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广义一步法研究及其仿真

武汉大学学报(信息科学版) 2024年

作者：邹贤才赵敏星衷路萍潘娟霞武汉大学测绘学院武汉大学地球空间环境与大地测量教育部重点实验室中国地震局地震研究所

广义一步法可在观测值层面实现多种空间大地测量技术、多种类型观测数据的整体解算，是多源空间大地测量数据融合和统一产品生成的重要方法。以地基GNSS(Global Navigation Satellite System)和重力卫星观测数据为例，构建了广义一步法... 详细信息

广义一步法可在观测值层面实现多种空间大地测量技术、多种类型观测数据的整体解算，是多源空间大地测量数据融合和统一产品生成的重要方法。以地基GNSS(Global Navigation Satellite System)和重力卫星观测数据为例，构建了广义一步法的多级观测数据联合处理模型，描述了其实现方法，并基于自主开发的平台开展了仿真实验。分析使用广义一步法对地球重力场参数、GRACE(Gravity Recovery And Climate Experiment)以及GPS(Global Positioning System)卫星精密定轨的影响，结果表明，广义一步法中增加GPS卫星地面观测后，改善了地球重力场模型的二阶项精度，比只使用GRACE卫星观测数据的同解法精度提升了约70%；同时相较于只使用地面站的GPS精密定轨结果，广义一步法中增加的两颗GRACE卫星的星载观测可以改善GPS卫星轨道精度，总体上GPS卫星轨道3D RMS平均提升约4.7%，地面跟踪弧段较短的情况下轨道3D RMS最高可提升54%。

关键词：广义一步法卫星跟踪卫星地面跟踪GNSS 星载GNSS 多级数据融合

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“物理大地测量学”课程思政的探索与实践

教育教学论坛 2024年第15期 85-88页

作者：钟波汪海洪徐新禹邹贤才武汉大学测绘学院湖北武汉430079

“物理大地测量学”是测绘类专业的一门核心基础课程,针对该课程内容开展课程思政教学与实践对于培养德才兼备的测绘类专业人才具有重要意义。以武汉大学测绘学院测绘类专业为例,分析了“物理大地测量学”开展课程思政的必要性,从科学... 详细信息

“物理大地测量学”是测绘类专业的一门核心基础课程,针对该课程内容开展课程思政教学与实践对于培养德才兼备的测绘类专业人才具有重要意义。以武汉大学测绘学院测绘类专业为例,分析了“物理大地测量学”开展课程思政的必要性,从科学精神、创新精神、家国情怀、大国工匠精神和团队协作精神等层面梳理了该课程内容的思政元素融入点,重点对课程思政教学中的具体实践路径和一些需要注意的问题进行了探讨与案例分析,可为测绘类专业课程思政建设和教学实践提供参考。

关键词：物理大地测量学课程思政实践路径测绘类专业

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GOCE引力梯度内部校准方法

测绘学报 2022年第2期51卷 192-200页

作者：潘娟霞邹贤才武汉大学测绘学院湖北武汉430079 武汉大学地球空间环境与大地测量教育部重点实验室湖北武汉430079

GOCE卫星引力梯度仪的精确校准是反演高精度重力场的前提之一,本文利用GOCE卫星L1b数据中的引力梯度仪及恒星敏感器数据实现了卫星引力梯度的内部校准。以最小二乘联合多个恒星敏感器观测数据确定内部校准使用的角速度,有效避免了单个... 详细信息

GOCE卫星引力梯度仪的精确校准是反演高精度重力场的前提之一,本文利用GOCE卫星L1b数据中的引力梯度仪及恒星敏感器数据实现了卫星引力梯度的内部校准。以最小二乘联合多个恒星敏感器观测数据确定内部校准使用的角速度,有效避免了单个恒星敏感器低精度角速度分量对坐标转换过程的影响。考虑到恒星敏感器坐标系与梯度仪坐标系间旋转矩阵随时间的变化,本文在ESA官方内部校准方法的基础上,提出了顾及旋转矩阵校准参数的内部校准模型,并利用2009年11月的GOCE实测数据验证了该方法的效果。结果表明,该旋转矩阵校准参数数值约100″,且在该月存在3″~30″的漂移;与GOCE官方内部校准方法对比,从卫星引力梯度精度结果来看,在低于0.005 Hz频段内,同时解算旋转矩阵的校准参数与梯度仪内3个加速度计对的校准参数的内部校准模型优于仅考虑加速度计对校准参数的模型;除此之外,本文讨论了以该模型为基础的GOCE梯度仪数据校准的可能方法,为GOCE及后续重力卫星的数据处理工作提供参考。

