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．     

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。     

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。     

大地震影响全球定位系统精确度

刊发在美国《地球物理学研究杂志:大地》上的研究报告称,过去13年来发生的大地震导致地壳变动,改变了全球定位系统(GPS)地面接收站的位置,影响了GPS坐标的准确度,这将对卫星轨道、海平面等的测量造成较大影响。     

月球探测SELENE的科学成果

日本探月卫星SELENE（KAGUYA）携带了14种仪器设备用于对月球进行多方面的测量,其中的3种设备用于对月球进行大地测量观测.这包括两个子卫星和一台激光高度计测量设备.这些设备所获得的科学成果主要包括：利用多普勒和同波束VLBI测量得到了精度为10m的精密轨道确定结果;利用四程多普勒测量首次获得了月球背面精确的重力场;首次获得了纬度高于86°区域的月面地形图;通过使用月球全球地形信息与月球全球重力场信息得到了全球重力异常分布图;获得了月壳厚度全球分布图以及月球南北极区光照率图.这些成果的取得进一步加深了人类对于月球的认识.     

应用卫星重力数据研究全球岩石层下地幔流应力场

本文应用地球卫星重力测量得到的全部球谐函数(n=2,30),计算出全球地幔流岩石层下应力场.结果表明,它与板块构造边界应力场及其他实测资料(如震源机制解)相符合.从而,本文为研究全球现代构造应力场、为探讨地壳和板块运动规律及其力源,提供了依据.     

GPS测量误差及精度控制测量探究

GPS测量指的是通过地面接收设备对同一时刻接受多颗卫星发出的信息来计算其与这几颗卫星之间的距离,然后根据空间距离后方交会原理绘制三维坐标系,从而确定地面目标的位置。在GPS测量过程中,卫星、卫星信息传播以及地面接收设备等都是GPS测量产生误差的原因,影响对地面目标的准确的位置判断。该文主要从卫星本身、卫星信息传播以及地面接收设备三个方面入手分析了GPS测量过程中产生误差的原因,并针对误差产生的原因提出了对误差的精度控制相关对策。     

基于重力与GPS水准组合法的大地水准面精化分析

地球物理、大地测量等学科中都对大地水准面精化有过深入地研究与分析。而且,这也是一种重要的测绘项目。在当今大地测量学研究中,确定厘米级的局部似大地水准面已经成为了其中的热点,它可以将充分地测绘服务为气象预报、交通、水利、海洋科学、国防建设、放在减灾等学科的研究提供出来。为了能够将测量准确性进一步提升,文章通过对重力与GPS水准组合法相结合的大地水准面精华测量技术进行了分析,首先对基于重力与GPS水准组合法的大地水准面精化分析法的探究背景进行了分析,然后着重地分析了相关的精华分析方法。那么,通过文章的分析,希望为有关单位及工作人员在实际工作中提供一定的的理论和技术支撑。     

新型高精度航空重力勘察系统研制

航空重力测量是以飞机为载体确定区域和局部重力场的方法,由于其测量速度快、范围广、成本低,且几乎可到达任何地区,是区域范围内获取高精度、中高分辨率重力场信息的有效手段,可覆盖卫星重力测量和地面重力测量之间的频带。基于捷联惯导的航空重力测量系统由于具有体积小、重量轻、功耗小、成本低、可靠性高、操作简单等优点,是近十几年的研究热点之一,代表了航空重力仪的发展方向。经过"十一五"期间的技术攻关,国防科学技术大学在捷联惯导式航空重力测量系统硬件设计、软件开发、系统集成、数据处理以及成果应用等方面积累了丰富经验,研制的捷联惯导式航空重力测量系统原理样机的精度达到同类系统国际先进水平。该研究的总目标是,在"十一五"突破捷联惯导式航空重力仪关键技术的基础上,进一步突破制约高精度航空重力测量系统的关键技术,研制新型实用化的航空重力勘查系统,技术指标达到国际商用产品的先进水平,实现国产航空重力勘查系统在油气和矿产资源勘查中的实际应用。课题的预期指标是在异常半波长分辨率3 km时,系统测量精度优于1 m Gal,并完成不少于10 000 km测线的示范性生产。该报告介绍了项目的背景、研究基础,以及该项目的技术方案。     

GPS在湖北1：20万区域重力调查中的应用

近年来,GPS在1：20万区域重力调查中得到广泛使用。GPS测量得到的是WGS-84坐标,其高程为大地高,而我国1：20万重力测量需要的是投影平面坐标和正常高。本文介绍了几种常用坐标系及坐标与高程转换的常用方法;简述了GPS技术在区重中的工作过程及注意细节;利用CQG2000模型对GPS成果进行高程异常改正。     

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。     

珠峰测量: 一部测绘科技进步史

8848.86米!珠峰新高程 8848.86米!2020年12月8日,中国、尼泊尔两国向全世界正式宣布,珠穆朗玛峰的最新高程为8848.86米. 珠峰高程即珠峰海拔高,是峰顶到"大地水准面"的距离.地球表面地形起伏巨大,科学家们假设静止的海水面向大陆延伸,把地球包裹起来形成"大地水准面".然而,大地水准面无法直接测量,需要根据珠峰地区现势性强、分辨率高、数量庞大的重力数据、水准数据、地形数据和卫星定位数据综合计算得到.     

