GNSS时间序列中随机漫步消噪的改进半软阈值算法及其评估

全球导航卫星定位系统在卫星定轨和信号质量等方面存在的差异性,造成GNSS时间序列中的随机漫步噪声十分复杂,已经成为制约GNSS技术在高精度变形监测行业领域深入应用的瓶颈。本文针对具有量级小、频率低、敏感性差等复杂特征的随机漫步噪声,提出了一种改进的半软阈值算法,通过引入可变因子形成了统一的半软阈值函数体系,提高了常规半软阈值对随机漫步噪声的适应性。为了验证和评估改进半软阈值算法的效果,利用MATLAB平台仿真生成有线性趋势项、年周期项和随机漫步噪声的GNSS时间序列,共1700个历元。结果表明,改进的半软阈值法较经典方法在信噪比和均方根误差上表现出更加优良的性能。自相关分析的评估结果表明,改进方法所消除的噪声与随机漫步噪声在形态特征上具有高度的一致性。谱指数分析评估结果,进一步从定量角度验证了改进方法对随机漫步噪声的特有适用性。

基于RTK坐标采集法进行断面测量的程序设计

简述了RTK坐标法断面测量原理,提出了断面筛选及转换为标准断面数据DH格式的程序设计方法,以提高断面测量的作业效率和成果精度。

利用三维激光扫描数据进行建筑物立面点云分割算法分析

三维激光扫描技术在当今社会的应用越来越广泛,但由于点云数据量大,处理效率低下,如何快速高效地将大量点云数据进行重建与识别成为解决问题的关键。点云分割技术能够将立面点云中的特征信息与背景点云分离开来,为地物特征信息的提取和识别工作提供了重要的技术支持。本文通过编程实现了多种点云分割算法,对建筑物立面进行分割处理,详细分析了不同算法的分割精度及适用范围。

激光跟踪仪进行控制网精度估算与分析

本文针对激光跟踪仪测距精度高但测角精度差的问题,在60 m线性测区内对比了测边网、测角网及边角网3种控制网点位精度,得出边角网精度最高的结论。同时对比了不同测角精度的边角网试验,得出若激光跟踪仪测角精度达到0.5″,其最弱点点位精度可提高35%。最后对比了不同设站高差的测边网精度,得出设站高差达到2 m时,最弱点点位精度可提高60%。因此,激光跟踪仪建立控制网可配合高精度测角经纬仪,以及不同高差的站位提高测量精度。

多路径误差对BDS-3变形监测精度的影响

为定量分析BDS-3观测值多路径误差对变形监测精度的影响,选取包含7个站点的某水利工程2022年共128 d的BDS-3监测数据,对监测站点周围树木裁剪树枝前后BDS-3观测值多路径误差、变形监测精度及二者的相关性进行研究。结果表明:1)多路径误差与BDS-3变形监测精度间存在强相关性,与其平面和高程精度的相关系数分别大于0.93和0.81;2)监测站点周围树枝裁剪后,使用B1I和B3I观测值的平均多路径误差从0.676 m、0.426 m降低至0.329 m、0.230 m,N、E、U方向的平均监测精度分别达0.9 mm、0.8 mm、1.7 mm和1.1 mm、1.0 mm、2.2 mm,较裁剪树枝前分别提高63%、69%、58%和52%、61%、48%;3)改变周围观测环境削弱多路径误差的影响后,使用B1I观测值的精度优于使用B3I观测值的精度,因此在BDS-3短基线变形监测的应用中推荐使用B1I观测值。

基于谱估计的微振动测试与评估方法及其应用

随着第四代同步辐射光源对束流亮度和发射度的要求日益严苛,微振动对束流品质的影响逐渐凸显。然而,国际上尚无统一的标准来全面测试和评估地基微振动的影响,对微振动的有效管理和控制变得尤为困难。本文建立基于谱估计的振动数据处理模型,并提出基于概率统计的方法来评估地基微振动位移,全面客观地评价振动位移有效值。利用该模型对武汉先进光源预研基地的实验大厅进行振动对比测试、振源分析及振动位移评估,得出垂直方向的振动位移有效值的平均值(Average Root Mean Square,Ave RMS)为8.08 nm,标准偏差σ为4.55 nm,即垂直振动位移(Ave RMS+3σ)为21.73 nm,满足40 nm的设计要求。该振动数据处理方法不仅适用于初始地块与基础隔振处理后地基的振动评估,还适用于元部件级别的振源排查分析。

