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2023年春末阿克苏东部两次极端低温过程对比分析

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干旱区地理 2024年第7期47卷 1175-1186页

作者：彭江良卢英王勇李悦新疆库车市气象局新疆生态气象与卫星遥感中心

2023年4月23日和5月6日阿克苏地区东部出现极端低温霜冻天气（简称“4.23”过程和“5.6”过程），尤其“5.6”过程库车市出现历史最晚终霜。基于常规观测、L波段探空、NCEP/NCAR1°×1°逐6 h再分析等资料，利用天气动力学方法对比分析... 详细信息

2023年4月23日和5月6日阿克苏地区东部出现极端低温霜冻天气（简称“4.23”过程和“5.6”过程），尤其“5.6”过程库车市出现历史最晚终霜。基于常规观测、L波段探空、NCEP/NCAR1°×1°逐6 h再分析等资料，利用天气动力学方法对比分析2次极端低温过程环流背景，高低空配置、冷空气及冷平流强度、锋生作用等，探讨极端低温霜冻成因。结果表明：（1）两者有共性也有差异，共性表现在2次过程500 hPa阿克苏地区东部均受低槽（低涡）后部西北气流携带冷空气影响，且温度梯度大，锋区增强；均有深厚冷平流自阿克苏西部沿高层偏北气流向阿克苏地区东部低层下传；低温时段贴地层均有逆温和明显锋生，锋生与冷空气进入南疆盆地的路径及低温持续时间对应，且高层能量锋区较强，中低层锋区在增强过程中有斜压不稳定发展；均在霜冻出现前6 h冷平流强度增至最大，冷平流与8℃以上降温区域对应较好，且850 hPa温度降至3～4℃，对低温霜冻预报有一定指示性。（2）不同点在于“4.23”过程冷空气为西北路径，西翻和东灌冷空气共同影响阿克苏地区，贴地层逆温明显偏强，为辐射+平流降温；“5.6”过程冷空气为偏北路径，较强冷高压翻越天山进入南疆盆地，同时有东灌冷空气补充，影响范围大、逆温弱但整层降温明显，以辐射降温为主。（3）“5.6”过程低涡在新疆维持时间长，其冷空气及锋区强度、假相当位温梯度及影响时间均较“4.23”过程更强，灾害更重。

关键词：春末极端低温对比分析阿克苏地区东部

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资源三号03星立体影像与激光测高点联合区域网平差处理及精度验证

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遥感学报 2024年第4期28卷 1089-1100页

作者：周平唐新明李丹丹王霞自然资源部国土卫星遥感应用中心北京100048 清华大学地球系统科学系北京100084

利用国产卫星影像开展全球范围地理信息资源建设的前提条件之一是提升卫星影像无地面控制条件下几何精度水平。2020年7月成功发射资源三号03星(ZY3-03)是资源三号系列卫星中的第3颗高分辨率立体测绘卫星,主要用于全球范围1∶5万比例尺... 详细信息

利用国产卫星影像开展全球范围地理信息资源建设的前提条件之一是提升卫星影像无地面控制条件下几何精度水平。2020年7月成功发射资源三号03星(ZY3-03)是资源三号系列卫星中的第3颗高分辨率立体测绘卫星,主要用于全球范围1∶5万比例尺测图应用。卫星搭载了3台全色线阵推扫式光学相机和一台多光谱相机,可获取优于2.5 m分辨率的三线阵立体影像和5.8 m分辨率的多光谱影像。为了提升卫星影像的高程精度,卫星还设计搭载了一台单波束激光测高仪,可同步获取高精度激光测高点。本文提出了一种ZY3-03星激光测高点与立体影像联合区域网平差处理方法。利用激光测高点和同轨获取的正视影像相对平面误差较小的特性,准确获取激光测高点在立体影像上的像方位置;将激光测高点作为立体影像高程控制,并以整轨立体影像为单位开展立体影像与激光测高点的联合区域网平差,实现立体影像高程精度大幅提升。选取黑龙江省中部地区和河北省太行山地区的ZY3-03星三线阵立体影像及其同轨获取的激光测高点开展联合区域网平差试验,结果表明,平地和丘陵地形区域的ZY3-03星立体影像的高程中误差从5.27 m降低至2.58 m,山地地形区域的ZY3-03立体影像的高程中误差从11.25 m降低至4.45 m,均能满足中国1∶5万比例尺立体测图的精度要求。

