GNSS-声呐观测反演双指数温度剖面

• Published in: 测绘学报 Vol. 54; no. 2; pp. 286 - 296
• Main Authors: 朱冀星, 薛树强, 李保金, 肖圳, 王凯明
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国测绘科学研究院北京房山人卫激光国家野外科学观测研究站,北京 100830%中国测绘科学研究院北京房山人卫激光国家野外科学观测研究站,北京 100830 2025; 地理信息工程国家重点实验室,陕西西安 710054%中国测绘科学研究院北京房山人卫激光国家野外科学观测研究站,北京 100830; 山东大学空间科学与技术学院,山东威海 264200; 中国石油大学(华东),山东青岛 257061%中国测绘科学研究院北京房山人卫激光国家野外科学观测研究站,北京 100830
• Subjects: GNSS-声呐; GNSS-A; sound speed profile inversion; 双指数模型; 声速剖面反演; 海底大地测量定位; seafloor geodetic positioning; double-exponential model
• ISSN: 1001-1595
• DOI: 10.11947/j.AGCS.2025.20240065

P229.2; GNSS-声呐定位技术需要现场声速剖面测量,观测成本高且在一定程度上限制了应用服务的实时性.为解决这一问题,本文提出了一种双指数温度剖面模型,构建了附加海洋环境先验信息约束的声速剖面反演模型.利用日本长期的GNSS-声呐观测数据集,验证了双指数温度剖面反演的优越性.结果表明,基于双指数模型反演声速的均方根误差(RMSE)为5.54 m/s,优于基于单指数模型反演声速的RMSE为6.92 m/s.且在浅层,基于双指数模型反演声速精度优势更为明显,10～300 m的浅层平均偏差、标准差(STD)和RMSE分别为1.76、6.36和6.59 m/s,而基于单指数模型的相关统计指标分别为2.03、7.94、8.19 m/s;在300～500 m的中间层,基于双指数模型反演声速的平均偏差、STD和RMSE分别为0.07、3.18和3.18 m/s,而基于单指数模型的相关统计指标分别为-2.76、3.75、4.65 m/s.此外,当采用本文反演的双指数剖面代替现场实测剖面进行海底基准定位时,水平方向上的误差均值和标准差分别优于0.2 mm和2 mm,垂向误差均值和标准差分别优于3 mm和2 cm.这表明所提出的双指数模型可以实现厘米级精度的定位精度,并显著提高声速剖面的反演精度.