GPSⅢ卫星观测数据质量分析

近年来美国已成功发射多颗新一代GPSⅢ卫星,而卫星观测数据的质量直接影响到系统定位服务的稳定性、可用性及精度等方面的性能,因此对GPSⅢ卫星观测数据的质量进行评估分析是一项具有重要意义的工作。基于6个多卫星系统实验(MGEX)站观测数据,从信噪比、数据完整率、多路径效应、观测值噪声等方面,对比分析了GPSⅢ和GPSⅡ卫星的观测数据质量。结果表明:GPSⅢ卫星与GPSⅡ卫星的信噪比、伪距多路径和伪距观测值噪声基本处于同一水平,各频段数据完整率十分稳定,且载波相位观测值具有良好的一致性。

北斗系统观测数据质量分析

北斗卫星导航系统是我国自主建设的全球卫星导航系统,最新一代北斗三号系统(BDS-3)已于2020年7月31日建成并正式投入运营。由于BDS-3运行时间较短,国内外针对BDS-3的观测数据质量分析研究较少,同时常用的数据质量分析软件不支持分析BDS-3新频点B1C/B2a的观测数据。因此文中编写支持多系统、多频点的GNSS数据质量分析程序GNSSQC,分析全球七大洲9个IGS跟踪站的观测数据。通过研究BDS-3播发的新频点信号B1C/B2a、BDS-3和BDS-2共有的频点B1I/B3I、GPS的L1/L2、Galileo的E1/E5a和GLONASS的G1/G2频点,发现BDS-3的新频点B1C/B2a在信噪比、抗多路径误差和抑制电离层延迟等方面的表现优于其他系统的常用频点,在BDS原有频点B1I/B3I的基础上有较大提升。

综合气象观测数据质量的影响因素分析及控制对策

综合气象观测数据对于天气预报的准确性、气候变化评估和农业生产指导等方面起着至关重要的作用。数据质量受外界环境变化、观测业务制度执行力、观测设备与技术稳定性、以及观测人员业务能力等多方面因素的影响。通过分析,外界环境变化对数据质量有20%-30%的影响,业务制度执行不力可能导致数据错误率增加15%-25%,设备故障对数据完整性的影响高达35%-45%,而人员业务能力不足可能导致数据准确性下降20%-30%。本文提出提高环境适应性、强化业务制度执行、优化设备与技术等一系列控制对策,以期提升数据的准确性和完整性,从而更好地服务于社会。

国产臭氧探空仪观测数据质量分析

对国产臭氧探空仪从2001年4月到2004年9月在北京观测的臭氧垂直分布数据的质量进行分析. 对国产臭氧探空仪系统基本测量数据(包括电化学反应池池温、臭氧最大分压及其所在的高度、对流层顶的温度和高度)进行初步分析,结果发现国产臭氧探空仪的稳定性仍需进一步提高.与地面多谱森臭氧总量观测相比,国产臭氧探空积分的总量普遍要高,2002年至2003年之间的差别范围基本上保持在±20%以内.与国际普遍使用的双池型电化学(ECC型)臭氧探空观测结果相比,国产臭氧探空观测臭氧分压在15 km以下、25～30 km两个高度范围,均要高于ECC测值.分析结果建议国产臭氧探空仪应尽快参与由全球大气本底监测(GAW)技术主持的世界臭氧探空仪标定中心进行标定, 并在现有的技术条件下, 向双池型电化学型臭氧探空仪这一方向发展.

COSMIC-2近实时廓线反演对流层延迟及其质量分析

为了进一步提高全球大气探测和极端天气预报的精度,提出一种气象、电离层与气候星座观测系统2代(COSMIC-2)近实时廓线反演对流层延迟方法:指出随着气象、电离层与气候星座观测系统2代(COSMIC-2)掩星探测深度的加深,通过掩星手段为地表全球卫星导航系统(GNSS)观测站提供近实时先验天顶对流层延迟(ZTD)产品成为可能;采用COSMIC-2掩星Level 2近实时产品wetPf2大气湿度廓线获取掩星ZTD,并以欧洲中期数值天气预报中心第五代再分析资料(ERA5)作为参考,分高程、纬度、季节评估其反演精度。结果表明,COSMIC-2掩星反演天顶对流层延迟ZTD整体精度较高,10 km高程以下全球定位系统(GPS)信号反演ZTD精度较格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)信号更优;掩星反演ZTD精度随高程增加而提升,在0~1 km高程范围内精度最低,均方根(RMS)分别为11.33 mm(GPS)、11.54 mm(GLONASS);中低纬度区域(25°N—35°N)反演ZTD精度低于低纬(15°N—25°N)和中纬(35°N—45°N)区域,其中中纬区域精度最高,RMS分别为4.74 mm(GPS)、4.70 mm(GLONASS);掩星反演ZTD精度同样受季节影响,GPS/格洛纳斯全球卫星导航系统(GLONASS)双模信号均在夏季反演精度最差,冬季反演精度最高,冬季RMS分别为4.15 mm(GPS)、4.18 mm(GLONASS)。

