GPS信噪比观测值的土壤湿度变化趋势反演

土壤湿度变化趋势是某一个位置或区域内水资源循环的重要指标。多路径误差作为一种在导航、定位中的重要测量误差,由于其较弱的空间相关性,难以采用全球甚至区域性模型或差分的方法予以消除。在讨论和研究了多路径误差反射模型的基础上,实现了利用GPS信噪比SNR(Signal-to-Noise Ratio)观测值中的多路径反射分量对土壤湿度变化趋势的模拟。结合实测GPS数据和土壤湿度计观测数据的对比和分析表明,该方法能反映土壤湿度变化趋势。同时,在计算过程中如何选择合适卫星、对反演结果质量进行评价以及如何实现两种观测结果之间的同化等是进一步需要研究的问题。

PCA和KLE在高采样率GPS定位中的应用

为抑制多路径误差和随机噪声以提高定位精度,引入主成分分析(PCA)和KLE变换方法对定位坐标序列随机噪声水平进行评价、提取和消除多天坐标序列中的多路径误差。对比分析结果表明,主成分系数比值能有效地反映出强随机噪声对某天定位坐标序列的影响,PCA方法能有效地提取和消除多天定位坐标序列中的多路径误差,显著提高定位精度。KLE变换对随机噪声污染不敏感,对多路径误差的滤波能力较PCA略弱,但其对随机噪声以及局部异常具有较好的抑制作用。

HNCORS管理服务与统计分析系统研究

针对现有系统无法满足兼容性和适用性要求,不支持位置服务和统计分析需求等问题,设计实现了管理服务与统计分析系统。通过构建兼容多网络解算软件、支持多终端的基准站管理体系,完善了平台与用户沟通机制;利用基于位置和地图服务模式满足了不同类型用户高精度位置服务的需求;搭建数据存储、管理和统计分析平台,实现了位置大数据时空特征分析,为科学管理提供决策依据。

基于RBF核函数的油气化探异常圈闭评价

油气化探异常圈闭评价在油气资源勘探中发挥着重要作用。作者提出基于RBF(高斯径向基核函数)的油气化探异常圈闭评价法,应用于油气化探异常检测和评价,克服了综合油气化探异常解释中化探信息分散,异常信息层次不明显,尤其是多化探信息融合权值难以确定的问题。将该方法应用于塔北雅克拉测区的油田综合化探异常检测和分析,结果表明该方法具有提取的综合油气化探信息异常特征明显、层次分明,异常形态清晰,异常走向明晰等特点。

基于HNCORS的地质灾害监测预警系统集成应用

本文主要阐述综合运用GNSS空间定位、计算机网络通讯、3G网络等技术,对监测点的地表位移进行实时监测、分析和预警,并介绍以HNCORS系统为基础的地质灾害监测预警系统主要功能及实现过程,为地质灾害监测预警工作提供可行的技术支持。

GPS天线相位中心改正方法研究

由于天线本身的特性及机械加工等原因,GPS卫星和接收机天线相位中心与其几何中心不重合,从而产生相位中心偏差。某些类型的天线该偏差甚至可达数cm,直接影响高精度GPS测量的精确可靠性[1]。讨论了GAMIT软件在高精度GPS数据处理中进行天线相位中心改正的原理、方法和策略,结合美国IGS观测站及南加州区域站观测数据,对改正方法及策略进行了实验对比与分析。结果表明:对接收机天线相位中心和卫星天线相位中心采用模型改正,而卫星天线相位中心偏移不改正,所得到的基线解算结果较好[2];地面接收机天线方位角的变化对U方向的基线解算结果有较大影响,在高精度GPS测量中,必须进行天线方位角的变化改正。

基于云模型和灰关联的油气圈闭多域信息评价

云模型是在传统模糊数学和概率统计的基础上提出的定性、定量转换模型。为了建立油气藏与圈闭面积、圈闭闭合幅度、油气运移通道、地层孔隙度、烃源生油与圈闭形成时间、空间匹配性等因素的定性定量关系,传统的多域信息评价方法多采用因素硬化值构建定性定量关系模型,这很大程度受制于专家的知识和经验。结合云模型和灰关联分析,考虑油气圈闭评价因素的模糊性、随机性和小样本不确定性,实现圈闭多域信息的定性与定量间的转换,提出了一种油气圈闭多域信息评价新方法。对中国西北顺托果勒某地区提取的圈闭进行评价,分别划分出了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类圈闭,其中Ⅰ类圈闭占圈闭总数的37.5%;Ⅱ类圈闭占圈闭总数的37.5%;Ⅲ类圈闭占圈闭总数的25%,与实际开发评价结果吻合。