关键词：遥感资源三号03星三线阵立体影像激光测高点联合区域网平差几何精度

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5米光学02星应用在轨测试

遥感学报 2024年第3期28卷 591-600页

作者：唐新明肖晨超魏红艳刘宇韩波刘银年王军自然资源部国土卫星遥感应用中心北京100048 中国空间技术研究院遥感卫星总体部北京100094 中国科学院上海技术物理研究所上海200083 北京空间机电研究所北京100094

5米光学02星于2021年12月26日成功发射,卫星与前序型号组成陆地中分业务卫星星座,建设形成天地一体化大幅宽定量化综合对地观测能力。在轨测试期间,自然资源部根据卫星设计指标要求,围绕土地资源、地质矿产、测绘地理信息、海洋海岛监... 详细信息

5米光学02星于2021年12月26日成功发射,卫星与前序型号组成陆地中分业务卫星星座,建设形成天地一体化大幅宽定量化综合对地观测能力。在轨测试期间,自然资源部根据卫星设计指标要求,围绕土地资源、地质矿产、测绘地理信息、海洋海岛监测等领域业务,梳理共计32个业务测试项,并按照自然资源调查和监测的相关标准和技术规范,开展了应用测试评价工作。在轨测试表明,卫星系统、地面系统和应用系统各项功能正常、运行稳定,双星一致性好,具备组网运行条件,卫星数据质量可满足自然资源执法督察、地质矿产资源调查、生态修复工程跟踪评价、地理空间信息更新、围填海调查、海岸线变化监测、钢铁去产能等业务需求,高光谱和热红外载荷定量应用测试取得良好效果。本文在介绍该卫星的数据特点与应用能力的基础上,重点介绍和分析卫星在轨测试应用评价结果,可为后续业务化应用提供参考。

关键词：遥感 5米光学02星自然资源卫星应用可见光/近红外高光谱热红外

土地利用变化背景下浙中地区生态系统碳储量变化模拟与影响因素分析

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环境科学 2024年

作者：周佳佳刘宇奉莉君文小兰郭浩浙江师范大学地理与环境科学学院浙江师范大学卫星遥感与环境灾害研究中心

浙中地区是浙江省重点生态功能区，是钱塘江河流生态廊道的重要组成部分。开展该地区土地利用变化下生态系统碳储量模拟与影响因素分析，对早日实现“碳达峰”、“碳中和”目标具有重要意义。基于浙中地区1980～2020年5期土地利用数据... 详细信息

浙中地区是浙江省重点生态功能区，是钱塘江河流生态廊道的重要组成部分。开展该地区土地利用变化下生态系统碳储量模拟与影响因素分析，对早日实现“碳达峰”、“碳中和”目标具有重要意义。基于浙中地区1980～2020年5期土地利用数据，耦合GeoSOS-FLUS模型和InVEST模型开展历时时期和未来2030年浙中地区碳储量时空变化分析，并探究社会经济因子和自然因子对碳储量变化的影响。结果表明：①在1980～2020年间，浙中地区城市建设用地增长了289.91%，耕地和林地成为其主要来源，导致生态系统碳储量降低了588.88×104t，降幅3%；②浙中地区碳储量高值区集中分布于磐安县、缙云县和武义县等地；③自然发展和生态保护两种不同的情景下，2030年研究区碳储量均有所下降。相较于2020年，自然发展情景下的碳储量减少1.05%，生态保护情景下碳储量下降0.05%；④自然因子对碳储量分布的影响占主导地位，但随时间变化其影响在不断降低，社会经济因子的影响不断上升，同时社会经济因子和自然因子的叠加作用远大于单一因子对碳储量分布的影响。相关结果可为浙中乃至全国其他地区减缓生态系统的碳流失，推动生态系统保护，促进社会可持续发展，早日实现“双碳”目标提供科学参考和借鉴。

