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基于高频GNSS和端到端深度学习的大地震震级估计
1
作者 钟波 胡星辉 +3 位作者 方荣新 郑佳伟 赵齐乐 刘经南 《地球物理学报》 北大核心 2026年第1期97-112,共16页
传统地震预警系统依赖初至P波与震级间的经验关系,面对大地震(M_(W)>7)易出现震级饱和,进而造成对地震破坏性的低估.高频GNSS技术虽然可以直接测定同震永久位移,在强震环境下具有一定优势,但在地震单侧破裂等情况下仍会出现震级估计... 传统地震预警系统依赖初至P波与震级间的经验关系,面对大地震(M_(W)>7)易出现震级饱和,进而造成对地震破坏性的低估.高频GNSS技术虽然可以直接测定同震永久位移,在强震环境下具有一定优势,但在地震单侧破裂等情况下仍会出现震级估计偏差,并且经验参数的求解严重依赖于历史真实地震记录.相比之下,深度学习具有强大的非线性拟合和端到端学习能力,可适应复杂环境下的震级估计任务.本文基于高频GNSS和TFT(Temporal Fusion Transformer)模型提出了一种具有深度学习功能的大地震震级实时估计方法.以日本东部海沟区域为例,基于断裂带地形模拟超过50000次的M_(W)7.0~9.5地震,并在周围多个GNSS台站上生成相应的位移波形记录.同时,在TFT模型的基础上构造深度学习震级估计模型,输入东向、北向和垂向方向的原始数据,以端到端的方式实现对震级的实时输出,并通过分位数损失函数量化估计结果的不确定性.在测试集模拟地震破裂中,构造的深度学习模型在60 s时估计准确率超过93%,即使限制可用站点数量,准确率最低也维持在~80%,显著优于传统方法70%的水平.在日本东北大地震等多次实测记录中,该深度学习模型在90 s前均能实现最终震级的准确估计,而传统方法有明显的滞后性,在MW9.1地震中至少需要120 s才能给出有效预警.本文研究表明,深度学习可以有效地提取原始波形中表征地震的信息,可为现有地震预警系统提供有益补充. 展开更多
关键词 深度学习 高频GNSS 端到端 大地震 震级估计
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基于无电离层组合的BDS-3/Galileo多频单点定位模型及性能评估
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作者 陈健 董彪 +1 位作者 赵兴旺 刘超 《大地测量与地球动力学》 北大核心 2026年第1期17-25,共9页
BDS-3和Galileo均可以提供5频信号服务。为充分利用多频信号数据,建立基于无电离层组合的BDS-3/Galileo多频单点定位模型,确定多频无电离层组合系数;选取48个多模GNSS实验(multi-GNSS experiment,MGEX)跟踪网测站数据,系统评估基于无电... BDS-3和Galileo均可以提供5频信号服务。为充分利用多频信号数据,建立基于无电离层组合的BDS-3/Galileo多频单点定位模型,确定多频无电离层组合系数;选取48个多模GNSS实验(multi-GNSS experiment,MGEX)跟踪网测站数据,系统评估基于无电离层组合的多频伪距单点定位(SPP)性能。实验结果表明,多频组合观测值有助于提升BDS-3、Galileo及BDS-3/Galileo系统SPP定位精度,相较于3频SPP定位,4频、5频SPP定位精度均有不同程度提升。其中多频组合对BDS-3系统提升最为明显,在E、N、U方向上,BDS-3三频SPP定位RMS均值分别为0.56 m、0.59 m、1.46 m,而4频和5频RMS均值相近,分别为0.53 m、0.55 m、1.40 m和0.52 m、0.55 m、1.38 m。相比BDS-3、Galileo单系统,BDS-3/Galileo组合系统5频SPP定位精度分别提高30.8%、29.1%、25.4%和28.0%、30.4%、25.9%。 展开更多
关键词 BDS-3/Galileo 多频观测值 无电离层组合 单点定位 定位性能
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采用ISBOA优化KELM的UWB室内指纹定位方法
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作者 陈静 徐磊 +3 位作者 陈猛 张晓龙 汪含丹 于浩 《导航定位学报》 北大核心 2026年第1期158-168,共11页
