基于加权乘代数算法分析全球平流层臭氧垂直分布差异

全球气候变化与南极臭氧空洞的形成促使人们关注大气臭氧含量的变化.臭氧通常通过天底卫星实现全球连续观测,进而获得全球柱浓度,但随着对臭氧的深入研究,全球臭氧分层观测问题也随之出现.本文将加权乘代数算法与辐射传输模型SCIATRAN相结合,采用2011年Chappuis-Wulf波段的SCIAMACHY临边辐射数据,反演出15—40 km高度之间的平流层臭氧廓线,解决了全球臭氧分层观测问题.在全球臭氧分层图中,观测到全球臭氧传输从低纬度地区的形成上升到中高纬度地区的消耗下降的整个过程,这与布鲁尔-多布森环流直接相关.在9—10月南极臭氧空洞最严重时期,南极极地环流对臭氧传输的阻碍作用明显,极地环流出现“透明墙”效果.一方面赤道臭氧难以传输至南极地区进行补充,另一方面南极地区上空存在的臭氧消耗物质滞留导致臭氧消耗加速,低补充和高消耗共同造成南极臭氧空洞.全球臭氧分层观测为全球臭氧研究提供了新的视角,将会促进人们对臭氧形成、传输以及消耗过程的研究.     

基于奇异谱分析的BDS卫星钟差周期项提取

在建立星座自主时间基准时，必须扣除卫星钟差的周期波动，以避免将其引入系统时间。为准确地扣除周期波动，提出一种基于奇异谱分析（SSA）的BDS卫星钟差周期项提取方法。首先，经SSA分解获得钟差信号的多个重构成分；然后，引入重标极差分析方法计算各重构成分的Hurst指数，根据Hurst指数辨识钟差的低频信号主导分量和高频信号随机分量，从而实现周期项的重建提取。对不同类型的BDS卫星钟进行了分析和研究，结果表明：所提方法能够准确提取钟差周期项，所提取周期项的频谱特征比钟差多项式拟合残差的频谱更为清晰；利用多项式拟合方法扣除周期项后，万秒稳和日稳平均分别提升4.1%和2.4%，而利用所提方法扣除周期项后，万秒稳和日稳平均分别提升20.9%和34.1%，提高了卫星钟频率稳定度，为星座自主时间基准的建立提供了基础。     

基于实测光谱和国产高分五号高光谱卫星的铁尾矿表层含水率遥感反演方法研究

尾矿库作为高势能的人造泥石流危险源，在尾砂含水量过高时有溃坝风险，低含水量状态下产生扬尘则会危害周围环境。尾砂含水量实时、动态监测对于尾矿库安全状况及矿区环境保护具有重要意义。相比传统采样化验手段，高光谱遥感拥有观测面积大、数据实时易获取、光谱信息丰富的特点，为快速、高精度尾矿水分监测提供了手段。以鞍山-本溪铁矿群中的高硅型铁尾矿为研究区，实地采集尾砂样品77个，利用可见光-近红外(350～2 500 nm)光谱仪获取其光谱数据，分析不同含水率尾砂光谱特征及机理；引入竞争性自适应加权重采样法(CARS)筛选水分敏感波段，并基于敏感波段建立三维波段光谱指数(TBI),结合随机森林(RF)、粒子群优化的极限学习机(PSO-ELM)及卷积神经网络(CNN)算法建立尾砂水分反演模型，以国产高分五号高光谱卫星为数据源进行模型应用，获取尾矿库表层含水时空分布特征。结果表明：(1)尾砂光谱反射率随含水率升高明显下降，在1 455和1 930 nm处出现O—H吸收特征，吸收深度随含水率减小而逐渐减小；(2)基于CARS方法能够对高光谱数据(305波段)有效降维，筛选出18个水分敏感波段，进一步利用敏感...     

结合图论的异源影像点云配准方法

结合图论思想，提出一种高效的异源影像点云配准方法。该方法首先利用点云几何特征寻找点云中的地平面方向，将点云中建筑物的布局关系构建成图形式，使点云配准问题转化为图匹配问题；然后，提出一种图匹配方法，基于几何约束条件构建核三角形作为配准基元，利用高阶相似度信息寻找图的全局最优匹配，实现点云间的快速、稳健初配准；最后，结合迭代最近点（ICP）算法进行精配准，获得高精度异源点云配准结果。为了验证所提方法的有效性，选取河南省3个不同区域的高分七号卫星影像点云和无人机近景影像点云进行实验。实验结果表明，所提方法不受噪声点和异常值的影响，能够克服不同的点云密度差异、消除约939倍的坐标尺度差异，整体配准速度相较于对比方法提升了51～184倍，全自动地实现了异源影像点云鲁棒、高效配准。     

北斗实时卫星共视时间传递技术及其性能评估

全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）时间传递技术以其低成本、高精度、广覆盖范围等特点，广泛应用到高精度时频领域。传统卫星共视技术利用全球卫星导航时间比对标准（Common GNSS Generic Time Transfer Standard,CGGTTS）共视文件实现事后高精度时间传递，很难实现实时时间传递。为满足数字换流站、电力物联网、移动通信等对实时、高精度时间传递的需求，研究了基于北斗三号全球卫星导航定位系统（BDS-3）伪距观测数据的实时卫星共视技术，开展了短基线和西安-三亚长基线北斗实时卫星共视时间传递实验来评估实时共视时间传递性能。实验结果表明北斗实时卫星共视时间传递精度优于1 ns，可为时频系统、数字换流站等应用领域提供纳秒级时间同步和纳秒级时间溯源服务。