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关键词： 稳健随机分割森林   异常值检测   GNSS位移   变形监测  

摘要： 受GNSS硬件设备、通讯链路以及观测环境等因素影响,GNSS位移监测数据往往包含粗差,无法反映真实的变形特征。针对该问题,本文提出将稳健随机分割森林(robust random cut forest,RRCF)算法应用于GNSS位移监测数据粗差实时检测。仿真数据处理结果表明,RRCF算法粗差实时检测的准确率、精确率与召回率分别优于95%、98%、96%。地质灾害位移监测数据处理结果表明,GNSS位移监测数据发生异常突变时,RRCF方法检测结果与实际异常值情况吻合且误判率较低。总体而言,RRCF算法对GNSS位移监测数据异常实时检测的准确率和可用性均较好。

关键词： BDS-3星钟   GNSS超快速轨道钟差   精密定轨   约束模型   同步处理  

摘要： BDS-3高稳定星载原子钟作为北斗星座的显著技术优势,在GNSS数据处理中尚未得到充分利用。针对严格时效性限制下GNSS超快速轨道钟差参数精度受限问题,本文提出顾及BDS-3星钟约束的GNSS超快速轨道钟差解算方法。首先,以GNSS轨道钟差参数间相关性为基础,构建顾及BDS-3星钟参数特性的GNSS定轨模型;然后,基于GNSS精密钟差产品,分析星钟约束对GNSS轨道钟差参数精度的影响规律;最后,为克服预报钟差精度与约束筛选对定轨影响,建立BDS-3星钟建模与GNSS超快速轨道钟差估计的同步处理方法。试验结果表明,在BDS-3星钟参数最优约束下,BDS-3与GPS轨道钟差精度可分别提升27.5%、5.1%和20.2%、5.2%;且较传统BDS-3星钟单历元处理策略,基于BDS-3星钟建模与GNSS超快速定轨同步处理方法,GNSS超快速轨道钟差精度可分别提升至4.8%与34.2%,轨道精度实现了毫米级改善。因此,顾及BDS-3星钟约束的GNSS超快速轨道钟差解算方法可有效对BDS-3高稳星钟信息模型化,并实现GNSS超快速轨道钟差精度的优化处理。

关键词： 大气校正   遥感云计算平台   前后端分离   自适应查找表   行星光谱生成器  

摘要： 针对传统大气校正处理模式在数据共享以及业务流程等方面的不足,依托PIE-Engine遥感云计算平台,采用FastAPI Web框架的前后端分离技术,设计了支持PSG等高性能大气辐射传输模型的卫星影像大气校正在线应用系统。在此基础上,开发了一种可指定传感器、目标点位和观测时间等输入条件,运用自适应查找表快速处理业务的大气校正原型系统。该系统的设计和研究,有效拓展了遥感云计算平台的应用领域,也为日后实现功能完备的遥感影像处理分析在线应用系统提供了技术支持。

关键词： 5G   1588v2   GNSS   时间同步   同步精度   同步稳定性  

摘要： 5G高精度时间同步是作为5G基站建设的重要要求之一,但随着5G室内基站数量呈现几何级数增长,使用GNSS授时同步时钟势必会存在很多限制,比如容易受场地环境的影响无法获取卫星信号、GNSS接收机的成本突增,所以使用GNSS时钟同步技术不适合5G基站的大规模部署。文中提出一种基于OCTEON Fusion平台的GNSS+1588v2时间同步技术实现方案,其特点在于使用层次式同步,通过GNSS给一个时钟系统同步授时,被授时的时钟系统作为主时钟系统通过1588v2地面链路给下一级时钟系统授时,实现一个GNSS给多个基站同步授时。文中对现有的GNSS时钟同步授时进行分析,在此基础上提出一种基于OCTEON Fusion平台的GNSS+1588v2时间同步方案,在对此方案的同步精度和同步稳定性的测试中,时钟同步精度达到10 ns左右,同步稳定性达到10 ns以内。

关键词： 卫星遥感   耕地撂荒   耕地保护   遥感监测  

摘要： 精准掌握耕地撂荒分布情况对于耕地保护和粮食安全尤为重要。为此,该文以南方丘陵区地带粮食主产区湖南省宁远县作为研究区域,依据该地水稻种植物候特征,以2020年和2021年获取的6期卫星遥感影像和航空影像作为数据源,以第三次全国国土调查水田和1∶2000 DLG田埂范围作为最小提取单元,基于时序归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)分析和改进支持向量机(support vector machine,SVM)方法,提取水稻种植图斑;通过连续2 a差值计算,筛选出疑似撂荒区域,结合无人机抽样航空调查,对疑似区域进行精细化筛查,分析得到耕地撂荒区域,经过现场核查监测精度可达85%以上。结果表明,融合空、天、地一体化的遥感监测方法可以为农业管理部门的耕地撂荒现象治理工作提供科学有效的数据支持。