充液卫星地面物理仿真方法

充液卫星地面物理仿真中,受重力影响,无法在气浮台上直接放入液体贮箱进行仿真。为实现充液卫星整星模型的地面物理仿真,该文提出利用飞轮施加卫星充液贮箱内液体的晃动力矩的方案。该试验方案基于液体晃动的等效单摆模型,得到了实时获取卫星液体晃动力矩数值,并通过飞轮实时施加等效晃动力矩,来等效液体晃动,进行整星运动仿真。仿真结果及理论分析表明:考虑采样时间、延时效应、外力矩的影响,该地面物理仿真方案能够很好地模拟在轨卫星的运动规律;对飞轮求解方程进行等效处理可以简化飞轮角速度指令计算及相应陀螺力分析。     

福建省工程测量学科发展研究报告

介绍福建省工程测量学科发展的现状,总结福建省工程测量学科发展存在的问题和差距,进一步分析本省工程测量的发展及面临的机遇和挑战。提出随着我省连续运行卫星定位服务系统的建设,将对测量方式产生革命性影响,同时在无人机的引进和推广、2000国家大地坐标系的推广和应用、区域似大地水准面精化技术大规模应用、城市GIs的发展、精密工程测量和变形观测工作的开展、工程测量人才的培养等方面提出我省的发展方向。     

基于卫星测高的孟加拉湾海洋时变重力研究

针对GRACE卫星仅能探测到大空间尺度的重力变化,提出利用卫星测高数据反演高空间分辨率的海洋时变重力.首先将CryoSat-2卫星测高数据按月分组,基于每组海面高数据计算沿轨剩余大地水准面梯度和格网剩余垂线偏差,然后利用逆Vening-Meinesz公式反演月重力异常,最后基于全部月重力异常数据计算格网大小为3′的CryoSat-2时变重力.以孟加拉湾及其周边海域为例,在2011年2月—2020年4月间,CryoSat-2时变重力的周年振幅和周年相位分别为(0.10±0.03)μGal和98.84°±0.43°,同期GRACE数据的周年振幅和周年相位分别为(0.66±0.05)μGal和93.52°±0.08°,两者的周年信号基本一致;CryoSat-2和GRACE时变重力的线性趋势分别为(0.02±0.01)和(0.09±0.01)μGal/a,均表现为增长.结果表明：3′×3′格网的CryoSat-2时变重力能够反映出研究海域重力变化的季节性信号和长期趋势,验证了利用卫星测高数据反演高空间分辨率海洋时变重力的可行性.     

重力卫星串联编队仿真分析

现有重力卫星任务存在时空分辨率不足、时空混频以及重力场信号各向异性等局限性.分别对重力卫星串联编队的轨道高度、轨道倾角、星间距离等指标进行仿真分析,就重力卫星串联编队星座模式对重力场时空分辨率的影响进行了数值分析.结果表明,卫星轨道高度的选择需要兼顾重力场信号衰减和卫星寿命等因素,以维持在300～400 km为优;轨道倾角选择应充分考虑极空白问题的影响,极空白区大小不宜超过6°;星间距离大于250 km时,重力场精度的提升并不明显,重力卫星串联编队星间距离设为50～100 km为优.重力卫星串联编队星座模式可同时有效提升地球重力场时空分辨率,实现时变重力场的各向同性探测.     

LEO卫星移动通信系统用户切换探讨

低轨道（LEO）卫星移动通信系统是卫星距离地面500～1500km,运行周期2～4小时的卫星通信系统。铱系统、全球星系统及系统是地轨道卫星移动通信系统发展最快的范例。LEO卫星移动通信系统具有广阔的发展前景     

大地测量学数学基础Torben Krarup论文选集

大地测量学数学原理是现代各种地面测量和卫星定位导航的基础。作为20世纪最著名的大地测量学家之—Torben Krarup在该领域做出了杰出的贡献。他是开创现代大地测量学的先锋，从1969年就在该领域被广泛认同，1999年被国际大地测量协会授予最高奖—Levallois奖。     

综合地球物理方法在商丘一带航磁异常查证中的应用

通过地面高精度磁法测量,在研究区圈定了商C-1至商C-8八个规模大、强度高的地磁异常,在对它们的场源性质、深度、规模、形状等特征深入研究解析的基础上,在商C-1和商C-6异常上分别布设了地面高精度磁法、地面高精度重力、可控源音频大地电磁测深(CSAMT)综合物探剖面做重点研究,并根据综合剖面异常推断解释成果分别布置ZK01和ZK03孔予以钻探并辅以综合测井验证,结果在ZK01孔发现了太古界太华群的巨厚磁性矿化层,在ZK03孔中发现了9层铁矿体或矿化体.     

多源卫星重力数据融合研究进展

分析了GOCE和GRACE等重力卫星数据在频谱上的互补性,指出了多源卫星重力数据融合的必要性,总结了多源卫星重力数据融合的研究进展和相关成果,特别是GOCO和EIGEN系列模型.在此基础上,探讨了目前多源卫星重力数据融合中存在的问题,如地形影响处理、位系数与数据的对应关系、数据权重分配等.最后,对多源卫星重力数据融合研究提出了一些建议.