针对无线网络室内定位环境中非视距导致的定位精度低的问题,提出一种基于改进的鹭鹰优化算法优化核极限学习机(ISBOA-KELM)的室内超宽带(UWB)指纹定位算法:采用双边双向测距算法(DS-TWR)测量基站与标签间的距离;然后将测距值作为指纹特... 针对无线网络室内定位环境中非视距导致的定位精度低的问题,提出一种基于改进的鹭鹰优化算法优化核极限学习机(ISBOA-KELM)的室内超宽带(UWB)指纹定位算法:采用双边双向测距算法(DS-TWR)测量基站与标签间的距离;然后将测距值作为指纹特征构建指纹库,通过核极限学习机(KELM)建立距离-位置映射模型;最后,使用改进的鹭鹰优化算法(ISBOA)优化模型的C、γ参数,以提升定位精度。实验结果表明,在非视距环境下,ISBOA-KELM指纹定位算法定位精度可达8 cm左右,相较于陈氏(Chan)算法、径向基神经网络(RBFNN)、卷积神经网络(CNN)和核极限学习机,平均定位误差分别降低73.90%、43.14%、54.86%和31.95%,说明所提方法能够显著提升定位精度。 展开更多
关键词 超宽带(UWB) 双边双向测距(DS-TWR) 室内指纹定位 改进的鹭鹰优化算法(ISBOA) 核极限学习机(KELM) 定位精度
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低成本设备NLOS信号识别和PPP优化方法
4
作者 李林阳 游嘉伟 +2 位作者 崔阳 周庆勇 徐振邦 《大地测量与地球动力学》 北大核心 2026年第1期9-16,共8页
在城市环境中,非视距(NLOS)信号所导致的测距误差对全球导航卫星系统(GNSS)的精密定位性能产生了显著影响,特别是对于需要精确处理误差的低成本设备和精密单点定位(PPP)。为此,设计了一种基于惯性导航系统(INS)和鱼眼相机的NLOS信号检... 在城市环境中,非视距(NLOS)信号所导致的测距误差对全球导航卫星系统(GNSS)的精密定位性能产生了显著影响,特别是对于需要精确处理误差的低成本设备和精密单点定位(PPP)。为此,设计了一种基于惯性导航系统(INS)和鱼眼相机的NLOS信号检测方法,并提出一种基于观测值残差的NLOS信号等价权矩阵更新方案,以削弱NLOS信号对PPP的不利影响。实验采用低成本螺旋天线和u-blox板卡,在武汉和郑州分别采集了2组车载数据。结果表明,在不同场景下,NLOS信号的发生比例存在较大差异,其中林荫遮挡和建筑物遮挡是导致NLOS信号出现的主要因素。经过优化的PPP在定位精度和稳定性方面均得到显著提升,特别是在桥梁遮挡和林荫环境下,提升效果最为明显,定位误差分别从21.259 m和11.814 m降低至17.071 m和9.239 m,提升幅度分别达到19.7%和21.8%。 展开更多
关键词 低成本设备 非视距信号 惯性导航系统 鱼眼相机 PPP优化
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融合BDS和5G观测数据的定位技术
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作者 谢于晨 侯倍倍 邱岚 《测绘通报》 北大核心 2026年第3期13-19,共7页
针对单一北斗卫星导航系统(BDS)在可见卫星数量不足情况下定位性能降低的问题,本文提出一种基于BDS和原始5G观测数据的融合定位算法。首先,建立基于BDS和5G的融合定位算法模型;然后,将最小二乘法的结果导入卡尔曼滤波器中,结合预测和观... 针对单一北斗卫星导航系统(BDS)在可见卫星数量不足情况下定位性能降低的问题,本文提出一种基于BDS和原始5G观测数据的融合定位算法。首先,建立基于BDS和5G的融合定位算法模型;然后,将最小二乘法的结果导入卡尔曼滤波器中,结合预测和观测信息进行分析,从而获得最终定位结果;最后,在轻度、中度和严重遮挡3种环境下,对所提融合定位算法的定位性能进行试验测试和评估分析。试验结果表明,在轻微遮挡环境下,均方根误差降低超50%;在中度遮挡环境下,精度提升近80%;在严重遮挡环境下,即便北斗卫星信号受限,融合系统仍能提供连续高精度定位,均方根误差低至1.412 m。增加5G基站数量可进一步优化定位效果,尤其是在严重遮挡环境下,效果尤为显著。 展开更多
关键词 北斗卫星导航系统 5G 融合定位 基站
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一种基于SDR的GPS L1C/A信号仿真与验证
6
作者 郭金运 庞俊杰 姜英明 《导航定位学报》 北大核心 2026年第1期30-39,共10页
