青岛CORS站与探空站获取的大气可降水量对比分析

利用青岛市4个CORS站2014年观测资料,借助GPS高精度数据处理软件Bernese,反演大气可降水量(CORS/PWV),并与对应时段的由青岛探空站资料计算得到的大气可降水量(Radio/PWV)进行比较,CORS/PWV与Radio/PWV的精度相当,二者差异的差值(MEAN)均为毫米级,绝对值最大为3.42mm;CORS/PWV与Radio/PWV具有较高的相关性,其相关系数均在0.81以上;通过分析实际降水与PWV的变化,发现PWV的短时急剧变化与降水发生具有较好的对应关系。研究表明,CORS具有全天候、高时空分辨率及连续监测大气中水汽含量变化等优势,可有效弥补高空探测的不足,对水汽监测、气象预测研究等具有重要的参考价值。

利用GPS数据标校水汽辐射计的方法研究

对流层是影响各类对地观测、地对空观测精度的主要因素之一.目前GNSS(Global Navigation Satellite System)技术由于其时空分辨率和精度方面的优越性,成为大气延迟和水汽监测的主要手段之一.水汽辐射计WVR (Water Vapor Radiometer)是传统的大气探测手段,由于其观测原理和灵敏度等方面的特点,也有其特殊的用途. WVR在正式投入使用前必须根据各个测站的具体情况进行标校,一般采用探空数据来进行,但探空数据采样频率低、数据量小, GNSS具有相对的优势.利用分布于北京(BJMY)、上海(SHAO)、昆明(YNKM)、乌鲁木齐(URUM) 4个VLBI (Very Long Baseline Interferometry)台站的GPS和水汽辐射计数据,开展了利用GPS数据标校WVR的方法研究,探讨了各个台站WVR的数据预处理方法,分析了影响水汽辐射计测量精度的因素.利用2015–2016年的4个并置台站的GPS和WVR观测数据,验证水汽辐射计数据的稳定性与可靠性.采用归一化处理方法,利用GPS数据对水汽辐射计进行了校准,为水汽辐射计的标校提供了一种新的思路和方法.

基于单站CORS的台风麦德姆造成的降水量分析

对2014年7月台风麦德姆（Matmo）影响青岛市并造成的一次暴雨发生过程的单站CORS观测数据处理以获取对流层延迟量,利用对流层延迟中的湿延迟量计算大气可降水量（PWV）,将其变化与实际降水的发生时间和降水量进行对比分析,得到了PWV变化与降水发生过程之间的关系,即在暴雨发生前3~6hPWV会有明显下降,进一步得出单站CORS获取的PWV值能够用于暴雨等强降水预报。

IGS产品批量、定时、自动下载软件设计与实现

随着全球GNSS的发展以及IGS自身的不断完善,IGS产品精度不断提高、应用更加广泛,广大用户对IGS产品的要求也在不断增长,下载日益频繁。IGS通过文件传输协议服务实现IGS产品的发布,人工下载步骤烦琐,费时费力且容易出错,文中利用C#语言开发了IGS产品的下载软件,实现了相关文件的批量、定时、自动下载,有助于减轻工作人员的负担,提高工作效率,而且能够在文件发布后及时下载,减少错误发生的概率。通过对2015年9月份不同发布周期、不同类型文件的下载,证实了本软件进行IGS产品下载的可行性。

区域CORS数据自动化处理系统建设

目前区域CORS已进入全面应用阶段,由于其数据量大,以人工管理方式尚难以实现参考站的实时监测运行状态、有效科学的数据自动化管理和可靠的高精度数据处理结果解算。因此本文提出了基于GAMIT/GLOBK与Bernese软件的区域CORS数据自动化处理系统,设计了系统总体结构和功能设计。基于山东CORS近三年的数据,区域CORS数据自动化处理系统的建设实现了IGS数据的自动下载、CORS站观测数据的数据信息库管理和维护、数据预处理与质量检查、数据自动化解算、成果可视化输出等功能,算例测试表明,所建设的系统满足CORS网自动化数据处理的需求。

基于北斗与"天地图"的测量控制点信息快速采集与搜寻系统的实现

针对测量控制点信息管理效率问题,本文提出了基于北斗与"天地图"的测量控制点信息快速采集与搜寻系统,它包含Android平台下开发的手机App端点之记信息采集、搜寻子系统与Win端点之记批处理生成子系统.手机端App以"天地图"为底图,利用Java语言,结合SQLite数据库和百度地图应用程序编程接口等技术,利用手机内置定位模块实现定位,实现通过北斗差分定位设备获取高精度点位坐标、已有控制点查找和路径导航等功能;Win端利用C#语言,结合Access数据库,实现了App端采集信息的整合和点之记标准化批量生成.该系统与传统点之记制作相比较,具有一定的高效、快速、准确特点及参考价值.

