卫星测高技术应用研究回顾与展望

简要介绍了笔者所在单位近十年来密切跟踪世界发展动态,灵活运用高新技术,致力于卫星测高技术应用研究所取得的一些有理论意义和实用价值的成果,这些成果主要包括四个方面：卫星测高径向轨道误差时域和空域特征分析、卫星测高反演海洋重力场、卫星测高反演海底地形以及利用测高重力异常扩展超高阶地球位模型研究成果。最后对这一研究领域未来的发展方向作了展望。     

双频GPS PPK技术在沿岸海道测量中的应用

通过介绍NovAtel OEM4高精度双频GPS和所采用的动态测量后处理(PPK)技术工作原理,论述了沿岸海道测量机动作业系统的设备组成、作业原理、测量实施、数据处理以及技术指标等,明确了PPK基准站的设立条件、方法和要求,并结合试验和外业工作实际进行讨论。     

利用重复测线校正海空重力仪格值及试验验证

通过分析海空重力测量系统误差的形成机理,我们发现海空重力仪格值标定误差是引起系统性测量偏差的主要因素之一.本文简要介绍了重力仪格值的标定方法,分析论证了格值标定的精度要求,提出了利用东西正反向重复测线检测校正海空重力仪格值的计算模型和补偿方法,分析讨论了该方法的校正精度及其适用条件,利用航空重力实际观测网数据对该方法的合理性和有效性进行了数值验证,证明该方法对消除海空重力测量系统性偏差具有显著作用.     

非潮汐海洋负荷对广东地区大地高变化的影响

利用高时空分辨率海平面变化数据,采用球谐分析方法计算广东及周边地区的非潮汐海洋负荷对大地高变化的影响。该方法充分考虑全球海洋影响,克服直接利用格林函数方法进行局部积分计算产生的不完整性。研究发现,广东地区的非潮汐海洋负荷对大地高的影响呈现明显的区域特征,沿海岸线超过10 mm;距海洋越远,影响越小。     

半日潮特征海域平均大潮高潮面的计算方法

计算半日潮特征海域平均大潮高潮面的关键在于,一是应有足够长时段且满足精度的潮汐实测或预报数据;二是应尽可能准确选定大潮时刻高潮位。针对大潮时刻高潮位在时间选取上的困难,从月相物理意义出发,证明了当日月黄经差值约为0°时,大潮时刻对应月相朔;当日月黄经差值约为180°时,大潮时刻对应月相望。提出并实现了顾及半日潮龄值及逐时日、月黄经差的平均大潮高潮面计算方法。     

基于点质量方法的似大地水准面计算模型改化及分析检验

针对源自位场等效源理论和点质量方法的似大地水准面计算模型适用性问题,重点围绕虚拟点质量反演和似大地水准面计算两个解算阶段,分别提出了3种实用化的积分模型改化方法,同时设计了3个阶段改化模型试验检验方案,使用超高阶位EGM2008作为数值模拟标准场,对两个解算阶段不同改化模型的计算效果进行了数值精度检核,并开展了数据观测噪声影响评估检验,得出了一些有参考和实际应用价值的研究结论。在一定条件下,使用改化点质量方法计算似大地水准面可获得1 cm的内符合度。     

基于Molodensky边值理论的似大地水准面计算模型改化及分析检验

针对源自现代Molodensky边值理论的似大地水准面计算模型适用性问题,首先分析研究了Molodensky级数解计算模型的技术特点,提出了3种特定计算模型的实用改化方法,同时设计了4种分步改化模型检验方案,使用超高阶位模型EGM2008作为数值模拟标准场,对分步改化模型的计算效果进行了数值精度检核,并开展了数据观测噪声影响评估检验,得出了一些有参考和实际应用价值的研究结论。在一定条件下,使用改化Molodensky方法计算似大地水准面可获得1cm的内符合度。     

补偿海空重力测量动态效应剩余影响的通用模型

针对目前作业过程中普遍存在的测量动态环境效应剩余影响问题,在深入分析海空重力测量误差源形成机理及其变化特性基础上,提出了一种适用于补偿各类海空重力仪动态效应剩余影响的通用模型;研究探讨了通用模型形式优选和模型参数估计问题,将基于信息论的Akaike信息量准则引入通用模型表达式的优选过程,提出应用互相关分析方法对模型参数进行估计,在双重约束下构建了补偿动态效应剩余影响的优化模型。使用典型动态环境下的海面重力观测数据对该方法的有效性进行了验证,结果显示,海洋重力测量成果内符合精度从原先的±9.35×10^-5 m/s^2大幅提升到±1.01×10^-5 m/s^2,充分体现了本文方法和模型对消除高动态测量环境效应影响的优良特性。     

精密单点定位技术在船载重力测量中的应用

针对海洋某些测区无法布设基准站,无法使用差分定位方式进行定位的问题,将精密单点定位技术应用于船载重力测量,通过比对基于精密单点定位测量模式和传统单点定位测量模式解算的交叉点不符值结果,验证了精密单点定位技术在船载重力测量中应用的可行性,解决了远海船载重力测量采用传统单点定位精度较低的问题。      

日潮特征海域回归潮平均高高潮位的计算方法

针对海岸线定义不适用于日潮特征海域的问题,分析了不同潮汐类型海域潮汐高潮位与月相和月赤纬间关系,提出并实现了日潮特征海域顾及日潮龄值的回归潮平均高高潮位计算。结果表明,在不规则日潮海域月赤纬极值与回归潮高高潮位表现出强相关性。海岸线定义明确为平均大潮高潮面或回归潮平均高高潮位与海岸的交接线更科学。