为了研究检验全球定位系统(GPS)仿真信号在全球场景下的定位精度,提出一种基于软件无线电(SDR)的L1频段粗码/捕获码(C/A)信号仿真流程算法,以降低GPS信号仿真成本:通过C语言实现C/A码、数据码、载波的数学仿真;改正相位与频率,加入大气... 为了研究检验全球定位系统(GPS)仿真信号在全球场景下的定位精度,提出一种基于软件无线电(SDR)的L1频段粗码/捕获码(C/A)信号仿真流程算法,以降低GPS信号仿真成本:通过C语言实现C/A码、数据码、载波的数学仿真;改正相位与频率,加入大气干扰与信号衰减模型;然后调制为L1C/A仿真信号,并借助SDR设备发射物理射频信号。利用软件接收机和智能手机分别对全球场景下5个位置的仿真信号进行定位验证统计,结果表明,定位坐标与仿真坐标在水平方向的平均差值分别为1.94 m和0.52 m,高程方向的平均差值分别为6.2 m和-0.21 m,影响仿真信号定位精度的主要因素为大气干扰和星历数据;对仿真伪距与接收机跟踪伪距进行对比分析,结果表明,最大误差为1.09 m,仿真信号定位精度较好。 展开更多
关键词 全球定位系统(GPS) 信号仿真 软件无线电(SDR) GPS接收机 伪距精度
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一种融合激光雷达与MEMS_IMU的定位算法
7
作者 沈蔚 冷佳昕 +3 位作者 汪晓丹 冯奇滨 王梓程 钱恩泽 《测绘通报》 北大核心 2026年第2期92-96,共5页
针对城市河道、桥下、高桩码头下等GNSS遮蔽环境下的定位难题,本文提出了一种融合激光雷达(LiDAR)和微机电惯性导航单元(MEMS_IMU)的定位算法,以实现轻算力要求和低成本硬件条件下的测量船只较高精度的定位。该算法通过MEMS_IMU校正激... 针对城市河道、桥下、高桩码头下等GNSS遮蔽环境下的定位难题,本文提出了一种融合激光雷达(LiDAR)和微机电惯性导航单元(MEMS_IMU)的定位算法,以实现轻算力要求和低成本硬件条件下的测量船只较高精度的定位。该算法通过MEMS_IMU校正激光点云运动畸变,利用NDT算法实现点云匹配和激光里程计功能,并结合KD-tree加速点云搜索效率,最终将激光里程计与MEMS_IMU输出的里程信息输入粒子滤波器,以实现水面遮蔽场景的融合定位。室内模拟试验中,本文算法定位平均终点误差为0.20 m,较NDT算法精度提升2倍,较ICP算法精度提升10倍。室外桥下试验中,本文算法建图精度也显著优于ICP算法和NDT算法。本文算法以较低成本实现了较高定位精度(室内外优于0.2 m),可广泛用于测量船/车在遮蔽环境下的实时定位,具备良好的应用前景。 展开更多
关键词 融合定位 激光雷达 MEMS_IMU 激光雷达里程计 粒子滤波器
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极区BDS多频信号分析与PPP定位性能评估
8
作者 高猛 韩佑珍 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期177-184,共8页
为评估北斗卫星导航系统(BDS)在极区环境下的数据质量与定位性能,基于IGS MGEX网络在南北极测站连续14 d的观测数据开展系统性分析。研究结果表明:在极区,BDS的可见卫星数为7~13颗,位置精度因子(PDOP)优于其他全球导航卫星系统。BDS在... 为评估北斗卫星导航系统(BDS)在极区环境下的数据质量与定位性能,基于IGS MGEX网络在南北极测站连续14 d的观测数据开展系统性分析。研究结果表明:在极区,BDS的可见卫星数为7~13颗,位置精度因子(PDOP)优于其他全球导航卫星系统。BDS在南极、北极地区的数据完整率分别约为87.79%与91.29%,两极信噪比相差不大,均值约为45 dB,多路径误差为24.58~25.38 cm。在定位性能方面,BDS的B1C+B2a与B1I+B3I无电离层组合表现突出。与全球定位系统(GPS)的L1+L2、格洛纳斯全球卫星导航系统(GLONASS)的G1+G2和伽利略卫星导航系统(Galileo)的E1+E5a相比,BDS的B1C+B2a在南极地区的三维定位精度分别提升6.7%、19.6%和18.5%,在北极地区分别提升1.2%、18%和12%;B1I+B3I在南极地区的三维定位精度分别提升6.7%、19.6%和18.5%,在北极地区分别提升14.8%、29.3%和24.2%。B1C+B2a在南极地区的收敛速度较L1+L2、G1+G2和E1+E5a分别缩短21.5%、25.1%和14.5%,在北极地区分别缩短14.9%、32.5%和28.6%;B1I+B3I在南极地区的收敛速度较L1+L2、G1+G2和E1+E5a分别缩短26.7%、30.1%和20.3%,在北极地区分别缩短50.9%、61.1%和58.9%。研究结论为提升极区复杂环境的定位精度提供参考。 展开更多