我国GNSS基准站空间分布特征分析

针对全国全球导航卫星系统(GNSS)基准站建设时间及密度不同,全国GNSS基准站网空间分布不均的问题,该文在系统掌握全国GNSS基准站升级改造的基础上,将全国按照省(自治区、市)、地理区划、胡焕庸线、东经108°、三大阶梯以及长江流域、黄河流域进行区域划分,并运用Delaunay三角网对区划内的GNSS基准站进行统计分析。研究发现,全国2300余座GNSS基准站间距均值为65.19 km,处于胡焕庸线东南半壁的华北、华中、华东和华南四地的GNSS基准站平均间距均低于55 km,胡焕庸线西北半壁的GNSS基准站平均间距达到了107.42 km,全国GNSS基准站分布总体上呈现东南较西北密集的分布特征。

GPS/PWV与第五代大气再分析数据的短时强降水分析

针对全球升温、极端天气增加、我国西北短时暴雨增多等现象,该文结合ERA5降水数据和气象站采集的实际降水量,利用我国西北干旱地区GPS观测数据反演的GPS/PWV对一次短时强降水过程进行分析。结果表明:①GPS/PWV的积累和变化与实际降水发生时刻及降水量具有密切联系,特别是GPS/PWV在陡升陡降及高位震荡与降水实际发生具有较强的对应关系,对GPS/PWV应用于我国西北干旱地区短时强降水预报及防灾减灾等具有一定的参考意义;②ERA5数据记录的降水事件与气象站记录的实际降水的发生存在较好的对应关系,但降水发生时刻及降水量与实际降水相比准确性较差。该研究对于增强数值同化和机器学习在短时暴雨及极端天气等预报具有重要意义。

BDS-3/GPS/Galileo组合动态差分定位算法研究

为研究北斗三号系统新频点B1C、B2a的双频动态差分定位性能,该文提出一种基于B1C、B2a原始观测值的站间单差模糊度参数的求解方法和实时动态定位获得卡尔曼滤波参数的方法,从而实现北斗三号系统联合全球定位系统(GPS)、伽利略卫星导航系统(Galileo)的动态差分定位。对在北京房山地区采集的北斗卫星导航系统(BDS)、GPS、Galileo双频短基线数据进行解算,并对比分析了其他不同定位模式的结果。实验表明,利用BDS-3的B1C、B2a频点定位精度达到厘米级,符合动态差分定位的精度要求,组合系统模式的BDS-3+GPS双频、BDS-3+Galileo双频的定位精度与稳定性均优于单系统模式的BDS-3双频,表明系统增加能够提高定位精度与稳定性。

BDS-3/GPS/Galileo紧组合动态差分定位算法研究

为研究BDS-3/GPS/Galileo系统紧组合RTK的定位性能,该文提出了一种参数重整的系统偏差估计方法,通过零基线场景,对BDS-3/GPS/Galileo系统的L1/E1/B1C和L5/E5a/B2a的两类相同频率的系统偏差特性进行研究,并针对系统偏差的多天稳定性进行分析。结果显示,相同类型及版本号接收机的重叠频率伪距系统偏差以及载波相位系统偏差的均值约为0,二者均体现了很高的稳定性。通过实测车载动态数据,对BDS-3/GPS/Galileo系统的L1/E1/B1C和L5/E5a/B2a双频紧组合RTK、松组合RTK的定位性能进行比较。实验结果表明:当可用卫星数量充足的情况下,两种定位模式的定位精度相当,但在卫星数量不充足的情况下,紧组合RTK的定位性能与可靠性高于松组合RTK。因此,紧组合模式可以有效提高卫星数少的极端场景下的RTK定位精度,在实际应用中有一定的参考意义。