船载气象仪对比观测数据的质量评估与分析

对南海南部海域2011年夏季航次调查中两套不同型号船载气象仪获取的对比观测数据进行了分析评估,结果表明该数据完整性较高,差异性较小,具有很好的准确性和可靠性。用t检验和线性回归方法对观测数据的日均值进行相关分析,结论一致:两套观测数据具有极强的相关性,均通过了99.9%的显著性相关检验。但由于仪器布放位置及传感器受周围环境影响等原因,部分要素的观测值存在缺测、"漂移"等现象。

卫星观测数据与地震关系的统计分析

电磁波增长、等离子体密度、粒子通量的扰动与地震的关系已经被前人研究了二十年了。尽管不断有人提出新的震例分析试图说明它们之间存在关联,但是只有通过对大量数据进行详尽的统计分析才能得到令人信服的结论,才有可能将卫星数据用于地震预报。本文前一部分回顾了这些年比较有代表性的关于空间卫星观测电磁波与地震关系的统计分析文献,后一部分回顾了地震上空等离子体密度、粒子通量扰动与地震关系的文献。

针对铁路基础设施形变监测的GNSS观测数据质量评价研究

在应用全球导航卫星系统(GNSS,Global Navigation Satellite System)对铁路基础设施进行形变监测时,因运营期间铁路线路一直处于封闭状态,造成现场维护困难,需要通过分析评价GNSS监测站的GNSS观测数据质量,来检查GNSS监测站的运行状态。文章在分析常用GNSS观测数据质量评价指标的基础上,结合形变监测特点,选取了9项评价指标。采用岭回归分析法,在多项数据质量指标与监测最终解算精度间建立预测模型,对数据质量进行绝对性评价。基于浩吉(浩勒报吉—吉安)铁路沿线某边坡的8个GNSS监测站的观测数据,建立了预测模型,经验证,该模型预测误差的均方根为1.1 mm,优于GNSS解算的常规误差,证明了模型的可靠性和评价方法的可行性。

昌平断裂交汇区GNSS观测网络数据质量分析

选取数据完整率、多路径效应、信噪比以及周跳比等数据质量评价指标,对昌平断裂交汇区的全球卫星导航系统(GNSS)观测网络进行数据质量分析。结果表明,全球定位系统(GPS)数据完整率均达98%以上,北斗卫星导航系统(BDS)数据完整率较低,均为75%左右;BDS受到的多路径影响较GPS和格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)要小;除了GPS和GLONASS的L2相位观测值信号强度相对较弱以外,其他GNSS信号强度均较强;所有测站的周跳现象均较少。昌平断裂交汇区GNSS观测网络数据质量较好,后续可升级硬件系统以满足BDS应用的需要。

用比湿数据及独立成分分析研究ENSO在对流层上层的响应

基于2006—2016年气象、电离层与气候卫星观测系统(COSMIC)提供的level 2‘wetPrf’比湿数据集,首次提出了独立成分分析(ICA)联合低通滤波的方法提取对流层上层的厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)信号。结合现有的气象学研究与传统方法主成分分析(PCA)的结果,分析了ENSO信号在对流层上层的响应。结果表明:ICA提取的ENSO信号具有更高的可靠性、有效性和可解释性,且得到了现有气象研究很好的支撑。该方法很好地分离出具有不同区域特征的源信号,凸显了这种基于信息理论的方法在ENSO信号提取方面的潜力。

北斗三号卫星新信号数据质量分析

目前,北斗三号卫星导航系统(BDS-3)新增了互操作信号B1C和B2a,为保障BDS-3的定位精度,有必要对新信号的观测数据进行全面分析。文章选取2020年4月1日至10日共10 d 19个iGMAS跟踪站的观测数据,从数据完整率、信噪比、多路径效应、电离层延迟变化率等4个方面进行评价,并与GPS L1/L5和Galileo E1/E5a对比,对9颗BDS-3中圆地球轨道(Medium Earth Orbit,MEO)卫星的观测数据进行评估。结果表明:B2a在数据完整率、信噪比、多路径效应方面略优于B1C,但差距不大,B1C在抑制电离层延迟变化率方面优于B2a;BDS-3的B1C/B2a与GPS、Galileo的兼容频率基本处于同一水平,在信噪比、电离层延迟变化率等方面甚至优于L1/L5、E1/E5a。

烈度计台网数据质量分析与异常检测

福建省当前共有一般站观测点1100个,使用三种不同的地震烈度计,分别是300台Palert、310台TMA-33、290台VH-GL-LDY以及待建设200台。其中Palert使用电信有线网络连接,TMA-33和VH-GL-LDY通过接入铁塔集团FSU使用无线网络方式连接,同时烈度计台网包含多个供应商硬件和设备、多种基础设施,烈度计亦有不同的安装方式。