关键词 北斗卫星导航系统 极地地区 信号质量 精密单点定位 收敛速度
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一种用于削弱BDS多径误差的组合滤波方法
9
作者 王进花 李杰 《导航定位学报》 北大核心 2026年第1期116-124,共9页
为了进一步提升全球卫星导航系统(GNSS)测量的精度,提出一种用于削弱BDS多径误差的组合滤波方法:指出多路径误差是GNSS测量的主要误差源,针对其非平稳性、非线性及周期性重复的特点,给出一种联合改进自适应噪声完备集合经验模态分解(ICE... 为了进一步提升全球卫星导航系统(GNSS)测量的精度,提出一种用于削弱BDS多径误差的组合滤波方法:指出多路径误差是GNSS测量的主要误差源,针对其非平稳性、非线性及周期性重复的特点,给出一种联合改进自适应噪声完备集合经验模态分解(ICEEMDAN)、多尺度排列熵(MPE)与改进小波包阈值去噪(AWPTD)的组合滤波方法,在此基础上构建适用于北斗卫星导航系统(BDS)的恒星日滤波模型;利用ICEEMDAN算法将原始信号分解成若干个本征模态函数;然后,使用多尺度排列熵区分信号分量,对选取的本征模态函数采用改进的自适应去噪方法,最大限度地保留原始信号特征;最后,重构去噪后信号并通过恒星日滤波模型改正后续周期内的多路径误差,提高多路径误差改正模型的精度。实验结果表明,ICEEMDAN-MPE-AWPTD算法能够提供比单一滤波算法精度更高的多路径误差修正模型;经过多路径改正后,北、东、天方向的坐标精度可分别提高65.0%、49.2%、56.6%。 展开更多
关键词 全球卫星导航系统(GNSS) 改进自适应噪声完备集合经验模态分解(ICEEMDAN) 自适应阈值 恒星日滤波 多路径误差
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基于双参数的GNSS/SINS故障检测及抗差自适应算法
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作者 赵桂玲 王金宝 +1 位作者 姜子昊 高帅 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2026年第3期655-667,共13页
全球导航卫星系统(GNSS)信号易受到干扰产生故障,导致滤波器性能降低,影响全球导航卫星系统/捷联惯性导航系统(GNSS/SINS)组合导航系统输出精度。针对该问题,提出一种基于双参数的GNSS/SINS故障检测及抗差自适应算法。算法基于新息残差... 全球导航卫星系统(GNSS)信号易受到干扰产生故障,导致滤波器性能降低,影响全球导航卫星系统/捷联惯性导航系统(GNSS/SINS)组合导航系统输出精度。针对该问题,提出一种基于双参数的GNSS/SINS故障检测及抗差自适应算法。算法基于新息残差对系统量测数据进行评估,设计基于平滑有界层宽度的故障检测函数进行故障精确检测;利用故障检测函数值构造抗差协因数矩阵进行误差实时修正,提高状态估计的精度与鲁棒性。阶跃故障和缓变故障2类典型的GNSS故障实验结果表明:基于双参数的GNSS/SINS故障检测及抗差自适应算法与传统的基于残差卡方故障检测的抗差自适应算法相比,速度故障检测率提高7.6%~23.2%,位置故障检测率提高3.2%~12.3%;速度精度提高20.7%~27.1%,位置精度提高22.2%~34.6%。所提算法有效提高了GNSS/SINS组合导航系统的精度与鲁棒性。 展开更多
关键词 组合导航 故障检测 抗差自适应算法 新息残差 平滑有界层宽度
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喜马拉雅造山带现今汇聚模式的数值模拟
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作者 田镇 于鑫 +2 位作者 李振洪 马星宇 王师迪 《地球物理学报》 北大核心 2026年第3期1018-1033,共16页
