阿根廷圣胡安激光测距系统的SLR数据质量分析

利用自行研制的激光定轨软件CASMORD分析阿根廷圣胡安激光测距系统的SLR数据质量.结果表明,阿根廷圣胡安激光测距系统性能良好,具有较小的系统偏差(距离偏差和时间偏差),系统偏差稳定,随时间的变化较小,有效观测圈数和数据观测量处于全球台站前列;经系统偏差修正后,该系统达到了亚厘米级观测水平,具有较高的观测精度,可以为卫星的精密定轨提供在我国本土无法观测的轨道弧段的资料,为我国科学研究和国家的特殊需要提供必须的宝贵资料.     

随机模型对解算西安流动SLR站坐标的影响

合理的参数估计及精度评定不仅需要可靠的函数模型,而且需要正确的随机模型。从权函数和粗差编辑两方面,研究了不同随机模型对西安流动卫星激光测距（satellite laser ranging,SLR）站坐标解算的影响,采用全球Lageos-1卫星观测数据计算了西安流动SLR站坐标。计算结果表明:①西安流动SLR站的观测精度和坐标解算精度均达到厘米级。②随机模型直接影响SLR站坐标的解算结果及可靠性;对于相同的计算弧段,抗差方差分量估计得到的站坐标精度最高、结果最稳定,残差加权均方差最小,观测资料利用率也最高;对于相同的计算方案,采用的SLR数据越多,坐标估计精度越高。     

由SLR观测的地心周期性运动(1993-2006年)

地球质心(CM)是整个地球的质量中心,地心运动是由地球系统的质量重新分布激励的,特别是流体圈层.利用SLR对LAGEOS 1/2卫星的距离观测,解算1993-2006年期间的地心运动时间序列,然后分别利用小波变换和最小二乘法分析该序列,发现地心运动存在长期和周期性变化.地心的长期运动表明地壳形状在变化.季节性变化是地心运动的主项,主要是由地球流体圈层的质量分布造成的,如海洋、大气和陆地水等.地心运动还存在其他周期性和准周期性变化.地心运动存在2～5年的长周期变化.许多周期都存在渐变,这表明整个地球系统质量和环境存在不规则的变化.

Abstract：

The center of mass of Earth (CM) is the center of total Earth's mass. The geocenter motion may be excit-ed by the mass redistribution of Earth system, especially the fluid layer. A time series of geocenter motion meas-ured with SLR on LAGEOS 1/2 is estimated and then analyzed with the wavelet transformation and the least squaresmethod, respectively. The secular and periodic variations of geocenter motion are detected. The long-term move-ment indicates that the crustal figure is changing, the north hemisphere and 180-degree hemisphere are shrinking, and the south hemisphere and O-degree hemisphere are swelling. The seasonal variations are the main componentswhich may be caused from the mass distribution of Earth fluid layer, e.g. ocean, atmosphere and continental wa-ter, There are many other periodic or quasi-periodic variations. There are long periodic variations through 2 to 5 years, Many periods gradually change, which indicates that there exist nonregular fluxes for the environment and mass of the whole Earth system.     

用SLR数据导出的地心运动结果

在利用卫星激光测距(Satellite Laser Ranging，简称SLR)资料研究地心运动时，将抗差估计和方差分量估计引入列数据处理中，根据1996年1月至2000年12月的Lageos2观测数据，分别采用直接法和动力法，计算出了2组相对于ITRF2000参考框架原点的地心运动序列。对计算结果进行了分析，得出了地心运动的平均值、变化速率及其周年项、半年项的振幅和相位，并与其他采用SLR资料计算的结果进行了比较。通过比较和分析，发现地心运动存在着近周年和近半年的周期分量，但地心运动的长期变化并不明显。     

GPS技术周年系统性误差的检测与分析

当利用GPS测站坐标残差数据分析研究测站坐标周年非线性变化规律时,GPS技术本身的周年系统性误差是其中重要部分。本文针对GPS技术的周年变化特点利用并置站SLR残差数据对GPS测站残差数据中的部分周年系统性误差进行了检测分析,对于进一步量化GPS周年系统性误差对测站坐标精度以及测站坐标周年非线性变化的影响有一定的借鉴意义。     

北京SLR站天顶方向激光测距对流层改正的周期变化

以IERS第36号技术说明中的对流层延迟模型为基础,推导激光器波长为532 nm的北京激光测距站天顶方向的对流层延迟改正简化公式。利用置于激光测距站的BJFS GNSS站102 d的气象数据进行天顶方向对流层延迟改正计算。根据2010年5月22日—2010年8月31日的293 028组气象数据进行计算,计算结果出现4处峰值和3处谷值。     

