本报告总结了 1999 年至 2003 年期间,俄亥俄州立大学土木与环境工程和大地测量科学系 (CEEGS) 的空间大地测量和遥感研究实验室在五大湖开展的三次全球定位系统 (GPS) 浮标活动。本报告重点介绍了过去这些活动中 GPS 浮标操作的现场工作流程,旨在为将来的类似应用提供经验。本报告中的活动包括 1999 年在密歇根湖的荷兰活动、2001 年在伊利湖的马布尔黑德活动以及 2003 年在伊利湖的克利夫兰活动。这些活动的主要目标是利用 GPS 浮标和美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 业务海洋产品和服务中心 (CO-OPS) 提供的现有潮汐仪为多个卫星高度计建立校准站。这些活动为雷达高度计绝对校准、五大湖安全航行的建立以及在空间信息数据库中开发用于沿海管理和决策的综合海岸线信息等应用提供了有用的信息。由于本报告主要关注现场工作程序,因此仅介绍有限的结果。本报告引用了使用这些活动的数据发布的校准结果。一般而言,GPS 浮标的定义是将 GPS 设备放置在漂浮物体上,包括不同类型的浮标,甚至可以是移动的船只。GPS 浮标的使用对于海洋应用而言是一种相对较新的技术,其设计和操作因应用而异。例如,其平台范围从小型救生浮标到自主加固型浮标。但是,本报告仅强调了 OSU 乘波 GPS 浮标,这是这些活动中使用的救生浮标。OSU 乘波 GPS 浮标的设计相当简单:它是通过将带有扼流圈天线的 Dorne/Margolin 元件连接到覆盖有透明雷达罩的 2 英尺(直径)救生浮标顶部而构建的。浮标被拴在船上,接收器、电源和操作员都住在船上。在浮标的四面都做了标记,并在实验室中仔细测量它们与天线参考点 (ARP) 的偏移量。操作员需要根据这些标记观察水面,以便准确地将 ARP 指向水面。实地工作结束后,浮标数据使用差分 GPS (DGPS) 在动态模式下进行后处理。活动相关文件,包括国家大地测量局 (NGS) 数据表、GPS 站观测日志、能见度障碍图、活动提案和实地工作日志,附于附录中。
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