几种模型在平面坐标转换中的应用

针对在平面坐标转换时选取不同模型将得到不同的转换精度,通过所编程序进行实验,对比了四参数模型、六参数模型和二次曲面模型的转换精度。实验表明,当合理选择转换点时二次曲面模型在平面坐标转换中精度高于四参数模型和六参数模型的转换精度。

基于改进阈值法的小波去噪研究

给出一种改进阈值算法,与现有的两种算法的消噪效果对比,结果表明,文中提出的改进阈值去噪方法在均方根误差和信噪比意义上均优于已有的两种改进阈值去噪方法,改进公式更为合理。

“工程测量学”混合教学模式研究

针对目前“工程测量学”课程教学存在的学生学习效率低下、学习兴趣不高等情况,教学团队基于建构主义学习理论,结合“线上+线下”混合教学模式对“工程测量学”课程进行改革,通过重构教学内容、设置线上线下课时比例、以赛促教、以赛促学以及成绩综合评价等措施进行改革。经过近三年的“工程测量学”教学改革,学生普遍具备了较高的工程科学素养,提高了自主学习兴趣和具体操作能力,教师的教学水平也得到了提升。探索证明教学改革效果达到了预期目标,该教改成果可为其他课程建设提供参考。

基于区域CORS网天顶对流层延迟4D建模研究

利用区域CORS网参考站的天顶对流层信息建立了一种不需要气象数据,只与时间和位置有关的天顶对流层延迟新模型。通过广西CORS网实测数据,与反距离加权法和移去恢复法进行了对比分析,结果表明,新模型计算的天顶对流层值平均精度为8.5 mm,尤其在下雨天,新模型计算的天顶对流层延迟精度比其他两种方法有显著提高。将新模型法应用于测站PWV值估计,其平均精度为1.5 mm。

亚洲地区EGNOS天顶对流层延迟模型的精度评估

基于亚洲地区48个IGS站2009—2011年实测的天顶对流层延迟(ZTD)数据,对利用EGNOS模型计算的ZTD的精度进行评估,结果表明:1)在亚洲地区,相对于IGS站实测的ZTD,EGNOS模型计算的ZTD的偏差和均方根分别为-0.18 cm和5.98 cm,在中国地区分别为0.81 cm和6.13 cm;2)偏差和均方根差呈现明显的季节变化,偏差表现为夏季最大,秋季最小,而均方根夏季最大,冬季最小;3)在空间分布上,偏差与纬度和高程变化无明显规律,但均方根随着高程或者纬度的增加总体上呈递减趋势,西部和北部高纬度地区,年均偏差和均方根变化相对较小;4:)亚洲南部低纬度地区和东部地区夏季日平均偏差和均方根差变化相对较大。

航空重力测量的数据归算方法

采用径向改正方法将航线高度处的重力观测值归算到平均飞行高度面,采用交叉点两步平差法来进行测线系统误差补偿,并选用加权平均法和Shepard曲面拟合法对重力观测值作格网化处理。对美国大地测量局(NGS)发布的EN01进行数据处理,给出大地高6 200m处2°×3°范围内5′×5′规则格网重力扰动数据。相对于该区域的EGM2008格网重力扰动参考值,加权平均法和Shepard曲面拟合法精度分别为±1.59mGal和±1.36mGal。

基于区域CORS网精密天顶对流层延迟建模方法研究

利用区域CORS网参考站已知天顶对流层信息,提出一种不需要气象数据的天顶对流层新模型。利用广西CORS网实测数据,分析了新模型与反距离加权法和移去恢复法的精度,结果表明新模型精度有显著提高。

基于改进的Kriging法区域似大地水准面精化

利用常规的Kriging法进行GPS高程拟合时,由于模型误差和公共点误差的存在,其拟合内符合精度值并不为零。通过对已知点拟合残差进行改正得到一种改进的Kriging法来精化区域似大地水准面。通过实测数据对比改进的Kriging法与Kriging法的GPS高程拟合精度,结果表明:改进的Krig-ing法的拟合精度明显优于Kriging法,该方法能有效削弱模型误差和公共点误差引起的拟合残差。

