大地测量与地球动力学

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肖云,刘晓刚,郭飞霄

大地测量与地球动力学. 2017, 37(1): 1-4.

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采用边界分析方法分析新一代重力测量卫星3个核心载荷——星间测距系统、非保守力测量仪和定位接收机的误差对恢复重力场的影响，提出新一代重力测量卫星的核心技术指标。分析表明，星间变率测量精度10~30 nm/s、非保守力测量精度（1~5）×10-11 m/s2、定轨精度2~3 cm时，可实现分辨率100 km、精度1~2 mGal的重力场测量。本文结论可为新一代重力测量卫星设计提供技术参考。

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基于Gauss-Listing大地水准面定义的地球重力场模型评价方法

丁剑,许厚泽,章传银

大地测量与地球动力学. 2017, 37(1): 5-10.

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提出一种基于Gauss-Listing大地水准面经典定义的地球重力场模型评价方法。该方法依据经典大地水准面为重力等位面的特性，选取某大地水准面为参考面，计算不同地球重力场模型在该参考面上的重力位标准差，以此作为不同模型相对优劣的评价指标。利用该方法对不同地球重力场模型以及同一重力场模型在不同区域的精度进行评价，结果表明，EGM96模型、 OSU91A模型的大地水准面精度分别为±11.1 cm、±14.3 cm，EGM2008模型、EIGEN-6C4模型分别为±8.8 cm、±8.9 cm，说明后2个模型的精度相当，且优于前2个模型。该模型评价方法的研究结果显示，对于某全球大地水准面，EGM2008模型和EIGEN-6C4模型的大地水准面精度分别为±11.3 cm和±14.1 cm，即在cm级精度上EGM2008模型略优。

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大范围点质量模型快速构建方法研究

黄佳喜,王庆宾,张超,冯进凯

大地测量与地球动力学. 2017, 37(1): 11-15.

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针对大范围点质量模型构建中遇到的大型线性方程解算的难题，提出基于窗口控制的残差点质量模型构建方法。将点质量模型由原来的稠密线性方程转化为稀疏线性方程，并在普通计算机上完成112 896阶稀疏线性方程的求解。以空中扰动引力计算为例，与传统的点质量模型和位系数模型的计算结果进行比较。结果表明，该方法能够在保证计算精度的同时有效扩大解算范围，提高解算效率。

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六盘山及其邻区现今大地垂直形变与构造活动研究

王双绪,蒋锋云,张四新,刘立炜,朱良玉

大地测量与地球动力学. 2017, 37(1): 16-21.

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以六盘山及其邻近地区1970年以来的水准网监测及跨断裂水准测量资料为主，结合GPS水平运动、区域构造和历史强震活动，研究该区域现今大地垂直形变与地壳构造活动特征。分析认为：1）六盘山及其邻区较长时间尺度垂直形变速度场显示的六盘山、西秦岭以及贺兰山等山地相对上升、盆地相对下降的山、盆垂直构造活动差异，体现了该区域现代地壳垂直运动所呈现的继承性趋势特征；2）区域水准垂直形变与GPS水平运动变形综合反映，六盘山、西秦岭等山区现今地壳挤压缩短强烈地带，垂直隆升也相对显著，2者具有一定的共生性特征；3）GPS水平运动速度场在六盘山断裂两侧西强、东弱差异所反映的区域水平运动受阻状态，与六盘山断裂两侧垂直差异活动状况相配合，在一定程度上反映了六盘山构造带应变积累程度较高。这些结果对于该区域未来强震活动研究具有参考价值。

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常用震级在湖北及其周边的适用性分析

魏贵春,姚运生,申学林,赵凌云

大地测量与地球动力学. 2017, 37(1): 22-25.

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2007-01～2014-12湖北及其周边300 km范围内共发生ML≥3.0地震306次，对其中180个地震波形的近震震级、体波震级和面波震级进行测定。通过对各种震级偏差分布分析发现，近震震级更适合作为湖北省的速报震级。

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利用陆态网络连续GNSS资料分析流动站速率精度与可靠性

王伟,王迪晋,聂兆生,乔学军

大地测量与地球动力学. 2017, 37(1): 26-29.