应用TEQC对湖北省陆态网络连续站的观测数据进行质量分析

利用TEQC软件的数据质量检核模块对湖北省陆态网GPS连续站观测数据进行质量分析,得出湖北省陆态网GPS连续站各项指标均满足中国地壳运动观测技术规程的要求。

Terrabyte:欧洲最大的地球观测数据分析平台

德国航空航天中心(Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt;DLR)和巴伐利亚科学与人文学院的莱布尼茨超级计算中心(Leibniz-Rechenzentrum;LRZ)已开始运营“terrabyte”——欧洲最大的地球观测数据科学分析平台之一。该平台首次使研究人员能够以最高分辨率有效分析来自遥感卫星的全球数据集。研究人员还可以更准确地确定全球变化对人类和环境的影响,并制定合适的行动方案。例如,极地地区的剧烈变化、极端天气事件和自然灾害的日益频繁以及全球范围内不断发展的城市化等方面的监测应用。

海南省GNSS/MET水汽观测数据质量分析

基于海南省5个GNSS/MET水汽含量观测站的观测数据文件、导航定位文件和温度、湿度、气压三种气象要素资料,采用概率密度函数(PDF)、直方图和箱线图分析等方法,研究了2020年全年10个变量数据的质量特征.结果表明:(1)五指山站所跟踪到的导航卫星数量比其他站点跟踪到的导航卫星数量要少,但五指山站所跟踪的卫星数量异常值较其他站偏多;(2)西沙站的L1、L2载波多普勒频率直方图都存在双峰形状,质量不如其他站;(3)西沙站在L1、L2载波相位方面的数据都与其他站的数据相差较大,而且,西沙站的L2载波相位直方图存在明显双峰形状;(4)西沙站的L2载波信噪比变量值直方图存在明显的双峰形状,并且其箱线图的箱体较其他站的箱线图箱体大,数据波动较大;(5)西沙站的L1载波C/A码伪距和L2载波P码伪距直方图均存在明显双峰形状,并且其箱线图中位数也与其他观测站的中位数相差较大;(6)全省各个观测站点的解算水汽含量大都在50 mm左右.

夏县中心地震台地电场观测数据质量评价与特征分析

选取夏县中心地震台新建观测场地2019年正式观测以来的地电场数据,从连续率、完整率、相关系数、归零差值和分量合成效果五方面对观测数据进行质量评价,分析了日变形态、极化和干扰特征。结果表明,该台地电场观测系统运行稳定,观测场地周边未发现持续干扰源,观测数据质量较高;地电场日变形态呈“峰-谷”型,极化特征为线极化,极化方位角为北偏东20°,干扰特征主要为阶变、漂移和突跳等。

多模GNSS接收机静态观测数据质量分析

随着北斗卫星导航系统的不断发展和完善,基于GNSS多模系统的接收机种类不断增多。为了满足福建省北斗地基增强系统建设的需要,对目前国内建设CORS站的GNSS接收机静态观测数据质量进行分析,以研究多模卫星观测系统的数据质量,为北斗地基增强系统的建设提供参考。

TMPA卫星降水数据质量评估及水文过程模拟

卫星降水资料在测站分布稀疏的复杂地形区域具有较大的优越性,但卫星与测站获取降水原理不同,需对卫星资料的可用性进行评估。以赣江上游为例,根据雨量站实测降水数据评估热带降雨观测计划(TRMM)多卫星分析降水数据资料(TMPA)的精度,并将该降水数据作为陆面水文模式Noah-LSM的输入,以评估TMPA降水数据在流域水文过程模拟的适用性。结果表明,TMPA日降水数据精度虽偏低,但在我国南方降水资料匮乏地区的水文过程模拟研究中具有一定的应用前景,TMPA月降水数据精度较高,可为无资料地区水资源计算和规划提供数据支持。

高空全月观测数据资料质量控制分析

对高空全月观测数据资料展开质量控制是提高气象部门高空气象观测数据主要举措。文章主要对高空全月观测数据资料质量控制综合分析。

地面自动气象站观测数据质量的影响因素分析及提升策略

气象部门主要是通过对气象观测数据的大量采集和分析,结合不同地区不同时间的气候特点,实心综合的天气情况的预测。对于地面气象观测来说,主要是依靠的就是各种观测仪器和观测人员,但是由于多方面因素的影响,再加上观测仪器的故障和人员的观测问题,导致地面气象观测数据有时候存在较大的误差。因此笔者在本文中主要是对地面自动气象观测站的观测影响因素进行了分析,结合实际情况,提出了针对性的提升策略,希望可以实现我国地面自动气象观测精度的提升。