关键词：土地利用陆地生态系统碳储量 InVEST模型 GeoSOS-FLUS模型社会经济发展情景

星载激光雷达估测森林结构参数研究现状分析与展望

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农业机械学报 2024年第6期55卷 18-33页

作者：黄佳鹏李国元刘诏辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院阜新123000 自然资源部国土卫星遥感应用中心北京100048

星载激光雷达系统可以覆盖机载系统难以到达的偏远地区,从机理上克服光学影像及合成孔径雷达测量的技术缺陷,为快速准确地获取林下地形、树高、生物量等森林结构参数提供了可靠的数据源。对现有的星载激光雷达技术观测体系进行综述,讨... 详细信息

星载激光雷达系统可以覆盖机载系统难以到达的偏远地区,从机理上克服光学影像及合成孔径雷达测量的技术缺陷,为快速准确地获取林下地形、树高、生物量等森林结构参数提供了可靠的数据源。对现有的星载激光雷达技术观测体系进行综述,讨论了星载激光雷达数据估测多尺度森林结构参数的适用性,定量化分析现有星载激光雷达研究成果及存在的优缺点。最后,总结当前存在的问题,对星载激光雷达技术未来的前景和发展方向进行了展望。建议后续研究可进一步加大对反演不同森林结构参数、产品体系及标准规范、林业应用精度评价、林业用激光雷达参数设计等方面的深入研究。

关键词：森林结构参数星载激光雷达多尺度多源数据

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自然资源陆地卫星激光测高标准产品高程精度评价

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遥感学报 2024年第3期28卷 704-716页

作者：陈继溢唐新明李国元刘诏周晓青自然资源部国土卫星遥感应用中心北京100048 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023

卫星激光测高技术能够获取高精度地表高程分布信息,在对地观测领域具有独特的优势。中国近年来陆续发射的高分七号卫星和资源三号03星均搭载了激光测高系统,用于全球高程控制点获取。随着高分七号卫星、资源三号03星稳定在轨运行,并持... 详细信息

卫星激光测高技术能够获取高精度地表高程分布信息,在对地观测领域具有独特的优势。中国近年来陆续发射的高分七号卫星和资源三号03星均搭载了激光测高系统,用于全球高程控制点获取。随着高分七号卫星、资源三号03星稳定在轨运行,并持续获取激光测高数据,中国首次在激光测高领域形成相关数据产品,即自然资源卫星激光测高标准产品(SLA03)。本文以平原、有森林覆盖的山地两个不同类型区域的高精度机载点云数据为参考,对中国自然资源卫星激光测高标准产品的高程精度进行综合评价。结果显示:在使用合适的阈值剔除人工建筑、树木冠层的激光点后,高分七号卫星SLA03数据在平原地区高程精度RMSE达到0.653 m,LE90为1.055 m,其中60%以上精度优于0.3 m,而在有森林覆盖的山地下降至1.210 m (RMSE)和2.002 m(LE90);资源三号03星SLA03数据在平原地区达到1.312 m (RMSE)和2.389 m (LE90),其中50%以上精度优于0.5 m,有森林覆盖的山地则为1.661 m (RMSE)和2.999 m (LE90)。另外,高分七号卫星SLA03数据受季节因素影响较为明显,主要由植被生长引起。相关结论能够指导自然资源卫星激光测高标准产品的深入应用,并为后续卫星激光测高载荷设计与参数论证提供支撑。

关键词：遥感卫星激光测高高分七号卫星资源三号03星高程精度激光测高标准产品

GNSS-IR潮位反演中高仰角数据质量控制方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第1期49卷 68-76页