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利用中国大陆构造环境监测网络（陆态网络）的GNSS连续站资料，分析GNSS流动站观测的精度与可靠性，研究时间跨度、观测周期以及观测时长对速率精度的影响。结果表明，时间跨度对流动站速率精度的影响显著，观测时间越长，流动站速率越接近连续站。按照陆态网络目前每2 a观测1期的模式，当时间跨度达到16 a时，流动站与连续站速率差异的标准差在水平方向约为0.1 mm/a，垂直方向约为0.3 mm/a。不同观测时长对流动站水平速率差异的影响基本小于0.15 mm/a，垂直方向小于0.45 mm/a。当观测时长大于或等于3 d时，在水平方向的速率差异的标准差小于0.1 mm/a。在时间跨度、观测时长一定时，观测周期越短，流动观测站结果越接近连续观测站结果。

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GNSS单站授时系统性偏差分析

于合理,郝金明,田英国,宋超,李伟杰

大地测量与地球动力学. 2017, 37(1): 30-34.

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从单站授时基本观测方程出发，对引起系统性偏差的原因进行研究，结合具体实验分析卫星钟差和接收机硬件延迟对授时结果的影响。实验结果表明，卫星钟差引起的系统性偏差随时间变化，对所有测站影响相同；接收机硬件延迟会对授时结果造成系统性偏差影响，不同测站的系统性偏差不同，其大小取决于各自接收机硬件延迟的偏差，在进行授时及时间同步时应当加以改正；接收机硬件延迟不影响授时结果频率的稳定度，在进行频率传递时无需改正。

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基于多GNSS融合的GPS PPP模糊度固定方法

丁赫,孙付平,刘帅,满小三,李海峰

大地测量与地球动力学. 2017, 37(1): 35-39.

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通过BDS/GPS/GLONASS组合的方式加速PPP的收敛，利用整数相位钟法实现GPS PPP模糊度的固定，并通过6个MGEX测站的数据进行PPP动态实验。结果表明，固定解的精度优于浮点解，而基于BDS/GPS/GLONASS融合的PPP固定解定位精度优于单GPS PPP固定解；GPS固定解PPP平均模糊度首次固定时间（TTFF）为46.1 min，而基于BDS/GPS/GLONASS融合的固定解PPP首次固定时间仅为25.8 min，相应的模糊度固定率也由78.6%增加到87.4%。

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不同GNSS观测组合提取伪距多路径效果比较

刘保成,黄令勇,王俊超

大地测量与地球动力学. 2017, 37(1): 40-43.

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推导了伪距多路径提取公式，计算了相应观测组合提取伪距多路径的组合系数。以载波噪声放大比例为评价指标，对比分析各组合观测提取伪距多路径的效果，然后利用BDS和GPS数据进行验证。结果表明，仅进行电离层一阶改正时，三频伪距/载波组合提取伪距多路径效果最好；基于三频二阶电离层改正的伪距多路径提取会过分放大载波噪声，但能消除电离层系统误差；基于双频组合提取伪距多路径时，两频率相差最大的观测组合提取伪距效果最好；同一组合观测提取不同频点伪距多路径时，提取最大频率信号上的伪距效果最好。

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GLONASS接收机频间偏差在短基线GLONASS/BDS联合RTK中的修正方法

谢建涛,郝金明,田英国,于合理

大地测量与地球动力学. 2017, 37(1): 44-47.

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采用不同的接收机对进行GLONASS/BDS联合RTK定位时，为提高模糊度固定的成功率，需要对GLONASS观测量的频间偏差进行修正。分别就载波相位观测量和伪距观测量频间偏差的修正方法进行研究，并采用短基线数据对所提修正方法的可行性进行验证。结果表明，该方法能有效保证RTK解算结果的可靠性。

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基于软件接收机的BDS/MEMS IMU深组合导航性能分析

张学龙

大地测量与地球动力学. 2017, 37(1): 48-52.

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针对BDS/MEMS IMU深组合导航全物理实验难度较大的问题，提出一种基于软件接收机的BDS/MEMS深组合导航系统仿真分析方法。给出BDS软件接收机结构，介绍深组合导航系统结构设计及滤波算法，最后基于仿真数据进行验证。结果表明，在高动态条件下，就BDS/MEMS IMU导航系统而言，其深组合的导航精度较紧组合有较大提高，位置误差小于1 m，速度误差小于0.01 m/s。

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BDS卫星端差分码偏差对定位的影响及改正模型研究

曾添,隋立芬,鲍亚东,肖国锐,戴卿,田源,张清华

大地测量与地球动力学. 2017, 37(1): 53-57.