自~55 Ma以来,印度大陆与欧亚大陆的持续挤压、碰撞,使得喜马拉雅造山带成为了全球地壳运动最强烈、构造机理最复杂的地区之一,对其变形模式与动力机制的研究历来是地学界的前沿与热点.目前,虽已有部分研究初步解释了造山带局部的形变特... 自~55 Ma以来,印度大陆与欧亚大陆的持续挤压、碰撞,使得喜马拉雅造山带成为了全球地壳运动最强烈、构造机理最复杂的地区之一,对其变形模式与动力机制的研究历来是地学界的前沿与热点.目前,虽已有部分研究初步解释了造山带局部的形变特征,但基于区域动力背景与流变特性的精细动力学模拟仍较为匮乏,喜马拉雅弧整体的地壳汇聚模式仍存在较大争议.基于此,本文以喜马拉雅造山带震间GNSS速度场为约束,采用三维有限元数值模拟方法,建立了造山带径向汇聚、斜向汇聚以及黏弹性汇聚等动力学模型,揭示了喜马拉雅现今的形变机制与动力模式.结果显示:相比于径向汇聚模型,斜向汇聚模型的预测值与GNSS观测值的拟合度更高,说明了印度板块与青藏高原的汇聚既存在着径向运动(速率为18 mm·a^(−1)),还存在着与弧平行的运动(中段2 mm·a^(−1)、东段14 mm·a^(−1)).因此本文认为青藏高原南部广泛存在的拉张裂谷的构造动力很可能来源于印度—欧亚板块沿边界断裂所发生的斜向汇聚,这与重力垮塌或岩石圈地幔对流等假说有着一定的差异.另一方面,相比于弹性汇聚模型,考虑区域流变特性的黏弹性汇聚模型对远场GNSS观测值的拟合度更高,说明区域构造应力很可能引发了远场稳定的黏弹性变形,也意味着黏弹性的地学模型能够更精细、更合理地模拟造山带的动力过程.此外,黏弹性模型所估计的边界断裂闭锁深度为16 km,略低于弹性模型的结果.上述研究工作有助于我们从数值模拟角度全面、深刻地理解喜马拉雅现今可能的变形模式与板块汇聚机制. 展开更多
关键词 喜马拉雅造山带 有限元模拟 汇聚模式 黏弹性介质 动力学机制
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BDS基线解算中两种多路径误差建模方法对比分析
12
作者 张清波 朱少林 《测绘通报》 北大核心 2026年第1期108-112,139,共6页
针对BDS基线解算中多路径误差无法通过差分方式消除,从而严重影响基线解算精度的问题,目前常用两种多路径误差建模方法削弱多路径误差的影响。但现有研究较多关注单方法的削弱效果,缺少对恒星日滤波和半天球建模两种方法的分析及其在实... 针对BDS基线解算中多路径误差无法通过差分方式消除,从而严重影响基线解算精度的问题,目前常用两种多路径误差建模方法削弱多路径误差的影响。但现有研究较多关注单方法的削弱效果,缺少对恒星日滤波和半天球建模两种方法的分析及其在实际工程中应用有效性的验证。基于此,本文选取安徽阜阳沉降监测项目中三角洲公园站与颍河东路站两站点组成的短基线进行试验,采集实测BDS观测数据,比较两种方法在沉降监测应用中削弱多路径误差的实际效果。结果表明,采用观测值域恒星日滤波方法E、N、U方向的改善率分别达76.47%、71.95%、72.61%,采用半天球建模方法E、N、U方向的改善率分别达65.73%、61.38%、59.60%,从解算结果看,两种方法均可有效抑制沉降监测中的多路径效应。 展开更多
关键词 北斗卫星导航系统 多路径误差 恒星日滤波 半天球方法 沉降监测
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一种顾及全历元的周跳探测性能评估方法
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作者 姜毅 潘振 张天渝 《大地测量与地球动力学》 北大核心 2026年第1期1-8,共8页
针对现有周跳探测方法缺乏系统性能评估手段的问题,提出一种基于全历元的周跳探测性能评估方法。该方法通过在所有历元上统一引入周跳,全面反映不同周跳探测算法在全观测时段内的真实性能表现。从组合噪声、检验量探测性能和周跳探测结... 针对现有周跳探测方法缺乏系统性能评估手段的问题,提出一种基于全历元的周跳探测性能评估方法。该方法通过在所有历元上统一引入周跳,全面反映不同周跳探测算法在全观测时段内的真实性能表现。从组合噪声、检验量探测性能和周跳探测结果3个维度出发,构建了检验量均方根误差、检验量变化与均方根误差比和全历元漏检概率3种性能指标,系统评估了MW(Melbourne-Wübbena)、滑动窗改进MW、三频伪距相位、三频GF(geometry-free)和三频STPIR(second-order time-difference phase ionospheric residual)5种周跳探测算法的性能差异。结果表明,对于B1C/B2a/B3I信号2周及以内的所有周跳,采用(1,2,-3)组合系数的三频GF周跳探测算法性能最佳,其检验量均方根误差为0.0062,检验量变化与均方根误差比为100.56,全历元漏检概率仅为7.28%。该性能评估方法为周跳探测算法的性能比较提供了客观的量化依据。 展开更多
