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。     

岸基多星多参数北斗GEO反射信号海面风速反演

开展北斗GEO卫星B3I信号岸基近岸海域海面风速反演研究.在GNSS反射信号相干时间和归一化时延波形面积两个观测量的基础上,本文提出了主成分分析和线性无偏最小方差的多星多参数海面风速反演方法.为了验证北斗GEO卫星B3I信号反演海面风速以及所提方法的有效性,在山东东营青东五验潮站开展了外场试验.试验结果表明反射信号的相干时间能够提供比波形面积更好的反演性能;多星多参数的反演结果比单星单参数的更好;线性无偏最小方差能够提供精度为1.15 m/s的最佳反演结果.      

机载GPS-R遥感海面风场实验

利用GPS导航卫星反射信号遥感海面风场是一种新的海洋遥感手段.对2009年在我国海南开展的机载飞行实验进行了介绍,为了验证该技术测风原理的正确性、反演算法的可行性和实际测风精度,利用飞行实验数据反演出了海面风速风向,并与同步获得的海洋站实测风场数据和卫星散射计风场数据进行了对比.统计表明,GPS-R反演风场与博鳌海洋站...     

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。     

基于卫星测高技术的浙江近海平均海面高模型建立

利用Jason-2卫星与SARAL/Alti Ka卫星的Waveform数据,研究一种新的测高数据粗差剔除方法,即剔除不在预定轨迹的海面高后,参考拟合各Pass每个Cycle的海面高值,对测高数据分段剔除粗差,以提高近海卫星数据的可用性;经过交叉点平差,进一步削弱径向轨道误差和海平面时变信号;采用"移去-恢复"法得到较高精度的离散海面高;采用径向基函数法格网化离散海面高,建立2.5'×2.5'格网分辨率的平均海面高模型;将所得模型与验潮站提供的海面高比较,均方根为±0.017 m,与MSS-CNES-CLS11比较,标准差为±0.070 m。研究结果表明,采用本文方法建立的浙江近海平均海面高模型精度可靠。     

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.     

探讨RTK验潮技术在海洋测绘中的应用

通过对RTK测高的实测数据进行精确分析,结合软件验潮功能,探讨RTK验潮在海洋测绘中的可行性,从而提高作业效率和测量精度,并解决海洋测绘中常规验潮所无法解决的问题。     

GNSS-R海面测高技术的国内外研究及未来展望

随着全球导航卫星系统(GNSS)的飞速发展,利用导航卫星反射信号的GNSS-R技术的应用越来越广泛。本文介绍了GNSS-R技术进行海面高度测量的国内外研究,并且阐述了基于GNSS-R技术的3种海面测高方法,分别为载波相位法、码相位法和信噪比(SNR)法。最后,提出GNSS-R海面测高技术的未来展望。     

海面光谱辐射计系统研制及遥感反射比的测量

本文报道海面光谱辐射的研制、定标和海上现场实验测量。运用一个256元光电二极管列阵传感器件测量海面离水辐亮度和向下辐照度的光谱分布,可计算得出遥感反射比。该仪器所测量的数据可以用于海洋方面相关专业的科学研究。并给出海上实验测量数据。     

GNSS-R海冰遥感的模拟和试验验证

介绍了利用全球导航卫星的反射信号(GNSS-R, Global Navigation Satellite System reflected signals )进行海冰遥感的技术原理,通过对辐射传输模型的分析,得到GNSS反射信号的功率与海冰厚度关系的模拟.分析了2013年天津渤海湾海冰实地观测试验数据,试验中利用一个垂直向上的右旋圆极化天线负责接收直射信号,同时另一个45°朝向海面的左旋圆极化天线接收反射信号,将观测得到的反射信号信噪比和GNSS卫星的镜像点轨迹相结合,得到冰面和水面的反射信号空间分布,相对于直射信号只与卫星发射信号强度和天线增益相关,反射信号则比较复杂,除了卫星发射信号和天线增益,还受到反射面的影响,分析结果表明GNSS反射信号用于海冰观测具有较高的敏感性,可用于海冰密度的反演.     

