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百科探秘（海底世界） 2022年第7期 5-16页

作者：武汉大学中国南极测绘研究中心武汉大学中国南极测绘研究中心

南极在哪里?南极在哪里?从字面上看,南极就是地球的最南端。但实际上,“南极”这个词有很多含义,如南极洲、南极点、南极大陆、南极地区、南极圈等。所以,按照国际上通行的概念,我们一般把南纬60度以南的地区称为南极。

关键词：南极大陆南极点南极地区精彩纷呈南极洲南极圈

基于REMA数据的东南极达尔克冰川表面塌陷研究

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遥感学报 2023年第9期27卷 2114-2126页

作者：刘婷婷丁锐艾松涛张保军王泽民中国南极测绘研究中心武汉大学武汉430079

全球气候变暖严重影响冰川的稳定性,南极多条冰川表面发生塌陷。由于缺少高空间和高时间分辨率的南极地表高程模型DEM(Digital Elevation Model),目前单支冰川表面时空变化的研究不充分。利用2011年—2016年11期南极参考高程模型REMA(Th... 详细信息

全球气候变暖严重影响冰川的稳定性,南极多条冰川表面发生塌陷。由于缺少高空间和高时间分辨率的南极地表高程模型DEM(Digital Elevation Model),目前单支冰川表面时空变化的研究不充分。利用2011年—2016年11期南极参考高程模型REMA(The Reference Elevation Model of Antarctica)数据,开展东南极达尔克冰川表面塌陷区域的高程变化监测,并利用Landsat 7/8和Worldview-2光学影像等数据分析塌陷过程和原因。结果表明,达尔克冰川在2013年发生了一起严重的塌陷事件,塌陷深度最大约45.29 m,造成了约26.29×10^(6)m^(3)的水体损失;塌陷发生后,该区表面高程不断增加,于2016年恢复至塌陷前的高程。塌陷区具有明显的整体性沉降特征,并存在融水聚集,推测塌陷和达尔克冰川冰下湖的排水过程存在密切的联系。本研究证明达尔克冰川存在较大的不稳定性,同时验证了REMA数据监测冰川表面塌陷的可行性,为未来精细化监测南极冰盖/冰架响应气候变化提供技术参考。

关键词：南极达尔克冰川表面塌陷气候变化 REMA Digital Elevation Model 遥感 Landsat数据 Worldview数据

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南极冰川地震学研究进展

地球物理学进展 2022年第5期37卷 1875-1884页

作者：俞慧婷陈宇乔杨元德李斐武汉大学中国南极测绘研究中心武汉430079

冰川地震学是冰川学与地震学的交叉学科,其核心内容是运用地震学方法开展冰震、冰川结构及变化等研究.南极冰川类型丰富,拥有大量快速冰流以及大型冰架,其冰盖内部及边缘地区拥有丰富的冰震来源,各类冰震发震频繁,冰震信号频带宽、震级... 详细信息

冰川地震学是冰川学与地震学的交叉学科,其核心内容是运用地震学方法开展冰震、冰川结构及变化等研究.南极冰川类型丰富,拥有大量快速冰流以及大型冰架,其冰盖内部及边缘地区拥有丰富的冰震来源,各类冰震发震频繁,冰震信号频带宽、震级跨度大,在全球冰冻圈中具有代表性.南极冰川结构变化与物质平衡密切相关,冰川地震学研究可以通过监测各类冰川结构变化事件,为南极内部结构变化带来新的认识.本文首先介绍了南极地区冰川地震学研究开展情况,总结出5类具有代表性的南极冰震,并结合南极部分冰流、溢出冰川、冰架以及冰山详细描述其类型及特征.其次,对Rutford冰流、Whillans冰流、Ross冰架以及Thwaites冰川4个典型区域的冰川地震学研究情况进行介绍.最后,针对在南极开展冰川地震学研究面临的机遇和挑战,进行了探讨.