基于插值气压的GPS反演大气可降水量研究

为解决GPS反演大气可降水量(PWV)所需的气象参数,通过标准大气(SA)模型分析插值得到了GPS站气压与相邻探空站气压、GPS站与探空站之间高差的关系,及基于分段高差的气压插值公式。该公式与标准大气模型精度相当,且在高差小于100 m时,其计算更为简单。利用新的气压插值公式、Saastamoinen干延迟模型与建立的局地加权平均温度模型,将四个IGS站(BJFS、KUNM、LHAZ和TWTF)提供的对流层天顶延迟转化得到大气可降水量(GPS PWV),与探空大气可降水量(RS PWV)进行对比,结果表明在不同高差条件下基于分段高差的气压插值模型计算得到的GPS PWV与RS PWV差值的均方根误差为1～3 mm,说明该气压插值模型可应用于无气象数据的GPS反演PWV。

病态整体最小二乘的迭代正则化算法

当误差含变量(EIV)模型的设计矩阵病态时,采用普通整体最小二乘(TLS)算法得不到稳定的数值解。为了减弱病态性,在整体最小二乘准则的基础上附加解的二次范数约束,组成拉格朗日目标函数,推导EIV模型的正则化整体最小二乘解(RTLS)。然后将RTLS的求解转换为矩阵特征向量问题,设计一个迭代方案逼近RTLS解。通过L曲线法求得正则化因子来确定正常数,从而避免人为选择正常数的随意性。数值实例表明,提出的迭代正则化算法是有效可行的。

利用广义三角帽方法评估GRACE反演中国大陆地区水储量变化的不确定性

在无真实观测值的情况下,本文利用广义三角帽方法评估了五种GRACE时变重力场模型(CSR、GFZ、GRGS、HUST发布的球谐系数解和JPL发布的Mascon解)反演中国大陆地区2003—2013年水储量变化的不确定性.研究结果表明,CSR、GFZ、JPL、HUST和GRGS反演月水储量变化不确定性的区域平均RMS分别为14.4mm、26.3mm、25.3mm、26.6mm和56.1mm,其中GRGS的结果未恢复泄漏信号;在季和年尺度上,模型的不确定性均小于月尺度;扣除周期和趋势信号后,各模型反演结果更为一致.除长江流域外,CSR在13个流域的不确定性均小于其他模型,GRGS反演各流域水储量变化的不确定性通常较大,且可能高估了温带大陆性气候地区水储量的波动;CSR和JPL的不确定性受流域周边水文特征、气候类型、流域面积和形状的影响相对较小,不确定性变化范围分别为2.3～17.1mm和5.6～22.5mm,GFZ和HUST受影响较大,不确定性变化范围分别为5.5～35.1mm和4.0～40.6mm.本文的研究结果为GRACE产品不确定性评估提供了新的途径,为GRACE时变重力场模型的选取提供参考.

利用GPS垂向位移监测西南地区干旱事件

GPS垂向位移包含了陆地水储量变化引起的地球弹性形变信息。本文利用中国大陆构造环境监测网(陆态网)31个GPS台站2010年8月—2016年12月的垂向位移数据,分析我国西南地区的干旱事件。结果表明,GPS垂向位移的季节性变化与降雨、GRACE反演的水储量、河流水位变化具有较强的负相关关系,其异常变化(非季节性变化)与我国使用的综合气象干旱指数(CI)、GRACE干旱强度指数(GRACE-DSI)相关性较强(相关系数约为-0.70),而与标准化降水蒸散指数(SPEI)的相关性较弱。相比于CI干旱指数,GPS垂向位移能更好地探测短期降雨急剧减少引起的干旱事件。数据缺失影响了GRACE-DSI探测干旱的准确性,而SPEI的波动较大,且存在高估某些短期降雨严重性的情况。研究结果展示了GPS在干旱监测方面的可靠性和优势。

利用GPS与环境负荷形变数据研究台风引起的垂向地表位移

台风造成的强降雨、低气压、海面高度变化均会引起地表的形变.本文利用中国大陆构造环境监测网(陆态网)7个GPS台站每日的垂向位移和环境负荷形变模型分析2018年9月10—26日台风“山竹”期间不同负荷引起的区域垂向地表形变.结果表明,台风期间大气负荷和非潮汐海洋负荷垂向形变最大分别达到5.1 mm和-9.2 mm.模型能较好地反映河流区域地表水文负荷变化造成的垂向形变,但不同模型之间存在系统偏差.由于缺少地下水等信息,模型反映负荷长期形变效应的效果不佳,且形变的量级明显小于GPS观测的结果.迅速增加的水文负荷使北海GPS站从开始下沉到最低点(-15.6 mm)5天的下沉量达到25.7 mm;珠海、广州GPS站均观测到河流汇水作用造成地表的二次下沉,且珠海站一周后才抬升到正常位置;湛江和北海GPS站能较好地反映河流水位变化,相关系数分别为-0.66和-0.50.研究结果表明,相比于形变模型,GPS能更有效地监测台风短期水文负荷形变,可为台风洪水等灾害监测与预报提供有用的信息.

