时GNSS水汽探测和导航定位提供重要参考。     

基于视觉侧抑制特性的自动色彩均衡算法

针对摄影测量和可见光遥感图像存在的曝光失衡、对比度低等缺陷及标准自动色彩均衡算法未充分顾及部分区域的色彩特征问题,本文基于模拟人眼视觉特性的非循环侧抑制模型和高斯分布函数,对标准自动色彩均衡算法进行改进。利用非循环侧抑制网络模型计算目标点的修正亮度值,由高斯分布函数选择高相关度的采样点,降低算法复杂度。使用标准自动色彩均衡算法和本文的改进自动色彩均衡算法对三幅存在不同色彩缺陷的图像进行对比实验,经本文算法处理的图像均值更合理且标准差和熵等重要参数均较原算法有所提升,其中标准差提高15%。实验结果表明,本算法具有较好的色彩均衡效果和的视觉效果。     

基于潮汐调和分析的全球定位系统-多路径反射测量技术潮位预报

基于全球定位系统的多路径反射(GPS-MR)测量技术的潮位监测已经成为验潮站监测的有效补充,但较少学者利用GPS-MR反演潮位进行潮汐调和分析和预报.为了验证GPS-MR潮位预报的可能性,利用美国大陆板块边缘观测组织(PBO)提供的GPS信噪比数据进行潮位反演,将该反演结果重采样为等间隔潮位序列,利用该潮位序列计算各分潮的调和常数,并进行潮汐预报.通过与美国海洋与大气局(NOAA)提供的实测验潮数据进行对比,结果表明:GPS-MR反演潮位与验潮站实测潮位具有一致性,相关系数为0.94,均方根误差为0.16 m;经样条函数拟合后的1 h GPS-MR潮位序列预测结果同采用验潮站潮位进行预测结果精度相当,同验潮站实测潮位的均方根误差为0.14 m,相关系数为0.97.可见,利用GPS-MR技术进行潮位监测和预报是可行的.     

利用IGS电离层格网产品分析电离层峰值变化特性

电离层延迟误差是影响GNSS高精度定位的重要误差来源之一,分析和掌握各因素对电离层变化规律的影响,有助于建立高精度电离层模型。为此,采用IGS中心提供的1999~2015年电离层GIM数据计算南北半球不同经度圈的峰值不对称指数,分析其与太阳活动情况和地磁活动情况的相关性;并对单日电离层峰值变化情况进行分析。通过分析表明:(1)峰值不对称指数具有明显的年周期性和季节周期性;(2)西半球峰值不对称指数与太阳黑子数的相关性大于东半球,但东半球和西半球峰值不对称指数与地磁指数相关性几乎相同;(3)除08:00 LT(local time)~10:00 LT赤道两侧不存在明显峰值外,剩余时段均有明显的峰值;且通常在12:00 LT~16:00 LT取得极大值。     

基于GPS可降水量反演的武汉市大雾生消研究

介绍了地基GPS大气可降水量(precipitable water vapor,PWV)反演原理。利用GAMIT软件解算IGS站数据得到PWV,用逐时分析PWV的方法研究了武汉市一月份大雾生成和消散各个阶段能见度的变化。通过分析大雾过程中PWV的变化,确定大雾所处的阶段;同时对比了一月份雾天和晴天、雨天的PWV数据,分析了雨天和雾天的湿度、温度、露点的变化特点。研究结果表明武汉地区大雾的形成是多种因素综合作用的结果。     

联合经验正交分解和ARIMA模型的中国地区电离层短期预报

针对电离层垂直总电子含量(Vertical Total Electron Content,VTEC)具有非平稳和季节性变化的特性,结合经验正交分解(EOF)能够对非平稳时间序列进行简化和剔除冗余信息的优势,该文探索联合EOF和自回归移动平均模型(ARIMA)作为FOE-ARIMA,对中国地区电离层VTEC进行短期预报。采用IGS(International GNSS Service)中心提供的中国地区电离层格网数据(Global Ionospheric Maps,GIM),对不同季节前10天GIM数据进行EOF分解,使用ARIMA模型对主分量进行预报,通过重构获取未来5天VTEC值,并将EOF-ARIMA模型预报结果与ARIMA模型进行对比、分析。结果表明：EOF-ARIMA模型平均相对精度为83.3%,平均标准差为3.51 TECu,较ARIMA模型其平均相对精度提高了3.3%,平均标准差降低了0.16 TECu;EOF-ARIMA模型预测结果无明显季节差异,ARIMA模型秋季预报精度明显低于其它季节;EOF-ARIMA模型在赤道异常处预报精度未受影响。由此表明EOF-ARIMA模型在中国地区进行电离层短期预报具有较高的精度和稳定性。     

广西地区大气加权平均温度模型

地基GPS反演大气水汽中,加权平均温度(T_m)是一个非常重要的参数。分析了广西地区T_m的时空变化特性及其与地面温度之间的关系,利用2012~2015年的探空数据,建立了适用于广西地区的T_m模型。通过对比广西模型、Bevis模型、李建国模型求得的加权平均温度发现:广西模型的中误差为1.05 K,其精度比Bevis模型提高42%,比李建国模型提高62%;广西模型的大气水汽中误差为2.7 mm,其精度比GAMIT解算结果提高11%。     

电离层峰值变化特性及其影响因素分析

电离层延迟误差是影响GNSS高精度定位的重要误差来源之一,分析和掌握各因素对电离层变化规律的影响,有助于建立高精度电离层模型。为此,本文采用IGS中心提供的1999年~2015年电离层GIM数据计算南北半球不同经度圈的峰值不对称指数,分析其与太阳活动情况和地磁活动情况的相关性,并对单日电离层峰值变化情况进行分析。通过分析表明：(1)峰值不对称指数具有明显的年周期性和季节周期性;(2)西半球峰值不对称指数与太阳黑子数的相关性大于东半球,但东半球和西半球峰值不对称指数与地磁指数相关性几乎相同;(3)除08:00 LT ~ 10:00 LT(Local Time) 赤道两侧不存在明显峰值外,剩余时段均有明显的峰值,且通常在12:00 LT ~ 16:00 LT 取得极大值。     

基于地理加权回归张力样条函数的广西PM2.5浓度插值

针对广西地区PM2.5污染情况,利用广西气象站数据通过反距离加权插值得到广西地区空气质量监测站的气象数据,然后结合空气质量监测站数据及其气象数据插值结果建立地理加权回归张力样条函数(geographically weighted regression-tension splinefunction,GWR-TSF)插值模型,并用该模型进行广西PM2.5浓度插值分析.研究结果表明,GWR-TSF模型的PM2.5浓度插值效果较好,其均方根误差为2.34μg/m3,较普通克里金(ordinary Kriging,OK)模型和地理加权回归(GWR)模型分别提高了20.68％和25.71％;而平均绝对误差为2.13 μg/m3,较OK模型和GWR模型分别提高了20.22％和11.62％,对区域PM2.5监测预警具有一定的参考价值.