兼容BDS的HNCORS升级测试分析

为了全面、有效地评估湖南省连续运行基准站系统兼容BDS升级后的性能,提出软硬件相结合、内外业相结合的方法,利用对比分析和时空分析等手段,从兼容性、稳定性、用户固定比例、定位精度、时空可用性等方面进行测试分析。结果表明:升级后的系统兼容各类主流设备,监控功能更加完善,观测数据更加丰富,用户体验有所提升;RTK平面和高程定位精度能够满足设计要求;初始化时间有显著提升,在覆盖湖南省的基础上能一定程度地覆盖临近省份;此外,BDS的引入能解决某些特殊环境下的定位问题。

GPS遥感土壤湿度后处理系统的设计与实现

土壤湿度的变化趋势是某一个位置或区域内水资源循环的重要指标,目前,土壤湿度的测量手段主要是利用湿度计或者遥感卫星,在相关学者的研究基础上,设计了一种利用GPS遥感土壤湿度后处理系统,并且利用实测数据对该系统进行验证。

更泛在 更智能——湖南新一代北斗时空基准服务体系助力战略性新兴产业发展

湖南新一代北斗服务体系即将建成!近日,湖南省自然资源厅和中南大学李建成院士团队宣布,他们将联手启动湖南省新一代北斗卫星导航系统的时空基准与增强服务体系建设,在湖南省建立更准确、现代化的区域坐标标准框架,提供更多、更全面的坐标服务和产品,并建立一个更智能、多样化的公共服务平台。

湖南省似大地水准面2017模型及精度分析

利用近7万个湖南及邻近省份重力观测数据、502个GNSS/水准控制点及数字高程模型,以EIGEN-6C4全球重力场模型作参考重力场,采用顾及地球曲率影响的各类地形质量位及引力的第二类Helmert凝集法严密算法,利用高分辨率地形数据恢复甚短波扰动重力场,确定空间分辨率2′×2′的高精度湖南省似大地水准面模型(HNGG2017)。经外部检核,模型整体精度均优于±0.022m。与历史模型相比,新模型在湖南北部常德汉寿、西南部永州江永等地区精度得到显著改善。

关于深化自然资源北斗应用服务“三高四新”战略途径浅探

北斗导航卫星系统在自然资源领域获得了广泛的应用,支撑了各类重大工程的实施,为经济社会发展提供了高精度导航定位服务保障。“三高四新”战略定位和使命任务对深化自然资源领域的北斗应用提出了新要求。通过完善基础设施、推动共享融合、统筹推进应用以及创新监管体系4个方面举措,贯彻落实“三高四新”战略定位和使命任务对北斗高精度卫星定位的新需求。

湖南地区似大地水准面模型再精化研究

湖南地区2007版似大地水准面模型存在数据源质量相对不高、局部区域存在粗差等问题。通过引入EGM2008地球重力场模型、高分辨率DEM数据、高精度GPS/水准数据等新数据源,采用最小二乘配置法与格林基函数样条插值算法,在原有模型的基础上得到1′×1′分辨率的再精化新模型。精度检测结果表明,新模型的内、外符合精度相较2007模型提升80.7%和22.9%,有效降低汉寿等地区的残差,对湖南省地区的复杂地形具有更好的适用性。

基于CORS的分米级GNSS差分定位云服务研究

面向GNSS大众应用领域海量高精度位置服务需求,提出了一种基于CORS的分米级差分定位云服务建设方法,采用虚拟格网用户生成改正数的形式,通过设计解算服务器与业务服务器分离的云服务模式,解决了传统CORS服务中基准站数据安全风险大、用户并发访问数量受限的问题,并以API和SDK形式面向用户和开发者提供应用服务,降低了高精度位置服务专业技术门槛。同时,依托本文研究成果,基于湖南省位置服务平台(HNCORS),设计并实现了基于CORS的分米级GNSS差分定位云服务架构,并以丢包率、外符合精度、高并发访问为指标进行测试。结果表明,本文设计的云服务架构具有较好的精度、稳定性和可靠性,在高精度位置服务应用中具有较好的应用前景,也可为其他省级CORS网的高精度位置服务云平台建设提供技术参考。

HNGG2017精度特征分析

精度评估和检核是似大地水准面模型构建和应用的前提.针对湖南省似大地水准面(HNGG2017)模型,引入大量全球卫星导航系统(GNSS)/水准观测成果以及历史模型,提出了内、外部精度以及特征地区综合检核方法.检核结果表明,模型的内、外符合精度优于2.2cm,与历史模型相比,新模型在北部常德汉寿、西南部永州江永等地区,精度得到显著改善.同时,湖南北部的壶瓶山地区的原水准数据可能存在系统性误差,有待采用更多数据验证.