遥感与水动力模型相结合的宽大潮滩历史地形反演

潮滩作为陆海交互区,面积宽广,测量困难,历史地形资料缺失,已经严重影响到潮滩的开发利用。以辐射沙脊群潮滩为实验区,利用1987年前后的TM、MSS影像提取不同潮情下的系列水边线,运用Mike21水动力模型模拟遥感图像对应时刻下的瞬时海面高度,为水边线赋值,进而通过地形反复迭代得到数字高程模型。结果表明,在辐射沙脊群潮滩区,水边线法获取的地形结果与海图上测点的相关性较高,决定系数R~2达0.864,绝对平均误差0.37 m,均方根误差0.41 m,地形结果可用于进一步的潮滩地貌演变分析。     

海平面上升对广西珍珠港红树林分布的影响

以广西珍珠港的遥感影像为底图,综合考虑相对海平面变化、地表沉积及海堤分布,利用平均潮位、平均大潮高潮位数据,借助SRTM数字高程模型,预测未来100 a海平面上升低、中、高3种模式下研究区红树林的分布.结果表明:(1)预测年研究区的红树林向陆边界保持稳定,向海边界向海方向移动,红树林的分布面积增加.绝对海平面上升低、中、高3种模式下,红树林向海边界分别向海推进70、56、46 m,面积分别增加280、225、187 hm2;(2)红树林的向陆边界由于海堤的阻碍保持稳定,红树林的向海边界因沉积速率大于相对海平面上升速率而向海扩展.     

天津LNG码头SBAS-InSAR时序形变及地面监测数据响应分析

为了查明油气重大基础设施中,由星载雷达干涉测量、地面GNSS形变监测、地下位移传感器监测和管道应力应变监测网络构成的星地一体化监测技术的有效性,本文采用SBAS-InSAR技术提取了天津LNG（Liquefied Natural Gas ）码头区域油气管线区域的长时间序列的地表形变数据,进一步分析了地面GNSS（全球导航定位系统）地表位移、多层深度位移计、管道应变传感器数据与同步的SBAS-InSAR地表形变量的数据响应关系,并进一步分析了雨-旱循环的时序变化规律。结果表明：2019年5月-2022年4月的3年间天津LNG码头区域非均匀沉降最为显著,最高达到-394mm;SBAS-InSAR的时序形变数据15-53mm的沉降形变,在GNSS中有9-57mm的地表位移响应,两者相关显著,具有良好的一致性;SBAS-InSAR地表形变变化特征与多层位移计在1m、2m和3m深的位移数据响应特征都与降水量关系密切,呈现显著的雨季-旱季波动特征,二者具有良好的同步性,说明SBAS-InSAR地表形变变化特征能够揭示地下土层的位移变化特征;SBAS-InSAR地表沉降量与地下管道应变呈正相关, SBAS-InSAR获取的地表形变是反映地下管线应变的良好指标。由星载雷达干涉测量、地面GNSS形变监测、地下位移传感器监测和管道应力应变监测网络构成的星地一体化监测数据的集成应用,能够为未来星地一体化的管道安全监测技术体系构建提供有益的借鉴。     

一种GNSS非接触式地理信息采集方法与装置

GNSS是地理信息采集的重要手段.传统GNSS定位采用接触式测量,当待定点卫星观测条件较差或因条件限制无法安置GNSS接收机时,通常利用全站仪或MEMS传感器进行辅助,存在作业效率低、作用范围小、硬件成本高等缺陷,根本原因在于交会依赖于角度观测值.为此,该文给出了一种基于距离交会的GNSS非接触式测量方法,设计了RTK接收机与手持激光测距仪组合的测量装置,摆脱了GNSS非接触式测量对角度观测值的依赖.模拟及实地实验均表明,定位精度可达厘米级,与RTK直接测量的精度相当,该文所述方法简便易行,且装置成本低廉,可有效解决室外GNSS盲点的测量问题.     