地形起伏地区平面坐标转换方法及精度分析

坐标转换的精度受转换模型、公共点个数和分布、地形情况等多种因素的影响。本文以青海高原地区某县矿权核查数据为例,采用四参数模型和二次曲面模型进行平面坐标转换,在地形起伏大的大范围区域探讨公共点选取对坐标转换精度的影响,分析两种平面坐标转换模型的特征,为相关的工程应用提供参考依据。

高校测量学课程思政教学的探索与实践

为了充分发挥高校理工科课程的育人作用,文章结合测量学课程的内容与特点,从学科发展历史、典型人物、典型工程与日常应用实例、专业知识点四个方面深度挖掘专业知识体系的思政元素,并给出八个课程思政案例,定位思政元素在理论教学单元的融入点及融入途径,使专业教育与思政教育有机结合,达到知识传授与价值引领的双重作用。

“金课”建设背景下“工程测量学”课程的教学改革

为响应教育部提出的“淘汰‘水课’、打造‘金课’”号召,对照“金课”建设标准,基于立德树人理念,从授课所需材料入手,改革了“工程测量学”课程理论教学、实践教学、综合评价、实践与创新创业等课程环节,并融入课程思政元素。经教学改革后,通过合理地提升学业挑战度、增加课程难度、拓展课程深度,在国家基金项目申报、教材出版及全国大学生科技论文比赛等方面取得了好成绩,为进一步提高该课程“金课”建设水平打下了坚实基础。

水准仪脚架连接装置的研制和应用

为克服现有水准仪脚架的连接螺旋易掉落的缺陷,该文自主研发了一种水准仪脚架连接装置。该装置包括一个卡接件(连接螺旋)和一个卡槽件(滑槽),制作简单、成本低。实验教学和实践表明,该装置不仅能有效保证水准仪与脚架之间的连接牢固性,而且使用或搬动脚架时,连接螺旋不会从滑槽中掉落。对水准仪脚架的改造提高了实用效果,更好地满足了专业需要,显著提高了教学质量。

重力卫星时变重力场位系数误差的反向延拓去相关算法

由于重力场恢复与气候实验(gravity recovery and climate experiment,GRACE)时变重力场的高阶项误差导致反演结果中出现明显的条带误差,必须对其进行去相关处理。传统去相关算法采用滑动窗多项式拟合方法,但其存在着位于两端的数据无法处理的缺点,采用反向延拓技术对传统算法进行改进,提高数据的处理率和精确性。最后将改进前后的去相关处理结果进行比较,验证算法的有效性和可靠性。

基于多项式曲面拟合模型的高程转换方法及其结果分析

本文针对影响多项式高程转换精度的两个主要因素(拟合模型选择和拟合点选取),在分析不同阶次多项式表达特征的基础上,基于一次多项式拟合残差信息,提出了综合不同多项式曲面模型的GNSS高程转换方法,并通过实例验证了该方法的有效性。结果表明,利用一次多项式拟合残差空间分布信息反映的测区高程异常变化特征,作为二次多项式分区拟合区域划分或三次多项式拟合点选取的依据,进行高程拟合,可以将高程拟合精度从厘米级提高至毫米级。

GNSS/GRACE/GRACE-FO/气象数据结合反演干旱指数

构建融合多源数据的综合干旱指数对准确、客观、全面监测与评价干旱具有重要意义。本文利用主成分分析方法,将基于GNSS测站垂向形变和GRACE/GRACE Follow-On(GRACE-FO)重力卫星数据的单一水文干旱指数与我国常用的综合干旱指数(CI)进行融合,在西南地区构建反映水文气象要素的新型综合干旱指数(CDI)。结果表明,相比于CI和基于GNSS、GRACE/GRACE-FO数据的单一干旱指数,CDI指数与改进的帕默尔干旱指数(scPDSI)的相关性均有较大提升,最大相关系数达到0.84,相关系数提高的站点数占比分别达到100%、93%和67%,所有站点相关系数的平均值从0.48、0.34、0.57提高到0.64,表明本文构建的CDI指数能有效融合多源数据包含的干旱信息,提升区域干旱监测的效果。