关键词： 区域参考框架   参考基准   地球潮汐   板块运动   大地测量   观测系统   几何测量   地球表层  

摘要： 高精度区域参考框架是空天地大地测量观测系统的基础,也是国家重大基础设施的基础。大地测量基准不仅为各类传感器观测提供统一的参考基准,也为地球几何测量、地球重力场以及地球动态变化监测提供参考基准。空间大地测量技术是现代参考框架建设与维持的主要手段,尤其是全球导航卫星系统(GNSS)技术以其具有的高精度、全天候、实时性等优势,特别适合于区域参考框架的动态监测与维持。地球是不断变化的弹性体,导致高精度的GNSS时序信息中隐含了各种构造信号、地球潮汐信号、板块运动信号、地形局部变化信号、季节性变化信号等多种非线性信号。采用GNSS进行参考框架监测与维持必须精细扣除各类系统噪声的影响,还需反演各类地球表层和内部运动信息,进而求得能够实际表征地球参考框架的点位坐标信息。基于此,论文系统地探讨了GNSS观测的时空特性与非线性影响,并基于中国北斗导航卫星系统(BDS-3)系列观测,系统研究中国区域参考框架构建与维持相关理论与算法,同时以复杂环境下的山区区域作为示范区进行了试验分析与验证。论文的主要研究工作和成果包括以下6个方面。

关键词： 全球导航卫星系统   抗干扰   空频自适应处理   载波相位  

摘要： 对于全球导航卫星系统(GNSS)的抗干扰,最有效的是采用自适应天线阵技术,但这种抗干扰处理会引入与信号入射方向相关的载波相位测量偏差,限制了其在高精确度测量领域的应用。为减小抗干扰处理的偏差,引入测量偏差及其分析方法,建立仿真模型,并搭建软件接收机进行实验。结果表明,在不增加额外约束的条件下,采用空频最小方差无畸变响应算法实现空频抗干扰处理器,不会引入载波相位测量偏差,非常适用于对抗干扰性能和测量精确度均有苛刻要求的场合。

关键词： 通导遥一体化   卫星通信   北斗卫星导航系统   卫星遥感   自然灾害  

摘要： 本文全面梳理了当前我国卫星通信、导航、遥感发展水平及发展趋势,通过研究通导遥卫星业务形态,构建空天地信息应用服务体系。同时,以自然灾害应用为例,从各环节对不同类别卫星应用需求为切入点,构建面向自然灾害安全应急管理的通导遥一体化融合应用服务体系架构,研制一体化融合应用服务平台,实现面向自然灾害全过程的立体监测和应急管理。

关键词： 全球导航卫星系统   ECMWF第5代再分析数据   大气加权平均温度   大气可降水量  

摘要： 水汽是大气的重要组成成分之一,其时空变化受气温、气压等多种气象因素的影响。因此,研究水汽反演影响因素对获取高精度水汽信息具有重要意义。以中国区域为例,研究利用全球导航卫星系统(global navigation satellite sys‐tem,GNSS)和非实测气象数据(气温和气压)探测大气可降水量(precipitable water vapor,PWV)的方法。首先,对欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasting,ECMWF)第5代气候再分析数据集(ECMWF reanalysis v5,ERA5)提供的气温、气压和GNSS反演的天顶对流层延迟进行评估;其次,大气加权平均温度T_(m)是PWV反演的关键参数,对不同的T_(m)计算模型进行分析,确定中国区域最优T_(m)计算模型;最后,根据误差传播理论推导PWV的理论误差,利用非实测数据计算小时分辨率的PWV并进行精度评估。结果表明,利用GNSS获取的中国区域PWV与无线电探空/ERA5 PWV均有较好的时空一致性,降雨期间PWV的误差较非降雨期间稍大。所提方法获取的PWV理论误差为2.0 mm,实际误差为2.1 mm。因此,基于GNSS和非实测气象参数反演的PWV具有较高精度,对于研究中国区域水汽时空变化与分布具有重要意义。

关键词： 土壤水分   多源遥感   光学遥感   微波遥感   联合反演  

摘要： 土壤水分与全球气候变化、碳循环、水循环等过程,以及农业生产、生态保护修复等环节密切相关。土壤水分的探测经历了从地面测量到遥感探测的发展过程,实现了全球及区域尺度的调查监测。由于数据谱段不一、辐射传输机制不同、反演算法多样,需从算法机理、优势、局限等角度进行全面分析,为精度提升、算法改进提供基础。为此,该文从光学遥感、微波遥感、光学微波协同3个方面,系统梳理了光学遥感温度-植被指数空间特征、温度-地表短波净辐射时间特征反演土壤水分,被动、主动微波反演和主、被动微波遥感联合反演,以及基于精度改善和时空尺度转化的光学微波协同反演等技术方法的特点、存在的问题。目前,多源遥感数据联合反演土壤水分主要存在如下问题:①数据存在缺失及时空尺度不匹配问题;②不同数据源对地表穿透性不一致;③联合反演模型依赖于经验参数和大量辅助参数。随着卫星监测网络的完善、数据源对地表探测深度研究的深入,以及联合反演物理机理的明确、辅助参数时空连续数据集的建立,上述问题会得到有效解决。