基于二分算法的GNSS-R数值分析

海面风场反演是利用全球导航卫星系统反射信号（GNSS-R）进行海面遥感探测的一个重要应用,其前提是确定散射区域信息。通过分析比较S.C.Wu算法及在此算法基础上提出的二分法,仿真得出二分算法测得的镜面反射点也可以正确得到散射点的区域变化信息。最后,仿真分析了二分法下的海面散射信号的时延-多普勒二维相关功率关系,验证了二分算法模型简单且实际应用性强的优势。     

Android手机传感器的桥梁振动检测试验

 针对Android智能手机传感器默认采样模式存在的采样率设置固化、欠采样和过采样问题,开发了能够自定义采样率和采样精度,具有采样历元、时间间隔和数据等同步记录功能的手机传感器信号采集软件。模拟加速度信号的功率谱分析和位移积分重构研究表明,L-S谱分析法和频域位移积分法能够有效处理含噪声和非均匀采样的手机加速度信号。利用谷歌Nexus 5（NX 5）、小米3（Mi 3）两个Android手机和SPAN-IGM-A1惯性组合导航系统进行徐州汉桥加速度信号采集和振动检测对比试验,试验结果有效验证了便携式、低成本Android智能手机进行桥梁振动检测的可行性。     

利用GNSS信号地表穿透特性反演土壤湿度的思考

利用全球导航卫星系统干涉信号（GNSS-interferometric reflectometry, GNSS-IR）进行土壤地表湿度反演具有无需信号源、探测区域宽广等特点，受到了国内外研究机构的广泛关注. 为解决传统GNSS穿透模型结构复杂的问题，根据几何构型给出了GNSS-IR计算天线相位中心与地表实际反射面垂直距离的方法，通过仿真不同土壤湿度下的高度测量偏差，建立了与GNSS信号理论穿透土壤深度的线性关系，以及与土壤湿度的反比例关系. 考虑到卫星高度角的变化对高度反演的影响，采用修正的测高模型，并利用Lomb-Scargle谱分析的方法计算了高度测量偏差. 为减少地表植被对反演天线相位中心距离地表实际反射面垂直距离的影响，利用归一化植被指数对高度测量偏差进行了修正，同时建立了GNSS信号高度测量偏差与土壤湿度的一阶反比例模型，最后对该模型进行了验证. 结果表明，对于长时间大尺度变化土壤湿度的场景，利用GNSS信号地表穿透特性进行土壤湿度反演有着很好的效果.      

First China ocean reflection experiment using coastal GNSS-R

It is a new way for oceanographic remote sensing using the GNSS-Reflection technique. Sea waves, tides and sea surface wind can be obtained by analyzing the direct and reflected GPS signals from sea surface. It has become an advanced field concerned by many researchers. In this paper the first China Ocean Reflection Experiment （CORE） with the coastal GNSS-R in the southeast is reported and the method to retrieve oceanographic parameters with the direct and reflected GPS signals is studied. The primary retrievals of Significant Wave Height （SWH） are presented and also compared with the measurements from Ultrasonic Wave Gauge （UWG） in situ.     

Assessment of stochastic models for GPS measurements with different types of receivers

The stochastic model plays an important role in parameter estimation. The optimal estimator in the sense of least squares can only be obtained by using the correct stochastic model and consequently guarantees the precise positioning in GPS applications. In this contribution, the GPS measurements, collected by different types of geodetic dual-frequency receiver pairs on ultra-short baselines with a sampling interval of 1 s, are used to address their stochastic models, which include the variances of all observation types, the relationship between the observation accuracy and its elevation angle, the time correlation, as well as the correlation between observation types. The results show that the commonly used stochastic model with the assumption that all the raw GPS measurements are independent with the same variance does not meet the need for precise positioning and the elevation-dependent weight model cannot work well for different receiver and observation types. The time correlation and cross correlation are significant as well. It is therefore concluded that the stochastic model is much associated with the receiver and observation types and should be specified for the receiver and observation types.     

中国的珠峰高程测定

20世纪60年代以来,我国曾单独或与外国合作,在1966年、1975年、1992年、1998年、1999年和2005年对珠穆朗玛峰高程进行了6次测定,开展了大规模的大地测量外业作业、数据处理和科学研究。介绍了我国近40年来珠峰高程测定的成果和进展,其中重点介绍了最新的2005年我国对珠穆朗玛峰高程测定的进展。相对于以前的珠峰测高,2005年在珠峰以北地区的地面控制和珠峰高程测定中,采用了较大规模和精密的GPS三维定位技术,采用了雷达探测技术测定珠峰峰顶冰雪覆盖层的深度,提高了测量珠峰高程和探测峰顶冰雪覆盖层深度的精度和可靠性。由此测得珠峰峰顶雪面正高(海拔高)为8847.93m,珠峰峰顶岩面正高为8844.43m,珠峰峰顶相应点的冰雪层厚度为3.50m。