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分析GPS时空参考点下卫星钟差参数改正原理，结合伪距观测方程推导BDS单频及双频消电离层组合在标准单点定位、精密单点定位下的差分码偏差（DCB）改正公式。采用MGEX发布的DCB文件，分别进行多个测站的定位解算。结果表明，BDS伪距B1B2及B1B3双频定位DCB改正前E、N方向精度较单频差，严重影响定位精度，改正后E方向精度提高在dm级，N、U方向提高在m级；精密定位下B1B3组合DCB改正后与B1B2组合定位结果非常吻合，静态及仿动态下精度都有提高。

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基于广播星历的北斗卫星在轨运行状态分析

范丽红,张勤,黄观文,王利,郑增记

大地测量与地球动力学. 2017, 37(1): 58-61.

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利用北斗卫星的广播星历数据提取轨道参数与钟差参数指标，从卫星轨道平面参数、形状参数、定向参数和卫星钟差序列等方面对现阶段北斗在轨卫星的运行状态进行分析。结果表明，BDS卫星的轨道异常多于卫星钟差异常，其中GEO卫星出现异常的频率最高，IGSO卫星次之，MEO卫星的运行状态最稳定。

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北斗高精度单历元基线解算方法研究与实现

马海龙,席瑞杰,肖玉钢

大地测量与地球动力学. 2017, 37(1): 62-66.

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研究了北斗动态单历元的周跳探测及模糊度解算方法，并编制相关基线解算软件。在我国中纬度某城市采集实测数据，测试分析该算法解算短基线的内符合精度及外符合精度。结果表明，北斗短基线南北方向精度优于7 mm，东西方向精度优于5 mm，高程方向精度优于15 mm，外符合位置精度优于5 mm。

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附加GIM约束的全球电离层建模

刘磊,姚宜斌,孔建,翟长治

大地测量与地球动力学. 2017, 37(1): 67-71.

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针对目前地基GNSS台站在全球分布不均匀，导致南半球海洋和中高纬地区出现与实际不符的VTEC为负值的问题，利用IGS前1 d的最终GIM作为虚拟观测值对TEC可能为负值的地区进行约束，结合GNSS数据建立全球电离层模型(称为SGG模型)，并用2014年200多个IGS台站数据对模型进行验证。结果表明，各台站VTEC的RMS优于3 TECu(赤道异常区域RMS在5~7 TECu)。同时SGG能有效消除南半球海洋(40°~90°S)VTEC为负的情况，且对原有非负VTEC几乎没有影响(其变化小于2 TECu)。SGG的卫星DCB与CODE 相比，RMS和MEAN分别优于0.2 ns和0.04 ns，不同纬度带SGG与CODE的接收机DCB估值变化基本一致，两者之差基本在1 ns以内。

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基于Holt-Winters的电离层总电子含量预报

谢劭峰，陈军，黄良珂，吴丕团，秦旭元，刘立龙

大地测量与地球动力学. 2017, 37(1): 72-76.

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利用IGS中心提供的不同经纬度平静期、活跃期14 d的电离层TEC格网点数据，以前8 d的TEC值作为样本序列，分别采用Holt-Winters加法模型和乘法模型建立TEC预报模型，并预报后6 d的TEC值。结果表明，无论在电离层平静期还是活跃期，2种模型所得预报结果大致相同，并与实际观测数据吻合较好，但加法模型的预测结果能更好地反映电离层TEC的变化特性。

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基于TIN网的全球选站研究及精密定轨应用

代桃高，李建文，赵静，庞鹏，魏勇

大地测量与地球动力学. 2017, 37(1): 77-80.

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基于不规则三角网（TIN）拓扑关系选站方法，研究卫星精密定轨的精度、效率及测站饱和点的关系。实验表明，在全球布网的条件下，70个跟踪站可完成优于3 cm的精密定轨，且解算效率相比140个跟踪站提升2倍；跟踪站数达到90，精度提升放缓。

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基于单位四元数的任意旋转角度的三维坐标转换

李志伟，李克昭，赵磊杰，王云凯，梁晓庆

大地测量与地球动力学. 2017, 37(1): 81-85.

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针对三维空间坐标转换模型的参数求解问题，引入四元数构造旋转矩阵，证明了坐标转换旋转矩阵等价于四元数的正交变换，并利用单位四元数理论推导了一种直接进行空间坐标转换的算法。通过模拟数据进行仿真实验表明，该算法无需线性化，计算简便，且适用于任意旋转角度的坐标转换。

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基于动态总方差的随机信号动态特性分析

张焕国，吕莎

大地测量与地球动力学. 2017, 37(1): 86-88.