关键词：南极冰震冰川地震学南极冰川

利用CryoSat-2波形数据建立南极Lambert冰川流域DEM

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地球物理学报 2020年第8期63卷 2893-2900页

作者：肖峰李斐张胜凯郝卫峰耿通宣越武汉大学中国南极测绘研究中心武汉430079

Lambert冰川-Amery冰架系统是南极冰盖最大的冰流系统之一,对南极冰盖物质平衡研究有着重要的作用.数字高程模型(DEM)是进行南极冰盖研究的基础.本文基于CryoSat-2 L1b波形数据,研究建立了Lambert冰川流域高分辨率DEM.测高卫星返回波形... 详细信息

Lambert冰川-Amery冰架系统是南极冰盖最大的冰流系统之一,对南极冰盖物质平衡研究有着重要的作用.数字高程模型(DEM)是进行南极冰盖研究的基础.本文基于CryoSat-2 L1b波形数据,研究建立了Lambert冰川流域高分辨率DEM.测高卫星返回波形在冰盖区域存在变形,需进行波形重跟踪处理.利用交叉点分析方法对重心偏移法(OCOG)、阈值法和β参数法等常用的波形重跟踪方法对不同类型的CryoSat-2波形的适用性进行了研究.最后,利用克里金插值方法建立了500 m分辨率的Lambert冰川流域DEM——LAS DEM(Lambert Glacier-Amery Ice Shelf system DEM).利用ICESat卫星测高数据和GPS地面实测数据对LAS DEM进行精度验证,并与另外两种基于CryoSat-2数据的南极DEM进行了对比.结果表明:LAS DEM的整体精度约为0.295±2.7 m,优于另外两种CryoSat-2 DEM;在冰盖内陆地区,LAS DEM的高程误差在2 m之内;在Amery冰架上,LAS DEM的精度优于1 m.

关键词： CryoSat-2 数字高程模型 Lambert冰川流域波形重跟踪南极

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北极冰川槽谷发育的形态特征分析

极地研究 2022年第3期34卷 255-264页

作者：王泽民张曲辰金爽艾松涛武汉大学中国南极测绘研究中心湖北武汉430079

Austre Lovénbreen冰川和Pedersenbreen冰川是位于北极斯瓦尔巴群岛的两条典型的多温山谷冰川,中国北极黄河站冰川考察组于2009年在两条冰川上开展了密集的GPS/GPR测量工作。基于现场实测数据,结合冰川槽谷数值研究的幂函数模型,本文... 详细信息

Austre Lovénbreen冰川和Pedersenbreen冰川是位于北极斯瓦尔巴群岛的两条典型的多温山谷冰川,中国北极黄河站冰川考察组于2009年在两条冰川上开展了密集的GPS/GPR测量工作。基于现场实测数据,结合冰川槽谷数值研究的幂函数模型,本文解算了Austre Lovénbreen冰川和Pedersenbreen冰川的模型参数,根据两条冰川不同断面模型参数的变化规律,确定冰川槽谷发育的形态特征;分析冰川侵蚀在槽谷发育过程中的作用,比较两冰川地形和冰流速差异对冰川槽谷发育的影响,探究冰川槽谷形态发育状态与冰流速的关系。结果表明Pedersenbreen冰川槽谷发育优于Austre Lovénbreen冰川,两条冰川槽谷地形更接近于V型而非U型。尽管两条冰川相邻,当前的发育状态却呈现出明显的差异, Pedersenbreen冰川流速较快,冰川侵蚀过程以侧蚀作用为主;Austre Lovénbreen冰川流速较慢,冰川侵蚀过程以下蚀作用为主;这主要是由于两条冰川所处的山谷地形不一致造成的。

关键词：冰川槽谷 Austre Lovénbreen冰川 Pedersenbreen冰川幂函数模型冰川侵蚀

城市场景智能手机GNSS/MEMS融合车载高精度定位

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武汉大学学报（信息科学版） 2022年第10期47卷 1740-1749页

作者：张小红陶贤露王颖喆刘万科朱锋武汉大学测绘学院湖北武汉430079 武汉大学中国南极测绘研究中心湖北武汉430079

智能手机凭借其普遍性、便携性和低成本等优势,已成为大众用户导航与位置服务的主流终端载体,其多频多系统GNSS(global navigation satellite system)观测值的开放进一步激发了手机高精度定位的研究。然而,受限于消费级GNSS器件性能,手... 详细信息

