Jason-2卫星波形重定技术在研究贝加尔湖水位中的应用

利用Jason-2测高卫星2008—2013年的Waveform数据,以贝加尔湖为例,研究卫星测高数据编辑标准、地球物理改正方法及波形重定方法;利用波形重定后的数据计算贝加尔湖年水位异常时间序列与季度水位异常时间序列,分析得到贝加尔湖水位的季节性变化规律;利用组合模型预测贝加尔湖2013年10月的水位,并与测高所得水位进行了比较。研究结果表明,利用波形重构技术可提高对贝加尔湖水位测量精度,对其水位变化研究具有一定的可行性。

Jason-2卫星星载GPS数据cm级精密定轨

Jason-2卫星为测高卫星,需要cm级的轨道精度。利用Jason-2星载GPS数据,采用简化动力学法进行了Jason-2卫星精密定轨。对简化动力学轨道进行重叠轨道对比,径向精度达到1.19cm;与CLASS提供的POE结果对比,径向精度达到5.54cm;与SLR数据进行对比,整体精度达到6.63cm。因此,简化动力学轨道达到了cm级要求,定轨精度良好。

基于卫星激光测距的Jason-2卫星定轨光压参数对轨道精度的影响

光压摄动模型是卫星动力学模型的主要误差源之一,定轨时是否考虑光压参数将影响轨道估计精度。在光压摄动的理论基础上,采用统计定轨方法,利用全球8个卫星激光测距(SLR)站观测值,对Jason-2卫星进行动力学定轨。采用内符合精度、外符合精度和重叠弧段比较三种评估手段,定量分析光压参数估计与否对轨道精度的影响。结果表明:三天估计一组光压参数计算的卫星轨道比不估计光压参数计算的卫星轨道的精度更高,且估计的轨道参数变化更平稳。

利用DORIS相位数据的Jason-2卫星精密定轨

主要研究了DORIS系统RINEX观测值模型的建立及其主要误差——星载接收机钟差的改正方法,在此基础上实现了基于DORIS系统RINEX相位观测值数据的Jason-2卫星精密轨道确定。研究表明,利用拟合接收机钟差和利用RINEX频偏数据这两种钟差改正方法,基于RINEX相位观测值的Jason-2卫星精密定轨均能达到径向1cm量级的精度;而拟合接收机钟差改正能同时削弱接收机钟的高阶振荡误差,可以获得更高的定轨精度。

Jason-2卫星的激光测距观测值噪声估计

针对Jason-2卫星定轨中关于多普勒无线电定轨定位系统(DORIS)和卫星激光测距(SLR)随机模型研究的不足,该文提出了3类k阶差分算子通用递推公式及相应的差分算子观测噪声估计方法。利用电离层平静和异常两个时段的Jason-2卫星DORIS和SLR多站数据进行了应用研究,计算结果验证了所提方法的正确性。同时分析了DORIS和SLR观测噪声随卫星高度角的变化规律以及观测噪声时的相关特性,并指出了3类差分算子的适用性。

基于多源卫星数据的高邮湖长时序水位变化监测

湖泊水位是湖泊变化的重要指标之一,监测湖泊水位变化能够为水资源合理开发利用和流域水资源调度提供依据。以高邮湖为研究对象,基于T/P卫星和Jason-1/2/3卫星测高数据构建1993~2021年间水位序列,并采用M-K突变检验、滑动t检验等方法,结合气象及社会统计数据讨论高邮湖水位变化特征及影响因素。结果表明:综合利用T/P、Jason-1/2/3系列卫星可以实现高邮湖水位长时序监测,精度在0.22 m左右;综合长时序数据发现,高邮湖水位突变起始点在1997年,2003年年均水位达到峰值,其多年年内水位高峰期在7~10月,年内总体呈单峰分布。

Jason-2测高数据在中国近海区域的波形重跟踪分析

利用重心偏移重跟踪算法（OCOG）、阈值法对Jason-2的测高波形数据在中国近海区域进行了重跟踪分析，得到了两个区域经改正的海面高。将OCOG算法以及采用不同阈值的阈值法与法国空间局公布的最大似然估计法进行比较发现，OCOG算法表现较差，采用不同阈值的重跟踪结果也有很大差异，其中采用50％阈值的处理结果最接近最大似然估计法，在黄海和渤海两个区域的标准差分别是3cm和5cm。计算表明地面地理环境是影响波形重跟踪效果的重要因素，对Jason-2卫星而言，在渤海区域的重跟踪效果要差于黄海区域。

基于JASON-2测高交叉点的东海有效波高SWAN模拟分析

以JASON-2卫星在上升和下降轨迹中所形成的交叉点的东海局部海域作为研究区域,以3个交叉点作为研究的实验点,SWAN模式基于1'-0.5'(间隔为0.1')的三角形水深网格的分辨率,对东海局部区域模拟2011年1-8月份的波浪数值,并将模拟的结果与JASON-2卫星的有效波高进行对比,结果表明,采用局部加密的三角形网格能够提高波浪数值模拟的精度,在采用有限三角形网格分辨率情况下,模拟精度随着网格分辨率的规律性增加呈现不规则递增现象,同时,设备运算效率会出现指数似的降低。通过对运算结果的统计可知,采用0.6'的三角形水深网格的分辨率获得模拟结果中精度幅度提高最大,同时加密的三角形网格主要对水深梯度较大的东南区域作用效果明显。

基于卫星测高技术的浙江近海平均海面高模型建立

利用Jason-2卫星与SARAL/Alti Ka卫星的Waveform数据,研究一种新的测高数据粗差剔除方法,即剔除不在预定轨迹的海面高后,参考拟合各Pass每个Cycle的海面高值,对测高数据分段剔除粗差,以提高近海卫星数据的可用性;经过交叉点平差,进一步削弱径向轨道误差和海平面时变信号;采用"移去-恢复"法得到较高精度的离散海面高;采用径向基函数法格网化离散海面高,建立2.5'×2.5'格网分辨率的平均海面高模型;将所得模型与验潮站提供的海面高比较,均方根为±0.017 m,与MSS-CNES-CLS11比较,标准差为±0.070 m。研究结果表明,采用本文方法建立的浙江近海平均海面高模型精度可靠。

不同地磁活动下全球电离层产品的评估

针对地磁活动会对电离层产品产生影响的问题,提出一种不同地磁活动下全球电离层产品的评估方法:通过评估6家电离层联合分析中心(IAACs)发布的全球电离层地图(GIM)总电子含量(TEC)数据在不同地磁活动条件下的精度,比较2018年地磁平静(8月19—24日)和扰动(8月25—30日)的2个时间段各个分析中心产品的差异。结果表明,磁暴期间,各个分析中心的平均全球总电子含量相对于平静期间可增加0.5个总电子含量单位(TECU)左右;同时磁暴期间的GIM产品精度降低,与全球定位系统(GPS)实测垂直总电子含量(VTEC)相比,各个分析中心模型均方根误差(RMS)可平均增大0.2个TECU,与詹森2号(Jason-2)测高卫星提供的VTEC相比,各个分析中心RMS可平均增大0.4个TECU;加拿大自然资源部门(EMR)和欧洲太空局(ESA)的产品受地磁扰动影响较大,欧洲定轨中心(CODE)的产品和IGS综合GIM的产品受地磁扰动影响最小;地磁扰动对各个分析中心的产品在低纬度地区和高纬度地区的精度影响较大,对中纬度地区的精度影响相对较小。