摘要：航空重力测量受到各种各样的高频噪声干扰,因此,低通滤波是提取重力信号的重要环节,其关键在于设计性能优越的低通滤波器.目前航空重力测量中常用FIR(Finite Impulse Response)低通滤波方法存在明显的滤波边缘效应,导致不得不舍弃边缘部分数据.针对这一问题,本文引入一种可以有效抑制边缘效应的新方法——傅里叶基追踪低通滤波方法(Fourier Basis Pursuit Low Pass Filter,FBPLPF).该方法通过基追踪准则,选择全局优化,采用凸优化中的内点算法,将低频信号挤压在低频上,实现低频信号与高频信号的有效分离,能够有效减少有限时间序列造成的谱污染和谱泄漏.最后利用仿真实验和实测数据对该方法进行了验证,均方根误差(RMS)东西测线为0.7×10^(-5) m·s^(-2),南北测线为1.4×10^(-5) m·s^(-2),与FIR低通滤波方法舍弃边缘数据后统计的均方根误差相当.表明该方法可以不舍弃或者舍弃少量边缘数据,提高航空重力数据的利用率.

摘要：联合多种测高数据和重力异常数据,设计了观测点距离和测高精度融合的定权方法,采用最小二乘方法和Vening-Meinesz公式,分别构建了西太平洋海域(0°N—40°N,105°E—145°E)1′×1′网格化垂线偏差数字模型。选取两个不同特征区域,将垂线偏差的两个数字模型和EGM2008模型三者进行相互比较分析。结果表明:卯酉分量η的均方根差大于子午分量ξ的均方根差,海底地形复杂的南海特征区域的垂线偏差均方根差大于西太平洋中部的均方根差,构建的两个垂线偏差模型总体均方根差优于1.6″。

摘要：传统模式下,由于卫星信号中断等原因导致的实时动态PPP重新初始化问题将严重影响PPP的实际应用效果.针对上述问题,本文提出了一种有效的解决思路,首先设计了电离层延迟变化预报模型,并提出预报信息的定权方法,进而将上述预报结果作为虚拟观测值,联合历元间/星间差分观测数据估计得到周跳参数浮点解,并尝试固定,从而实现PPP快速重新初始化.该方法通过实现电离层预报结果权重的自适应确定,改善了参数估计结果的精度,提高了周跳修复成功率及可靠性.利用不同区域和不同时期的大量观测数据分析表明,周跳修复效果与测站位置、太阳活动及中断时长存在密切关系,当中断时间较短(90 s以内)时,均可以获得较高的成功率,平均达到90%以上,由此验证了本方法的有效性;随着中断时长进一步增大,不同地区和太阳活动情形下的修复效果存在显著差异,纬度越低,太阳活动越剧烈,成功率越低.

摘要：第一,由于重力卫星编队轨道的稳定性设计是建立下一代高精度和高空间分辨率地球重力场模型的关键,因此为保证下一代四星转轮式编队系统的稳定性,轨道根数的最优设计如下:(1)轨道半长轴a、轨道偏心率e、轨道倾角i和升交点赤经Ω保持不变;(2)每对卫星的近地点幅角ω和平近点角M分别相差180°;(3)初始近地点辐角ω设置于赤道处,初始平近点角M设计于极点处;(4)卫星编队系统椭圆轨道的半长轴和半短轴之比为2∶1.第二,基于下一代四星转轮式编队系统,利用星间速度插值法,通过相关系数(激光干涉测量系统的星间速度0.85、GPS接收机的轨道位置和轨道速度0.95、星载加速度计的非保守力0.90)、观测时间30天和采样间隔10s,反演了120阶FSCF-1/2/3/4(Four-Satellite Cartwheel Formation)地球重力场,在120阶处累计大地水准面精度为1.162×10-4 m,较目前GRACE地球重力场精度至少提高一个数量级.第三,下一代四星转轮式编队系统具有低轨道高度、高精度测量、全张量观测、弱混频效应和强时变信号的优点.

摘要：相位绕转在GNSS定位中是一种误差源,但包含接收机天线旋转的有用信息。提出了一种基于站间单差相位绕转观测数据估计测站天线旋转速率的方法。首先由无几何距离观测值的变化判断天线旋转的开始与结束时间,然后利用单颗卫星站间差分的无几何距离观测值求出测站的天线旋转角度,以及单颗卫星的测站天线旋转速率,最后将所有卫星计算的测站天线旋转速率按照高度角加权平均得到最终的天线旋转速率。通过精心设计实验方案,经实测数据验证,该方法可以精确地估计测站天线的旋转速率,在本实验中,天线旋转平均速率估计精度约为0.5°/s。