智能手机凭借其普遍性、便携性和低成本等优势,已成为大众用户导航与位置服务的主流终端载体,其多频多系统GNSS(global navigation satellite system)观测值的开放进一步激发了手机高精度定位的研究。然而,受限于消费级GNSS器件性能,手机卫星观测值呈现出信号衰减严重、伪距噪声大、粗差周跳多等问题;并且受城市复杂环境影响,手机GNSS定位的连续性、可靠性也难以保证。提出一种城市场景手机GNSS/MEMS(micro-electro mechanical system)融合的车载高精度定位方案。首先,构建了速度约束的GNSS差分定位模型;然后,通过手机内置MEMS与车辆运动约束,在挑战环境下进行GNSS/MEMS融合精密定位。实验结果表明,在开阔和树荫场景下,速度约束方法可达到分米至米级定位精度,相比于常规方法分别提升了35.2%和78.9%;在高架场景下,GNSS/MEMS融合定位的精度和连续性均提升显著;在隧道场景下,MEMS推算位置累积误差约为2.5%。实验结果初步表明,手机GNSS具备开阔环境下的车道级定位能力,手机GNSS/MEMS融合可提升城市复杂环境下车载定位的精度和连续可用性。

关键词：智能手机组合导航速度约束实时动态差分车辆导航

两种新的基于遥感影像的南极DEM精度比较与分析

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极地研究 2021年第2期33卷 250-259页

作者：耿通肖峰张胜凯李佳星宣越李斐武汉大学中国南极测绘研究中心武汉430079

南极参考高程模型(Reference Elevation Model of Antarctica,REMA)和TanDEM-X DEM是国际上新发布的两种基于遥感影像的高分辨率数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)。采用Cryosat-2卫星测高数据及冰桥计划机载测高数据对两个数... 详细信息

南极参考高程模型(Reference Elevation Model of Antarctica,REMA)和TanDEM-X DEM是国际上新发布的两种基于遥感影像的高分辨率数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)。采用Cryosat-2卫星测高数据及冰桥计划机载测高数据对两个数字高程模型在南极冰盖上的精度进行验证比较,并考虑雷达信号穿透性和坡度等因素进行分析。结果表明:在南极冰盖范围内,与CryoSat-2数据相比较,REMA的平均高程差为-0.742 m,标准差为5.269 m,TanDEM-X DEM的平均高程差为2.946 m,标准差为5.755 m。在南极内陆地区TanDEM-X DEM与冰桥计划数据之间的高程差异略小于冰盖边缘地区的高程差异,总体高程差异相比于REMA和冰桥计划数据之间的高程差异要更明显。REMA的高程值略高于TanDEM-X DEM的高程值,两个数字高程模型之间的平均高程差为3.742 m,标准差为2.807 m,这与TanDEM-X DEM的数据源使用X波段雷达波对积雪的穿透性有关。

关键词：南极冰盖数字高程模型南极参考高程模型(REMA) TanDEM-X DEM

利用ICESat数据解算南极冰盖冰雪质量变化

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地球物理学报 2016年第1期59卷 93-100页

作者：李斐袁乐先张胜凯杨元德鄂栋臣郝卫峰武汉大学中国南极测绘研究中心武汉430079

南极冰盖冰雪质量变化反映了全球气候变化,并且直接影响着全球海平面变化.ICESat测高卫星的主要任务之一就是要确定南北两极冰盖的质量变化情况并评估其对全球海平面变化的影响.本文利用2003年10月至2008年12月的ICESat测高数据,针对南... 详细信息

南极冰盖冰雪质量变化反映了全球气候变化,并且直接影响着全球海平面变化.ICESat测高卫星的主要任务之一就是要确定南北两极冰盖的质量变化情况并评估其对全球海平面变化的影响.本文利用2003年10月至2008年12月的ICESat测高数据,针对南极DEM分辨率有限的特殊性,通过求解坡度改正值,解决重复轨道地面脚点不重合的问题,计算了南极大陆(86°S以北区域,后文所述南极冰盖均不包括86°S以南区域)在这5年里的冰雪质量变化情况,得到东南极冰盖的质量变化为-18±20Gt/a,西南极-26±6Gt/a,南极冰盖的冰雪质量变化为-44±21Gt/a,对全球海平面上升的影响约为0.12mm·a^(-1).解算结果表明,南极冰盖质量亏损主要集中在西南极阿蒙森海岸附近冰川以及东南极波因塞特角区域.