关键词： GOCE 引力梯度加速度计内部校准姿态重建

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JPL行星历表的发展及比较

大地测量与地球动力学 2022年第9期42卷 925-930页

作者：刘婉逸邹贤才衷路萍武汉大学测绘学院武汉市430079

基于DE405、DE421、DE430、DE440星历,计算各大行星在地球质心及太阳系质心惯性系中的位置,比较其他星历相对于DE440星历的行星位置精度。分析讨论各历表下月球的地心位置和速度精度,以及历表对于月球探测器的位置和速度从月心惯性系转... 详细信息

基于DE405、DE421、DE430、DE440星历,计算各大行星在地球质心及太阳系质心惯性系中的位置,比较其他星历相对于DE440星历的行星位置精度。分析讨论各历表下月球的地心位置和速度精度,以及历表对于月球探测器的位置和速度从月心惯性系转为月固系的影响,并给出使用建议。结果表明,各大行星由于受观测数据等因素影响,位置精度差异较大,跨度从m级到106 m量级。对于行星的位置精度,DE421和DE430相对于DE405有1~2个量级的提高,DE430相对于DE421提高50%。DE405历表的月球地心位置、速度精度分别为7 m和0.02 mm/s,DE421历表分别为1.5 m和0.004 mm/s,DE430历表分别为1.3 m和0.0035 mm/s。对于星历用于月球探测器从月惯系转为月固系产生的坐标和速度误差,DE405分别为30 m和3 cm/s,DE421分别为1.3 m和1.2 mm/s,DE430分别为1 m和0.9 mm/s。历表对于月球坐标系转换的影响为m级。对于月球探测器导航及相关任务,推荐使用DE430或DE440行星历表。

关键词：行星历表月球探测月固系深空探测精度

GOCE卫星重力梯度校准与无阻尼控制效果分析

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测绘学报 2018年第3期47卷 291-297页

作者：邹贤才武汉大学测绘学院湖北武汉430079 地球空间信息技术协同创新中心湖北武汉430079

GOCE卫星是首颗搭载高精度梯度仪,通过加速度计差分测量确定地球重力场的现代重力卫星。该卫星设计为无阻尼飞行状态(沿轨方向),加速度计并未安置在卫星质心,这些特点使得GOCE与标准的卫星跟踪卫星重力测量模式有着显著的区别。本文首... 详细信息

GOCE卫星是首颗搭载高精度梯度仪,通过加速度计差分测量确定地球重力场的现代重力卫星。该卫星设计为无阻尼飞行状态(沿轨方向),加速度计并未安置在卫星质心,这些特点使得GOCE与标准的卫星跟踪卫星重力测量模式有着显著的区别。本文首先指出GOCE任务中普通模式加速度校准存在不严密性问题,并提出了分别校准6个加速度计,分离偏差参数的方案。利用GOCE任务期内的几何法精密轨道,采用动力法完成校准,并分析了无阻尼控制的效果,发现:(1)虽然GOCE所在轨道高度的中性大气密度较GRACE高两到三个量级,但GOCE卫星在沿轨方向的残余非保守力比GRACE卫星的对应分量小一个量级,充分显示了无阻尼控制系统的补偿效果;(2)通过精密轨道内插的轨道速度与动力法轨道速度的比较可以得出,卫星无阻尼控制系统对GOCE卫星速度的显著影响;(3)计算了GOCE卫星所受的非保守力。获得了GOCE任务期间的加速度计校准参数,并讨论了利用其辅助重力梯度仪数据预处理的可能方法。

关键词：卫星重力引力梯度 GOCE 非保守力动力法

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物理大地测量学课程思政元素挖掘

测绘通报 2022年第S1期 1-4页

作者：汪海洪钟波褚永海邹贤才武汉大学测绘学院湖北武汉430079 地球空间环境与大地测量教育部重点实验室湖北武汉430079

在分析物理大地测量学课程性质、内容和特点的基础上,从培养科学精神、厚植家国情怀和塑造专业精神等角度对课程蕴含的思政元素进行挖掘,为物理大地测量学课程思政建设提供了参考。

关键词：物理大地测量学课程思政测绘课程建设

单加速度计模式下的GOCE卫星重力场建模方法研究

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地球物理学报 2016年第4期59卷 1260-1266页