基于VLBI、SLR和GPS实测数据的现时板块运动模型

采用空间大地测量技术 (VL BI、 SLR、 GPS)实测板块运动的最新数据 ,导出了全球 7个主要板块 (欧亚、北美、太平洋、澳大利亚、非洲、南美、南极板块 )之间的相对运动欧拉矢量 ,建立了一个完全基于空间大地测量观测的现时板块运动模型 ,称为 SGPMM2。与地学板块运动模型 NUVEL-1 A相比两者基本一致 ,说明最近 3百万年内全球板块运动总体上是稳定的。作者还首次导出了南中国板块相对于欧亚板块的相对运动欧拉矢量 (2 0 .5°S,67.2°W,0 .3 0 0°/ Ma)。与 Armijo等 (1 989)根据欧亚板块内北西藏块体与周围块体的断层走向和滑动速率估计的北西藏块体相对于欧亚板块的欧拉矢量 (1 7.0°S,61 .4°W,0 .45 8°/Ma)相比 ,两者运动方向一致 ,但南中国板块的运动速率稍小。作为对印度板块高速插入欧亚板块之下的响应 ,这个结果证实了南中国板块受西藏块体东向挤压而向东南运动的构造学推断。     

高重复率SLR数据预处理方法的实现

千次重复频率SLR技术主要优势是观测数据量犬,从而得到高精度测量结果,相比低重复频率(小于10Hz)测距资料,kHz数据量有近百倍的增加,因而快速、有效对每次每圈卫星kHz资料处理是高重复率激光测距重要内容,以满足ILRS对测距数据及时处理和发送的要求.通过采用均匀选取数据的点图方式,加速数据点屏幕显示;采用Visua...     

并置站局部连接数据质量分析

局部连接是各种空间大地测量技术组合的关键要素。针对当前一些并置站局部连接精度较低,无法满足组合需要的问题,通过各种空间大地测量技术的长期解,对法国国家地理研究所最新公布的并置站局部连接数据进行了质量分析,在此基础上,以赫尔默特变换参数为评价指标,对并置站进行了筛选。结果显示,21%的并置站局部连接残差大于10 mm;从赫尔默特变换参数中发现,并置站局部连接精度较低会导致空间大地测量网发生扭曲,对于网的平移和缩放影响尤其严重;选择出一组高精度的并置站局部连接,其在N、E和U方向上残差的均方根值分别为4.4 mm、4.7 mm和6.4 mm。     

模糊聚类定权法对SLR定轨精度的影响

针对卫星激光测距(satellite laser ranging,SLR)精密定轨过程中存在的测站观测数据合理定权问题,将一种改进的模糊聚类算法引入到SLR观测数据定权中。基于国际激光测距服务(International Laser Ranging Service,ILRS)提供的全球SLR测站性能报告,对测站进行近实时滑动分类定权,改变SLR数据处理中权重的经验或者随意性选取模式。经过LAGEOS1卫星2014年1月至2016年12月3年全球SLR实测数据处理的测试。结果表明,当考虑LAGEOS标准点总数、LAGEOS标准点RMS值以及LAGEOS标准点合格率这3项测站质量控制因素确定的测站权值能最大限度地提高卫星定轨精度和观测数据的使用效率,对参与计算的365个3d弧段数据,91.46%弧段精度得到提高,平均提高约3.7mm,且每个测站的定轨残差RMS也得到了降低。这对于正在迈向毫米级测量精度的SLR技术至关重要。     

基于图像处理的SLR系统目标识别方法

针对卫星激光测距(SLR)系统中目标卫星识别困难的问题,提出一种通过使用图像处理技术实现SLR系统目标卫星识别的方案。基于Visual Studio2015和OpenCV3.4.0和Qt5.9.6开发环境编写实现SLR系统目标卫星识别的算法,实现在CCD图像中识别标注目标卫星。对运行在不同轨道高度的目标卫星进行测试,试验表明算法具有通用性、准确性、可行性。     

方差分量估计的SLR精密轨道综合及精度分析

针对目前国际激光服务(ILRS)不同分析中心提供的卫星激光测距(SLR)卫星精密轨道综合问题,该文利用几何加权平均法对各分析中心提供的精密轨道进行综合生成综合轨道,其中各分析中心权重采用方差分量法进行估计,通过各分析中心精密轨道与综合轨道的比较,及该文综合轨道与ILRSA和ILRSB综合轨道对比,评价该文综合轨道精度.结果表明:不同分析中心卫星轨道权重不同,其中德国联邦制图和大地测量局(BKG)和欧空局(ESA)的轨道总体精度较好;通过各分析中心相对综合解的尺度因子的比较分析,发现其尺度因子存在长期的线性项变化;各个分析中心的轨道相对于综合解,对Lageos1/2卫星来说RMS均在2 cm左右,速度RMS为(1.5～3)×10-5 m/s,Etalon1/2卫星的位置和速度的RMS变化较大,但总体和权重分布相一致;与ILRSA和ILRSB综合轨道相比,该文的综合轨道在位置上和ILRSA具有较好的一致性,在速度上3种综合轨道的RMS差异大致相同.     