关键词：南极冰盖物质平衡 ICESat 重复轨道

南极半岛地区GPS坐标时间序列噪声分析及形变模式初探

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地球物理学报 2016年第7期59卷 2402-2412页

作者：李斐马超张胜凯雷锦韬郝卫峰张卿川李文浩武汉大学中国南极测绘研究中心武汉430079

有色噪声广泛存在于各种连续GPS站坐标时间序列,对GPS时间序列分析有重要影响.利用GAMIT/GLOBK软件解算了南极半岛地区8个GPS测站2010—2014年的实测数据,对坐标时间序列使用主分量分析法(PCA)进行了空间滤波,利用CATS软件估计了不同噪... 详细信息

有色噪声广泛存在于各种连续GPS站坐标时间序列,对GPS时间序列分析有重要影响.利用GAMIT/GLOBK软件解算了南极半岛地区8个GPS测站2010—2014年的实测数据,对坐标时间序列使用主分量分析法(PCA)进行了空间滤波,利用CATS软件估计了不同噪声模型下和空间滤波前后的噪声量级、站坐标时间序列参数及其不确定度,最后对南极半岛地区水平和垂向的形变模式进行了分析和讨论.结果表明,南极半岛地区GPS时间序列不仅存在白噪声,还存在较大量级的闪烁噪声,部分测站E方向在滤波前可能存在随机游走噪声;空间滤波能够有效降低这三种噪声的量级,从而有效减小线性项和周期项估计的不确定度;南极半岛地区在水平方向主要表现为板块运动,还可能存在局部性构造运动;在垂直方向上由冰川均衡调整(Glacial Isostatic Adjustment,GIA)因素引起的抬升较小,主要表现为现今冰雪质量损失引起的弹性抬升运动.

关键词：南极半岛 GPS 时间序列噪声分析形变模式

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2017年9月强磁暴及引发的电离层扰动

地球物理学进展 2021年第1期36卷 96-104页

作者：尹汇民孔建安家春王泽民武汉大学中国南极测绘研究中心武汉430079

本文研究内容基于2017年9月7日20UT开始的一次强烈的地磁暴事件.这是一次"特殊"的磁暴,在持续两天的磁暴期间,出现了两次强度较大的主相,相隔约14 h.本文通过多项磁暴指数进行研究,发现各项指数均出现两个峰值,两次主相对应的磁暴环电... 详细信息

本文研究内容基于2017年9月7日20UT开始的一次强烈的地磁暴事件.这是一次"特殊"的磁暴,在持续两天的磁暴期间,出现了两次强度较大的主相,相隔约14 h.本文通过多项磁暴指数进行研究,发现各项指数均出现两个峰值,两次主相对应的磁暴环电流指数(Dst)最小值都低于100 nT.强磁暴引发了剧烈的电离层扰动,本文中采用南北极区的4个全球导航卫星系统(GNSS)跟踪站的数据展开研究,并将垂直路径总电子含量(VTEC)作为指标进行分析,发现电离层扰动幅度在南北极区存在较大差异.南极地区的站点的电离层扰动幅度要远高于北极地区,其中MCM4站VTEC水平甚至超出平时300%.此外,极区的VTEC变化趋势与地磁指数的变化呈现出基本一致的状态,表现为在磁暴的两次主相时均可以观测到强烈的电离层正暴.本文还选取位于中国东半部的3个电离层测高仪站数据,以电离层层临界频率(f0F2)为依据,采用相似衰落法对中低纬度大尺度电离层行扰(LSTID)进行了研究,发现其传播速度衰减明显且不同高度层面水平传播速度有差异,在300 km高度,LSTID从漠河站传播至武汉站的平均水平传播视速度为340 m/s,从武汉站传播至三亚站,这一速度为200 m/s;在400 km高度,这两个速度分别为375 m/s、215 m/s;LSTID传播的方向为南偏西约20°.

关键词：磁暴 VTEC 电离层正暴 f0F2 相似衰落法 LSTID