关键词 全历元 信号组合 周跳探测 性能评估
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地球物理改正对CRYO2ICE反演海冰表面积雪深度的影响
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作者 耿通 张胜凯 +3 位作者 肖峰 李佳星 李丹丹 李斐 《地球物理学报》 北大核心 2026年第3期985-1004,共20页
海冰表面积雪深度是重要的地球物理变量,也是基于卫星测高技术反演海冰厚度的关键参数.近年来,CRYO2ICE双星协同观测行动的实施为联合雷达与激光测高数据反演海冰表面积雪深度提供了新契机.然而,海洋动力学过程与固体地球效应会影响卫... 海冰表面积雪深度是重要的地球物理变量,也是基于卫星测高技术反演海冰厚度的关键参数.近年来,CRYO2ICE双星协同观测行动的实施为联合雷达与激光测高数据反演海冰表面积雪深度提供了新契机.然而,海洋动力学过程与固体地球效应会影响卫星测高观测精度,不同测高产品间地球物理改正模型的差异可能在积雪深度反演过程中引入偏差.为评估地球物理改正模型差异对积雪深度反演的影响,本文基于CRYO2ICE行动在北极地区获取的协同观测轨迹,系统分析了CryoSat-2 Baseline E与ICESat-2 ATL07高程产品中六种主要地球物理改正项的时空分布差异,并量化了这些差异对积雪深度反演的影响.结果表明,两种测高产品间海洋潮汐改正项差异最大,在近岸浅水区域空间异质性显著;逆气压改正存在显著的系统偏差,秋季表现尤为突出;固体地球潮汐改正整体偏差较小,但在近岸区域存在放大效应;长周期平衡潮、海洋负荷潮和地心极潮改正的差异相对较小.采用一致的地球物理改正模型后,冰间水道处海面高度异常观测的一致性得到改善,平均绝对偏差由0.8 cm减小至0.6 cm,标准差由8.0 cm减小至7.6 cm.对积雪深度反演结果的影响评估显示,逆气压改正差异的影响范围最大,相对影响超过5%的观测数据在一年冰和多年冰区域分别占62.9%和57.3%;海洋潮汐改正次之,相对影响超过5%的观测数据在一年冰和多年冰区域分别占55.0%和50.5%,在北冰洋边缘海域相对影响可达60%;其他改正项相对影响普遍小于5%.采用一致的改正模型后积雪深度的修正幅度显著增大,表明地球物理改正模型差异存在累积效应.研究结果为提高北极海冰厚度遥感反演精度提供了科学依据. 展开更多
关键词 CRYO2ICE行动 地球物理改正 北极海冰 积雪深度 ICESat-2 CryoSat-2
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GNSS站坐标空间相关噪声成因分析及建模
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作者 牛玉娇 李敏 +3 位作者 占伟 李经纬 李腊月 武艳强 《地球物理学报》 北大核心 2026年第2期559-572,共14页
GNSS坐标时间序列可为参考框架维持、地学研究等提供基础数据支撑.对GNSS站坐标的空间相关噪声进行建模有助于提高GNSS坐标时间序列参数估计的精度,更好地服务于大地测量学及地球动力学研究.本文基于IGS第三次重处理的组合解残差序列,采... GNSS坐标时间序列可为参考框架维持、地学研究等提供基础数据支撑.对GNSS站坐标的空间相关噪声进行建模有助于提高GNSS坐标时间序列参数估计的精度,更好地服务于大地测量学及地球动力学研究.本文基于IGS第三次重处理的组合解残差序列,采用UVH坐标系下的空间协方差和Pearson相关系数来描述全球GNSS站坐标三维空间相关噪声的变化,分析GNSS空间相关噪声的可能来源.结果表明,GNSS时间序列中的周期性误差(如GPS交点年误差)是空间相关噪声的重要来源.部分空间相关噪声还可能来源于未模型化的地球物理信号或构造运动的影响.利用基于随机偏微分方程(SPDE)的模型分别对全球GNSS测站白噪声和幂律噪声的空间相关系数在球谐域进行拟合和建模,发现SPDE模型可较好地表达白噪声和幂律噪声空间相关系数的变化,其中高程方向需额外估计0阶和1阶项.并且SPDE模型的建模效果显著优于指数模型. 展开更多
关键词 GNSS坐标时间序列 三维空间相关噪声 Pearson相关系数 球谐域 SPDE模型