新常态下HNCORS发展战略构思与对策

连续运行基准站迅速发展,卫星导航定位产业发展规划和意见陆续出台,给HNCORS带来机遇和挑战。当前HNCORS建设初步完成,形成立足测绘、面向公众的服务体系,在北斗兼容性、多系统备份、公益性以及面向应用形成特色,将步入完善服务与推广应用新常态。HNCORS后续发展可从平台完善、制度健全、互联网服务体系、高精度位置应用云平台构建,及产业资源整合5方面展开。实现可持续发展,发挥高精度定位领域的优势和地位,更好地服务于社会经济发展。

利用SNR观测值进行GPS土壤湿度监测

利用GPS信噪比(SNR)观测值监测土壤湿度变化可克服传统手段破坏观测对象、数据难以同化、时空分辨率受限等缺点,但同时也存在测量区域不明确、卫星与波段选择缺少相应依据、多径延迟相位与土壤湿度之间相关性的定量数值描述函数与模型亟待建立等问题。本文通过引入菲涅尔反射区域,结合仿真和实测土壤湿度数据、GPS观测值开展对比实验对上述问题进行研究。实验过程及结果表明,采用SNR观测值能有效跟踪土壤湿度的变化趋势,最大有效测量范围约45m,利用指数函数能较好地描述SNR多径延迟相位与土壤湿度之间的关系。同时,选择高级卫星和记录L2C观测值,有利于获得更准确的结果。

利用窗口GPS多径干涉相位反演土壤湿度

利用GPS信噪比（signal-to-noise ratio,SNR）观测值监测土壤湿度的精度直接受多径干涉相位与土壤湿度间的关系模型影响。传统方法基于线性模型,通过增加样本数量、排除特例提高普适性,但未合理考虑坡度、植被及天气等因素。基于上述因素短期变化可忽略的假设,引入时间窗口,采用自相关分析确定窗口长度,利用窗口内样本动态线性回归构建预测和插值模型反演土壤湿度。实验结果表明,引入窗口后,预测、插值误差分别下降17.4%和54.6%,相关系数上升16.2%和32.9%。插值模型利用了待估时刻之后的观测量,精度更高;预测模型精度略低,但更适于实时应用。同时,残差极大值与土壤湿度的上升之间显著相关。预测残差较土壤湿度具有极大值更小、时刻略微提前的时域特征。

小波包分解提取高采样率GPS地震波信号

随着高采样率GPS接收机的出现、高精度的定轨以及数据处理技术的发展,利用GPS观测高频率、瞬态的地震波信号成为可能.但如何消除混叠在地震波信号中的多路径、随机噪声等误差,有效地提取地震波信号,仍然是制约高采样率GPS及其地球物理应用的重要因素.提出一种基于小波包分解的方法,对动态位移序列中的多路径误差进行消除,同时去除高频率随机噪声,提取地震波信号.通过结合SCIGN的19个GPS测站的1Hz采样GPS观测数据,对2010年墨西哥M7.2地震的地震波引起的地表动态位移进行解算,采用小波包分解有效地提取地震波信号并对其进行谱分析.结果表明,该方法提取的地震波信号能较好地反映出地震波的传播及其特性,具有无需多天重复观测、处理精度高等特点.

基于ITRF2005框架的南美板块运动及形变分析

本文通过利用ITRF2005框架速度场以及IGS参考站近两年观测数据解算所得速度场对南美板块的运动及形变特征进行分析。结果表明,南美板块整体以约12.4mm/a的速率向北西方向运动,其欧拉矢量参数与NNR-NULVEL1A模型基本一致。形变特征表现为中南部区域西缘因纳兹卡板块俯冲向东凹陷,东侧受大西洋中脊海底扩张推力向西运动,东西向的挤压使其约以22mm/a的速度收缩并阻碍其北向运动。板块南端则受南极洲板块挤压向北西运动。