基于GNSS的三维电离层层析算法及其应用

电离层电子密度是空间天气研究的重要参数,不仅对卫星导航、通信等有显著影响,还能够在磁层-电离层-热层的耦合过程中起到重要作用。传统的电离层观测手段只能获取一维或二维的电离层信息,难以对电离层三维时空变化进行研究。三维电离层层析技术利用GNSS TEC(total electron content)数据采用重构算法对电离层中的电子密度进行三维反演,为研究大尺度电离层结构和扰动的三维形态提供了可能。论文针对三维层析中GNSS射线几何分布局限性问题和改正量分配问题提出了相应的改进算法。基于论文的层析算法,对日本Tohoku同震电离层扰动和北美地区暴时电子密度增强(storm enhanced density,SED)事件进行了研究,分析了其形成和传播的物理机制。论文的主要研究内容如下。

基于变分模态分解与相关向量机的变形特征提取及智能分析研究

建筑物、大型工程结构、边坡等受到内在与外在的复杂因素影响下,产生不同程度的变形。通过变形监测及变形数据分析,可及时、准确地掌握形变过程信息。变形特征提取与分析是变形数据处理的核心内容之一,是建筑物与工程结构精确健康监测、预报预警的关键,是变形灾害防治的重要理论与实践基础。由于变形体变形过程及变形数据采集过程中受到多种不确定性环境因素与人为因素的影响,变形数据具有显著的非线性、非平稳、高噪声和多尺度等特点,导致传统的变形数据分析方法存在诸多不足之处。

全球高精度对流层延迟建模及其在地基GNSS技术中的应用研究

对流层延迟是空间大地测量技术的一种主要误差源。在GNSS中,一般采用模型化或参数估计的方法削弱对流层延迟影响。目前已建立的对流层经验模型均是基于单一数据源,时空分辨率和精度有限,且现有的模型应用研究大多局限于定位解算的直接改正法。本文旨在建立高精度的对流层延迟模型,发展其在地基PPP和GNSS-IR(GNSS interferometric reflectometry)技术中应用的新方法,围绕多源对流层延迟产品精度评估、多源对流层延迟模型和高精度湿延迟模型建立、对流层延迟模型在PPP以及地基GNSS-IR技术中的应用展开研究,主要工作和贡献如下:(1)提出了顾及相邻层之间协方差的探空对流层延迟精度评定方法,得到全球312个探空站2010—2015年的ZHD,ZWD和ZTD的精度分别为2.87 mm、2.71 mm和4.85 mm。