作者：赵涛叶世榕罗歆琪夏朋飞武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079

全球导航卫星系统干涉反射测量(global navigation satellite system-interferometric reflectometry,GNSS-IR)技术可利用信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)数据包含的多路径信息反演潮位,但通常需限制仰角范围,导致可用数据量少以及时间分辨率不足。针对上述问题,提出一种数据质量控制方法,重构SNR残差序列获得仅受多路径影响的SNR序列,再设计并训练Transformer神经网络模型对数据进行分类,在潮位反演前筛除无效SNR数据,将高仰角数据纳入可用范围。实验表明,该方法可大幅度提升高仰角数据有效率,将反演站点的可用数据仰角范围扩展至5°~30°,从而显著提升可用数据量和潮位反演值的时间分辨率,对利用GNSS-IR技术的海啸、风暴潮实时监测等应用和长期海平面变化等海洋研究具有重要意义。

关键词： GNSS干涉反射测量潮位监测 Transformer模型数据质量控制高仰角

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基于轨道不平顺匹配的多源融合列车定位方法

哈尔滨工程大学学报 2024年第7期45卷 1358-1366页

作者：周禹昆陈起金牛小骥武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430000

列车定位是保障铁路安全高效运营的基础,面向先进列车运行控制系统高精度、连续、可靠的位置服务需求,研究高精度、高可靠、低成本的匹配定位源提升列车定位系统的稳健性和准确度具有重要的现实意义。本文提出一种无布设轨道特征信号-... 详细信息

列车定位是保障铁路安全高效运营的基础,面向先进列车运行控制系统高精度、连续、可靠的位置服务需求,研究高精度、高可靠、低成本的匹配定位源提升列车定位系统的稳健性和准确度具有重要的现实意义。本文提出一种无布设轨道特征信号-轨道不平顺,利用惯性导航系统感知和测量轨道不平顺信号实现匹配定位,结合列车运动约束,实现了无布设情况下的全自主、全天候、全地域的连续可靠的组合定位。为了验证该方案的可行性,本文在真实铁路线路上进行了列车车载试验。试验结果表明:一个典型的战术级IMU可以实现0.6 m(98.46%置信度)的列车定位精度。该方法为多传感器融合的列车定位系统提供了一种新的定位信号源,可以用于提高车载列车定位系统的准确性和稳健性。

关键词：列车定位轨道不平顺特征匹配车载传感器定位系统惯性导航系统组合导航多源融合列车运动约束

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不变RTS平滑算法及其在5G/SINS组合导航中的应用研究

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第5期49卷 747-755页

作者：罗亚荣郭文飞齐书峰郭迟武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079

为了解决导航系统的位置误差随时间累积的问题,提出一种状态空间为矩阵李群的不变RTS(invariant Rauch-Tung-Striebel,InRTS)平滑算法来提高导航状态的精度,其核心在于导航状态及观测都利用矩阵李群进行表示及推导。首先,将系统状态及... 详细信息

为了解决导航系统的位置误差随时间累积的问题,提出一种状态空间为矩阵李群的不变RTS(invariant Rauch-Tung-Striebel,InRTS)平滑算法来提高导航状态的精度,其核心在于导航状态及观测都利用矩阵李群进行表示及推导。首先,将系统状态及其误差状态微分方程用矩阵李群来表征,相比于传统扩展卡尔曼滤波算法(extended Kalman filter,EKF),将系统状态构建在矩阵李群上,其动力学方程可以更自然更本质地描述物体在空间中的运动特性,而通过群运算定义的误差状态耦合了姿态误差而不是直接的向量相减;接着,通过李群和李代数之间的对数映射将不变误差状态变量映射到李代数空间,得到一个解析的线性微分方程,该方程与当前状态估计值无关,从而可以获得在任何线性化点处状态无关的雅克比矩阵;然后,根据5G定位中量测模型的左不变特性推导包含杆臂误差的左不变误差状态量测方程,从而得到一个左不变EKF;最后,以左不变EKF为前向滤波,提出不变RTS平滑算法,并将其应用于5G/SINS(strapdown inertial navigation system)组合导航系统,在仿真实验中与左不变EKF算法进行了精度对比。实验结果表明,InRTS算法能对左不变EKF算法得到的轨迹进行平滑,降低了前向滤波过程中导航状态的累积误差,从而证明了所提算法的有效性。

关键词：左不变扩展卡尔曼滤波不变RTS平滑矩阵李群 5G/SINS组合导航