大地测量与导航团队

首席科学家:钟敏 教授

团队成员

冯伟 教授
蒋弥 副教授
姜中山 副教授
杨萌 助理教授
燕兴元 助理教授
沈迎春 博士后
 

 

 团队定位

中山大学测绘科学与技术学院大地测量与导航团队,重点发展精密重力测量技术、形变监测技术与卫星导航技术。团队面向国际科技前沿,推动国内外重力卫星计划,参加我国“天琴二号”重力卫星地面系统建设、数据反演与气候变化应用的研究;构建全球质量迁移变化监测体系,推进卫星大地测量学与水文学、海洋学和冰冻圈科学等多领域的交叉创新;极地绝对重力仪研制,构建陆海空天一体化重力数据处理平台,发展高精度融合重力场建模技术;面向影像大地测量研究热点,推动InSAR毫米级形变监测技术发展,构建InSAR复平差和序贯估计理论体系;面向北斗地面数据处理系统建设,推动北斗精密服务,构建高精度的误差改正模型,发展先进的导航定位技术;面向粵港澳大湾区,致力于发展融合多源大地测量、组合导航与遥感技术的海洋测绘特色方向。

研究方向

卫星重力测量与科学应用;空天地海多源重力数据融合与高精度重力场建模;雷达影像大地测量技术和地表形变监测;卫星精密定轨、定位与组合导航。

研究成果及进展

1.建立重力卫星原始数据预处理系统平台,并服务于我国自主重力卫星的建设和发展。基于该平台得到GRACE Follow-On Level-1B级产品与国际公布产品的精度相当,且激光干涉测距数据预处理和星敏感器数据预处理的精度均优于国际公布产品。研究成果成功应用于我国首颗重力卫星的星间测距数据预处理。

2.突破卫星重力场反演核心技术,实现高精度时变重力场产品及软件的自主研制;主持“中欧下一代重力卫星”国际合作,开展了下一代重力卫星模拟仿真,推动我国重力卫星计划的建设实施

3.在卫星重力应用领域,基于卫星重力开展了全球和区域陆地水/地下水变化监测,首次定量估计华北地下水储量变化的时空分布和长期趋势,加深了对华北地区深层地下水变化的认识;“基于重力卫星的大尺度干旱遥感监测系统”成功入选水利部《2021年度成熟适用水利科技成果推广清单》

4.完善超高阶重力场建模理论与方法,构建了高精度计算软件平台,发布首个全球地形重力场模型,该模型可广泛用于区域高精度大地水准面的确定、全球高程基准的统一、地球内部结构反演等科学研究及应用

5.服务国家战略需求,参与建设“精密重力测量”国家重大科技基础设施,负责我国首个航空重力梯度标定场和重力测量评估单元的建设工作

6.建立了北斗二号和北斗三号卫星天线相位中心改正模型,北斗三号卫星先验光压模型,提高了北斗定轨和定位的精度;搭建了高精度GNSS定轨软件系统平台,实现多系统精密定轨、钟差、对流层、地球自转、框架坐标解算;开发了基于矩阵块消参的快速处理算法,实现了GNSS多系统“一步法”快速定轨及钟差快速加密。基于以上的软件系统平台、自建的光压和天线相位中心模型,解算了北斗二号、三号卫星B1I/B3I无电离层组合的精密轨道和30s间隔的精密钟差,北斗单系统定位在水平向精度优于5mm,高程向精度优于1cm的精度(IGS ascg站2020年036天结果 )

7.基于简化动力学定轨方法,采用CODE分析中心的精密轨道和30s钟差对GRACE-A卫星进行精密定轨,相比JPL官方公布的精密轨道产品,定轨精度在沿轨方向的24小时RMS为19.8 mm,法向RMS为9.1 mm,径向RMS为19.9 mm

8.拓展GNSS水文学新领域。基于负荷形变理论和空间约束反演模型,利用GNSS垂直位移实现区域水储量变化高精度反演。该方法已在美国西海岸区域进行应用,对空间约束的区域边界水储量的估算精度提高了10~20%

9.建立了InSAR复数域统计推断理论体系,作为统计推断基础,推演了独立同分布样本选择的似然估计量和置信区间,确保样本平稳性假设,将现有经典方法计算效率提高近200倍;在复圆高斯模型下,推演了干涉相干性、复协方差矩阵无偏估计量和形变参数极大似然估计量。在前述理论基础上,以相干性估计为主线,发展了全分辨率分布式目标时序分析技术,在可靠性前提下实现了植被环境等低相干地表毫米级形变监测精度,并将现有主流InSAR时序分析技术的整体精度提高2%-40%

10.向国内外同行公开了InSAR相关新理论和技术的核心算法,独立发布了DSIpro v2.0开源软件。DSIpro v2.0 是一款合成孔径雷达干涉测量(InSAR)时序分析开源软件,适用于植被环境等低相干地表形变监测,可大幅提高干涉信号信噪比,为地学科研人员提供高质量的数据源。截至目前,软件已被全球104个机构下载1257次,包括普渡大学、TUM、UCL、UNAVCO等34个国际机构以及北大、中科院、武大等70个国内机构。软件下载地址http://mijiang.org.cn/index.php/zh/software-2/

团队招聘

欢迎有志于从事大地测量学的青年学者和学生加盟。面向以下方向长期招聘优秀青年教师和研究人员:

1.卫星重力原始数据处理及其科学应用

2.地表形变监测(GNSS、InSAR)

3.激光测月与激光测卫数据处理及应用(SLR/LLR)

4.组合导航与定位

5.空天地海一体化重力观测与高精度重力场融合

6.地表质量迁移的多源遥感观测与分析

7.行星大地测量学

8.海洋测绘

联系人:李老师,联系邮箱:lilina3@mail.sysu.edu.cn