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川滇地区InSAR中强震地震目录构建与分析
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作者 云文峥 龚文瑜 +3 位作者 单新建 张迎峰 张国宏 刘云华 《地球物理学报》 北大核心 2026年第2期543-558,共16页
为了系统地分析川滇地区中强震发震机制,本文开展了精细化同震形变场构建以及发震参数自动提取策略研究,形成了基于InSAR数据的川滇地区地震目录产品.研究中采用了哨兵1号卫星(Sentinel-1)同震干涉像对,经过大气误差改正,构建了该地区2... 为了系统地分析川滇地区中强震发震机制,本文开展了精细化同震形变场构建以及发震参数自动提取策略研究,形成了基于InSAR数据的川滇地区地震目录产品.研究中采用了哨兵1号卫星(Sentinel-1)同震干涉像对,经过大气误差改正,构建了该地区2014年10月至2023年12月的9次中强震(5.0≤M_(W)≤6.5且深度≤20 km)的高精度同震形变场,通过反演获取了震源深度和断层几何参数;定量分析了大气改正对震源参数反演的影响.分析显示,大气误差改正能够有效保证基于InSAR数据的震源参数反演的结果质量.通过与GCMT等机构发布地震目录进行对比,总结了InSAR地震目录与常用地震目录在中强震定位方面的空间差异及特点.InSAR数据反演得到的断层走向、倾角以及滑动角参数与GCMT、CENC目录基本一致;InSAR反演得到的震源深度更浅,集中在10 km以上;反演得到的震中水平位置较GCMT记录有明显的系统性偏移,考虑到InSAR形变场能够更好反映发震断层的宏观位置,认为川滇地区的GCMT目录在东西方向存在系统性误差. 展开更多
关键词 川滇地区 中强震 同震形变反演 INSAR 地震目录
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大气阻力系数解算策略对低轨卫星区域地基高精度测距定轨及预报的影响
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作者 张芸珂 廖新浩 +2 位作者 唐成盼 李凯 周善石 《大地测量与地球动力学》 北大核心 2026年第4期497-502,共6页
基于区域分布的少量地面站点高精度测距数据,开展低轨卫星轨道解算及预报研究,针对有限观测数据应用场景,提出3种大气阻力系数(C_(D))解算策略,具体为:1)以长弧段C_(D)解为初值进行无约束解算;2)以长弧段C_(D)解为初值,长弧段C_(D)解精... 基于区域分布的少量地面站点高精度测距数据,开展低轨卫星轨道解算及预报研究,针对有限观测数据应用场景,提出3种大气阻力系数(C_(D))解算策略,具体为:1)以长弧段C_(D)解为初值进行无约束解算;2)以长弧段C_(D)解为初值,长弧段C_(D)解精度因子为精度约束;3)直接使用长弧段C_(D)解作为固定值。结果表明,3种定轨策略下的定轨残差均值均不超过0.17 m;相较于精密轨道,3种定轨方式的三维定轨精度均优于10 m,无约束解24 h预报弧段互差RMS优于55 m,约束解及全约束解24 h预报弧段精度优于15 m。本文结果验证了使用地基高精度测距数据进行低轨卫星独立定轨的可行性。 展开更多
关键词 低轨卫星 地基测距 轨道确定 轨道预报 大气阻力系数
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巨型星座相对定轨恢复HIS时变重力信号的地学应用模拟分析
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作者 刘有建 李建成 +3 位作者 徐新禹 魏辉 李昭 赵永奇 《地球物理学报》 北大核心 2026年第4期1473-1488,共16页