星载激光光斑影像激光指向变化探测法

地面光斑足印的定位精度高度依赖于激光指向角的测量精度,星载激光光斑质心提取及其变化规律对激光指向角的分析具有重要的意义。本文基于ICESat/GLAS的激光剖面阵列(laser profile array,LPA)影像数据,首先利用灰度一阶矩阵法提取LPA的质心,精度优于0.3个像素,LPA相对定位精度优于0.11个像素。其次利用傅里叶变换和傅里叶级数拟合对LPA质心坐标的变化进行周期探测和建模分析,结果表明,激光光斑影像的质心坐标存在1.83×10^-4 Hz、3.36×10^-4 Hz、5.19×10^-4 Hz和6.71×10^-4 Hz 4个明显的周期变化,拟合结果的相关性R²达到了0.86,拟合精度可达0.4″,优于0.13个像素,得到了较好的结果。可为我国的高分七号和后续的卫星激光测高数据处理提供参考。     

星载激光光斑影像激光指向变化探测法

地面光斑足印的定位精度高度依赖于激光指向角的测量精度,星载激光光斑质心提取及其变化规律对激光指向角的分析具有重要的意义。本文基于ICESat/GLAS的激光剖面阵列（laser profile array,LPA）影像数据,首先利用灰度一阶矩阵法提取LPA的质心,精度优于0.3个像素,LPA相对定位精度优于0.11个像素。其次利用傅里叶变换和傅里叶级数拟合对LPA质心坐标的变化进行周期探测和建模分析,结果表明,激光光斑影像的质心坐标存在1.83×10^-4 Hz、3.36×10^-4 Hz、5.19×10^-4 Hz和6.71×10^-4 Hz 4个明显的周期变化,拟合结果的相关性R²达到了0.86,拟合精度可达0.4″,优于0.13个像素,得到了较好的结果。可为我国的高分七号和后续的卫星激光测高数据处理提供参考。     

联合GNSS和SLR观测对地球自转参数的解算与分析

目的 选取不同数量的IGS站,分别利用GPS和GPS+GLONASS观测数据计算ERP参数,并将结果和IGS公布值进行比较,分析测站数量增加和加入GLONASS观测数据对解算ERP参数的影响。此外,还利用GLO-NASS卫星的全部卫星激光测距(SLR)数据进行ERP参数解算,并将SLR结果和GNSS解算结果联合计算ERP,结果表明,联合SLR可改善GNSS数据解算ERP参数及高频ERP参数的系统性误差影响和稳定性。     

傅里叶级数拟合LEO轨道误差下的BDS/GPS/LEO精密单点定位

针对目前多数低轨道地球卫星(LEO)设计处于初步论证阶段,LEO轨道无法精确获取,轨道误差难以准确表述的问题,提出了一种傅里叶级数拟合LEO轨道误差下的BDS/GPS/LEO精密单点定位(PPP)分析方法.该方法根据LEO精密定轨后的轨道误差呈现准周期正弦特性,利用傅里叶级数拟合LEO轨道误差,并仿真生成LEO观测数据...     

XJCORS数据质量检测与分析

新疆卫星导航定位基准服务系统（XJCORS）是新疆现代测绘基准体系的重要组成部分和基础支撑,为掌握XJCORS系统的数据质量,利用TEQC软件对XJCORS所有基准站2018-2021年共计4年的GPS数据进行了全面的质量分析与统计。并用IGS的数据质量检核标准对XJCORS的数据质量进行评价,为XJCORS的更新换代、维护工作提供技术支撑。     

ITRF2014-GPS解数据质量分析

现搜集了最新的ITRF2014-GPS解数据,并利用移动回归模型与快速傅里叶变换进行了数据处理,将处理结果与ITRF2008-GPS解处理结果进行比较发现,ITRF2014-GPS解数据质量比ITRF2008有明显提高,其中主要非线性周期规律已经较好地被模型化改正,主要包含周年规律和半周年规律.     

电磁环境对GNSS观测数据质量的影响

通过在35、110、220、500、800 kV 5种不同电压等级的变电站开展全球卫星导航定位系统(GNSS)观测实验,从数据完整率、多路径、信噪比、观测值与周跳比4项指标对各测试站点的GNSS观测数据质量进行统计分析,研究不同电压等级下电磁环境对各GNSS系统观测数据质量的影响.结果表明:不同电压等级下电磁环境对各G...     

温度变化对西北区域CORS站垂向位移影响分析

西北地区连续运行基准站(以下简称CORS站)是中国大陆构造环境监测网络的重要组成部分,是维持CGCS2000坐标框架的重要支撑。本文利用该区域部分长期稳定CORS站时间序列进行傅里叶分析,发现其中均含有类似周年周期的震荡频谱,结合该区域相应年份实测温度数据,对其相关程度进行了检验,结果显示,热胀冷缩效应对测站垂向位移有较大影响。