作者：邹贤才李建成武汉大学测绘学院地球空间环境与大地测量教育部重点实验室武汉430079

GOCE卫星由于加速度计的特殊安装方式,其非保守力主要由普通模式的组合加速度提供,使得单个加速度计的特征更难提取.本文首次采用实测数据,研究了单加速度计模式下的高低跟踪数据处理.利用GOCE任务2009年(2009-11—2009-12)的实测数据,... 详细信息

GOCE卫星由于加速度计的特殊安装方式,其非保守力主要由普通模式的组合加速度提供,使得单个加速度计的特征更难提取.本文首次采用实测数据,研究了单加速度计模式下的高低跟踪数据处理.利用GOCE任务2009年(2009-11—2009-12)的实测数据,分别以GOCE卫星梯度仪坐标系三个坐标轴正向的加速度计为研究对象,利用1s间隔的高采样轨道数据,采用动力法同时进行卫星重力场建模和加速度计的精密校准.为了克服两极地区的数据缺失对重力场模型低次系数的影响,即所谓的极空白问题,引入同期GRACE卫星的观测数据,采用方差分量估计方法,建立了GRACE/GOCE卫星跟踪卫星重力场模型WHU-GRGO-SST.该模型完全到100阶次,经6169个美国GPS水准点数据检验,在同阶次上与EGM2008和GGM05S的精度水平相同.分析发现,GOCE卫星的加速度计偏差参数存在显著的漂移,也显示了单加速度计模式处理GOCE高低跟踪数据的优势.本文的研究成果为建立静态高分辨率、高精度的GRACE/GOCE重力场模型提供了更严密的模型与技术方案,同时也为GOCE卫星梯度仪校准,以及梯度数据的深入分析提供了重要的参考信息.

关键词：卫星重力动力法联合重力场模型梯度仪

ENSO影响下的西太平洋地区海陆水储量变化分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2019年第9期44卷 1296-1303页

作者：刘冰石邹贤才武汉大学测绘学院湖北武汉430079 武汉大学地球空间环境与大地测量教育部重点实验室湖北武汉430079

利用2005-01—2016-12的GRACE卫星数据,结合测高、ARGO(array for real-time geostrophic oceanography)、TRMM(tropical rainfall measurement mission)降水数据和MEI(multivariate ENSO index),从海平面、海水质量、海水比容和陆地水储量的非季节性变化分析了厄尔尼诺-南方涛动(El Ni?o/Southern Oscillation,ENSO)对西太平洋及其沿岸地区的影响。在GRACE数据处理过程中考虑了地震构造信号的影响,并采用正演模型法来恢复时变信号。结果表明,西太平洋地区平均海平面(western Pacific mean sea level,WPMSL)变化对ENSO的响应表现为:厄尔尼诺期间海平面下降,拉尼娜期间海平面上升;尤其在2014—2016年厄尔尼诺期间,WPMSL下降了近26.2 mm。比容变化为影响WPMSL非季节性变化的主导因素。澳大利亚和中南半岛水储量异常在年际变化上也较好响应了ENSO,与MEI的相关系数分别为-0.61(滞后3个月)和-0.65(滞后8个月)。长江流域对ENSO的响应主要在中下游区域,2014—2016年厄尔尼诺造成了该时期长江流域水储量达到近几年的极大值。

关键词： GRACE 正演模型法海平面变化陆地水储量变化西太平洋 ENSO

GRACE卫星GPS数据系统误差分布及其对精密定轨的影响

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武汉大学学报（信息科学版） 2010年第11期35卷 1331-1334页

作者：张守建李建成邹贤才武汉大学测绘学院武汉市珞喻路129号430079

分析了GRACE卫星在掩星天线关闭和开启状态下GPS观测数据中系统误差的分布情况。结果表明,在掩星天线开启时,观测数据中存在着由于"信号串扰"引起的系统误差,其在消电离层组合P3上的数值最大可达6 m,而对载波相位的影响相对较小。进一... 详细信息

分析了GRACE卫星在掩星天线关闭和开启状态下GPS观测数据中系统误差的分布情况。结果表明,在掩星天线开启时,观测数据中存在着由于"信号串扰"引起的系统误差,其在消电离层组合P3上的数值最大可达6 m,而对载波相位的影响相对较小。进一步采用降权方法分析了P3观测值对精密定轨的影响。当P3组合观测值标准差大于等于4.0 m时,定轨精度达到最优,在X、Y和Z轴的定轨精度分别为3.9 cm、4.0 cm和3.3 cm。

关键词： GRACE卫星多路径效应信号串扰系统误差