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动态Allan方差法是分析输出信号随机误差的一种新方法，但是窗函数截取数据会使数据减少、自由度降低，从而导致Allan方差估计值置信度低、误差变大等。本文设计了一种可以跟踪信号变化和减小估计值误差的动态总方差法，首先以确定的步长用固定的窗函数对原始信号进行截取，然后将窗函数内的数据用倒镜像映射进行延拓来提高置信度，最后将拓展后数据的方差值再用二维或三维图表达出来。仿真数据表明，动态总方差法既能及时地跟踪信号的动态变化，也可以克服估计值置信度低、误差大的问题。

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基于GNSS+R裸土延迟多普勒图理论研究

吴学睿，金双根，勤耘，董彦芳

大地测量与地球动力学. 2017, 37(1): 89-92.

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侧重散射机理研究，以GPS相关函数和相关功率模型为基础，主要通过对双站雷达散射截面计算模型进行修改，得到裸土的GPS散射信号模型。其中裸土的双站圆极化雷达散射截面采用双站随机粗糙面散射模型计算得到，利用极化合成的方法使模型具备全极化计算功能。通过修改后的模型，模拟分析不同极化下裸土参数（土壤水分和地表粗糙度）对延迟多普勒图DDM（delay Doppler map）的影响。该理论模型研究有助于机载/星载GNSS-R接收机数据解释、GNSS-R实验设计以及后向反演算法的开发。同时，延迟多普勒图模型的研究结果也为GNSS+R土壤水分遥感研究提供了一定的理论依据。

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基于一体化聚类滤波的机载LiDAR数据DTM提取

许颖，岳东杰

大地测量与地球动力学. 2017, 37(1): 93-96.

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提出一种一体化聚类的滤波方法，从机载激光扫描数据中获取复杂城区的DTM。通过对激光点云数据构建八叉树，以节点满足平面判断条件进行双重距离聚类，对剩余点引入渐进三角网加密方法进行迭代判断，进而有效区分地面点和非地面点。最后，将本文滤波方法与经典滤波进行比较，得到可靠的DTM，验证了本文方法的有效性。

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高铁无砟轨道静态检测数据预处理方法研究

郑涛，杜熙光，徐爱功

大地测量与地球动力学. 2017, 37(1): 97-101.

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基于常用的高铁轨道静态检测方法，提出利用小波分析理论选择适合的小波基对静态检测数据进行滤波去噪处理，达到去除原始轨道静态检测数据中粗差的目的。对贵广高铁轨道静态检测数据进行实际验证表明，本文提出的方法可以有效地去除粗差，并且得到很好的检测效果。

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基于优化卡尔曼滤波的虚拟陀螺技术研究

陈慧

大地测量与地球动力学. 2017, 37(1): 102-105.

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为提高MEMS陀螺的测量精度，满足MEMS陀螺广泛的应用需求，建立了单个MEMS陀螺的AR模型和输出模型。基于这2个模型，构造虚拟陀螺的状态空间方程和量测方程，设计了卡尔曼滤波器对多个陀螺的输出进行融合。为提高数据处理的实时性，对卡尔曼滤波器进行优化，减小数据处理周期，并通过恒速实验和摇摆实验验证此数据融合方法的有效性。实验结果表明，虚拟陀螺技术相对于单个陀螺，在恒速实验中精度提高了18.18倍，在摇摆实验中精度提高了5.36倍。

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降雨对滑坡的影响与基于ANSYS的滑坡数值模拟研究

李甜，李正媛，樊俊屹，陈志遥，吕品姬，黄兴辉，余丹

大地测量与地球动力学. 2017, 37(1): 106-110.

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分析了四川理县一处山体滑坡2014-08～2015-08的监测数据。结果表明，滑坡处于缓慢发生中，滑移的主要方向指向山体旁的学校；1 a中3个监测点在该方向上的累积位移量分别为180 mm、262 mm和448 mm。分析降雨量资料发现，降雨对山体滑坡有延迟的影响。利用ANSYS软件对滑坡发生的过程进行数值模拟，并计算监测点的位移，结果与实际观测情况吻合较好，得到降雨量与弹性模量、密度、粘聚力、内摩擦角之间的关系。该数值模拟实验提供了一种预测滑坡的新方法。

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2017年, 第37卷, 第1期　
刊出日期：2017-01-10

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