摘要：针对无线通信到达时间差(time difference of arrival,TDOA)定位技术位置解算为复杂的非线性方程最优化问题,采用实数编码遗传算法,提出了改进的自适应遗传算法。该算法设计了自适应交叉率和变异率的计算公式,考虑了随着进化代数增加种群的整体变化,同时考虑了每代种群不同个体适应度的作用,并引入最优保存策略防止优良个体的破坏,能有效产生新的个体进而摆脱局部最优值的搜索达到全局最优解。仿真结果表明,改进的遗传算法性能稳定,进化收敛速度和TDOA定位估计精度都有较大的提高。

摘要：基于卫星跟踪模式的优化选取、关键载荷的优化组合、轨道参数的优化设计、仿真模拟的先期启动和反演方法的优化改进，开展了我国将来CSGM（China’SSatellite Gravity Mission）卫星重力测量计划实施的研究论证。由于卫星跟踪卫星高低／低低（SST-HL／LL）模式对地球中长波重力场的探测精度较高、技术要求相对较低，而且可借鉴当前GRACE卫星的成功经验，因此建议将来CSGM卫星重力测量计划采用SST-HL／LL模式；建议开展激光干涉星问测距仪、复合GPS接收机、非保守力补偿系统、卫星体和加速度计质心调节装置等关键载荷的先期研制；建议将来CSGM卫星的轨道高度（300～400km）和星间距离（100±50km）选择在已有重力卫星的测量盲区；建议将仿真技术应用于CSGM卫星的方案论证、系统设计、部件研制、产品检验、空中使用、故障分析等研发和运行的全过程；对比分析了卫星轨道摄动法、动力学法、能量守恒法和加速度法的优缺点，建议寻求新型、高精度、高效率和全频段的卫星重力反演方法；提出将来CSGM卫星重力测量计划的预期科学目标：在300阶处，累计大地水准面精度和累计重力异常精度分别为1～5cm和1～5mGal。

摘要：从合成孔径雷达干涉测量的原理出发,针对月基InSAR观测地球宏观物理现象的大尺度、连续性、长期性、动态观测等特点,首次以固体地球垂向潮汐形变为例对月基InSAR观测地球大尺度形变现象进行了仿真模拟,分析了该技术的远程大范围观测能力。根据固体地球垂向潮汐形变的大尺度分布特征和月基雷达的超大幅宽的观测特点,采用简化月基雷达观测几何模型,选定经纬跨度均为50°的中低纬区域为模拟测区,并计算了月基雷达重访周期与雷达波束扫过选定模拟测区内各点时的垂向潮汐形变,将形变计算结果进行时间差分,得到差分相对垂向潮汐形变,即是月基InSAR可观测到的垂向潮汐形变。模拟数值结果表明,月基雷达的重访周期约为24.8 h,在30天内各点的差分垂向潮汐形变可达30 cm。鉴于目前月基InSAR的理论形变观测精度达到厘米级,因此理论上用月基InSAR技术能够观测到模拟测区固体地球大范围垂向潮汐整体形变,也能利用观测数据研究地球潮汐大范围时间和空间变化特征;另一方面模拟结果也可为月基SAR观测其他地球宏观物理现象的参数设计与模拟提供参考。

摘要：本文根据地-月相对运动特征,建立了月基重轨InSAR观测几何模型,使用NASA/JPL高精度DE430月球星历数据,计算了月基SAR的重访时间以及对应的空间基线。结果表明:月基SAR的重返周期约24.8h;由于月球南北向速度发生周期性变化,月基重轨InSAR垂直基线长度会随重访次数产生较大变化,且基线长度近似呈现1恒星月周期变化特征。在空间基线约束下,本文进一步分析了月基重轨InSAR时-空基线特征,研究发现:①在确定的初始观测条件下,只能在特定的时间基线上实现月基重轨InSAR观测,并且初始观测时间不同,可实现月基重轨InSAR观测的时间基线也不同;②不同的时间基线可形成干涉组合个数不同,约50%的干涉组合个数对应的时间基线接近1恒星月及其整数倍;不同的观测位置可形成干涉组合个数不同,约80%的干涉组合个数发生在月球赤纬大于10°区域。因此,月基重轨InSAR观测数据获取计划的设计应综合考虑时间基线、空间基线以及初始观测时间等因素。

摘要：研究了观测数据短时失锁或中断情况下的精密单点定位-模糊度解算(precise point positioning-ambiguity resolution,PPP-AR)模糊度快速重收敛方法,给出了合理的观测值精化信息外推时间阈值,从系统端和用户端分别论证了该方法对提升现有非差网络RTK(undifferenced network real time kinematic positioning,URTK)服务可靠性的重要意义,并设计了相应的实时测试方案进行验证分析。测试结果表明,观测值精化信息可有效外推至少30s,采用PPP-AR模糊度快速重收敛技术后,即使在周跳频繁发生的恶劣观测条件下也能使URTK系统端和用户端保持较高的服务可靠性。用户无需区域增强系统支持即可独立实现模糊度快速重收敛,有效降低了用户从URTK系统端获取区域增强信息时的实时数据通讯负担。