本文提出采用卫星间相对定轨技术实现巨型星座恢复地球时变重力信号的思路,重点研究两种巨型星座相对定轨的观测模式,设计并实现了A(2个轨道面共400颗卫星)、B(20个轨道面共400颗卫星)、C(20个轨道面共4000颗卫星)三种星座构型恢复重力... 本文提出采用卫星间相对定轨技术实现巨型星座恢复地球时变重力信号的思路,重点研究两种巨型星座相对定轨的观测模式,设计并实现了A(2个轨道面共400颗卫星)、B(20个轨道面共400颗卫星)、C(20个轨道面共4000颗卫星)三种星座构型恢复重力场时变信号HIS(H水文、I冰、S固体地球)的闭环模拟实验,针对地震、陆地水监测等地学应用开展了性能评估,并与GRACE/Bender观测模式的恢复结果进行比较.闭环模拟实验考虑了观测噪声、海潮模型误差和去混频模型误差等误差源的影响,其中巨型星座相对定轨精度设计为1 mm,在2004年苏门答腊大地震发生前后4个7日的恢复周期内对比了不同星座构型恢复HIS信号的精度.结果表明:(i)相对定轨相较于绝对定轨在中高阶(高频)时变重力信号恢复精度上有显著提升,其中C星座恢复精度提升幅度最大,可达5~7倍.(ii)C星座相对定轨恢复的时变重力信号在10到50阶范围内精度优于GRACE,20阶左右约为GRACE的2倍,在低阶精度与Bender相当.(iii)空间域结果显示C星座相对定轨能够有效恢复前30阶HIS信号,可以有效监测到大地震引起的时变重力信号(如苏门答腊)和多个区域的水文变化、冰川信号,精度优于GRACE,比Bender星座略差.研究表明巨型星座通过相对定轨模式在监测地球重力场变化方面具有一定潜力,可作为支撑未来巨型卫星星座任务开展地学应用的一种技术手段. 展开更多
关键词 巨型星座 时变重力场 绝对定轨 相对定轨
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基于捷联惯导和超短基线紧组合的抗差滤波算法
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作者 姚铭飞 贺凯飞 +3 位作者 乔永杰 王跃 王松 王欣 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2026年第3期569-576,共8页
针对水下运动载体在水下复杂环境中的高精度导航定位需求,为解决水下复杂环境影响和传播距离增加造成的导航定位精度下降的问题,本文提出了一种捷联式惯导系统/超短基线系统紧组合抗差滤波导航算法。通过对超短基线系统进行误差分析,考... 针对水下运动载体在水下复杂环境中的高精度导航定位需求,为解决水下复杂环境影响和传播距离增加造成的导航定位精度下降的问题,本文提出了一种捷联式惯导系统/超短基线系统紧组合抗差滤波导航算法。通过对超短基线系统进行误差分析,考虑超短基线系统的数据出现粗差这一情况,利用卡方检测进行判断后对异常数据进行软下降降权处理,采用提出的抗差调节因子对正常数据权值进行调节,以减少长传播距离造成的误差影响。仿真结果表明,本文提出的算法相较于传统方法展现出一定优势,能有效抑制粗差与长距离传播误差的干扰,具有更强的鲁棒性。相较于Sage-Husa自适应算法和软卡方检测自适应算法,本文方法平均定位精度分别提高61.25%和13.81%,为高精度水下导航技术的发展提供一定参考。 展开更多
关键词 超短基线 水声定位 捷联惯性导航系统 紧组合 组合导航 卡方检测 粗差 抗差滤波
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中国区域广播电离层模型改正性能评估
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作者 杨艺 刘琦 +4 位作者 杨力 任金鹏 赵凯 王梦祥 苏柯淇 《大地测量与地球动力学》 北大核心 2026年第2期220-226,共7页
利用233个中国大陆构造环境监测网络(CMONOC)监测站2023年60 d的观测数据对BDGIM、Klobuchar、NeQuickG和BDSBAS模型电离层延迟建模精度和标准单点定位精度进行分析。结果表明,BDSBAS格网电离层改正精度最高,电离层延迟残余误差为1.0 m... 利用233个中国大陆构造环境监测网络(CMONOC)监测站2023年60 d的观测数据对BDGIM、Klobuchar、NeQuickG和BDSBAS模型电离层延迟建模精度和标准单点定位精度进行分析。结果表明,BDSBAS格网电离层改正精度最高,电离层延迟残余误差为1.0 m,区域内平均改正率达到87%,68%的三维定位误差达到1.95 m;NeQuickG和BDGIM模型改正性能相当,电离层延迟残余误差为2.0 m,平均改正率达到73%,定位精度分别为2.59 m和2.82 m;Klobuchar模型平均改正率为67%,定位精度达到4.35 m。中国区域内单频用户可优先使用BDSBAS格网电离层模型,其次可选择算法相对简单、精度较优的BDGIM模型。 展开更多
关键词 电离层模型 BDGIM Klobuchar NeQuickG BDSBAS 性能评估
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