面向海量北斗变形监测数据的站点健康诊断自动化技术

2021年南水北调中线工程天津干线建立了包含102个国产北斗监测站点的沉降监测系统,每天新增约6.4 GB的原始观测数据和2125个沉降监测结果。工程距离跨度大,人工巡检效率低,难以快速、及时地对监测站点的健康状况进行诊断。为解决此问题,提出了一种面向海量北斗变形监测数据的站点健康诊断自动化技术。利用多路径误差是否长期大于阈值、沉降序列是否发生突变,实现对北斗监测站点周围观测环境和稳定性的及时诊断,以较低的人力成本实现对北斗监测站点周围植被生长变化和土质沉陷异常变化的快速分析和诊断。

隧道环境下毫米波雷达多机联合毫米级定位方法

随着安全监测智能化时代的到来,隧道环境下监测点定位测量相关研究逐渐向全天候和全天时等方向发展。针对隧道监测点定位时存在实时性较差且测量周期长等问题,同时易受灰尘和照明等因素影响,本文引入具有较高距离与速度分辨率的毫米波雷达开展隧道监测点高精度定位研究,提出一种基于多台毫米波雷达联合测距的定位方法。首先,在快速傅里叶变换提取测距信息的基础上,提出采用线性调频Z变换细化频谱并结合相位差对测距值进行精化,保障测距精度稳定在毫米级;然后,针对传统测距雷达仅能获取一维径向形变的弊端,采用多台毫米波雷达同步观测,建立多机联合定位函数模型,构建了一种顾及单次观测雷达脉冲测量精度差异和先验距离的随机模型;最后,通过隧道试验验证了测距与定位算法精度。结果表明,在无其他干扰的情况下,本文提出的基于线性调频Z变换的相位差法测距精度能达到0.3 mm,算法计算效率较已有方法提高50倍。待测目标稳定的情况下,本文多机联合定位方法X方向精度为2.7 mm,Y方向为0.6 mm,受隧道高度的影响,Z方向精度略低,为6.6 mm。待测目标微动的情况下,该方法能准确探测微小形变,满足监测点全天候、全天时、高精度的实时定位测量需求,并有望在工业结构变形监测中得到应用。

基于点特征的图像—点云跨模态配准方法

随着互联网和多源传感器的快速发展,多源跨模态融合数据在测绘领域的应用不断扩大。点云数据和图像数据作为两种广泛使用的异源数据,各有优势,融合两者可实现传感器信息互补,获取更丰富的空间场景数据。配准作为关键环节,研究意义重大。本文在基于点特征的2D-3D配准思路下,对试验数据进行Harris角点特征提取,并手动匹配同名点对,评估了DLT(direct linear transform)、P3P和EPnP(efficient PnP)的配准效果。在配准的精度方面,试验组1中三者的RMSE为119.305、16.301和17.820像素;试验组2中的RMSE为14.031、20.322和9.858像素。在配准的效率方面,DLT算法配准耗时远高于其余两种算法。综合评估,EPnP算法性能优于前两者。通过高斯牛顿法对EPnP的位姿估计结果进行非线性优化,两组试验组的RMSE分别降至17.552像素和9.634像素,配准精度有所提升。

基于FMCW毫米波雷达的测距值气象改正模型的建立

FMCW毫米波雷达具有低功耗、低成本、全天时全天候、精度高等优点,选择其作为监测设备,可以很大程度上满足监测需求,同时其操作便捷,携带方便。但是有研究表明,FMCW毫米波雷达在进行长时序观测时,雷达测距值会随着空气中的气象因素(温度、湿度、气压等)的改变而发生变化,导致测量精度降低。基于此,本文针对气象因素对毫米波雷达测距精度的影响而展开研究,提出基于调制载波折射率公式构建毫米波雷达的气象改正模型,改正后雷达测距值随时间的波动程度相较于改正前明显降低,测距值的标准差较改正之前降低了30%左右,与温度和湿度的相关系数均降低了50%及以下。结果表明,该模型在一定程度上削弱了气象因素对毫米波雷达测距值的影响,但是削弱效果有限,模型还有待优化。

基于智能全站仪的机载精密三角高程测量系统设计与实现

精密三角高程测量的精度随着测绘技术的发展及高精度测量机器人的出现有了新的提升空间。本文深入研究提高精密三角高程测量精度的方法,基于智能全站仪设计了机载精密三角高程测量系统,采用Geo C++语言进行实现。通过实际工程检验,运用该机载精密三角高程测量系统进行高程测量可以达到国家二等水准测量的精度要求。

基于TCRP1201全站仪的高程自动测量系统开发与应用研究

在归纳TCRP全站仪特点的基础上,结合高程测量中的技术问题,讨论利用TCRP进行高程测量的基本原理,并对高程自动测量系统的开发进行详细论述,结合实际进行相关的试验和应用,得到一些有益的结论。

GNSS天线阵列接收机与无线传感器网络在灾害监测中的集成方法研究

主要讨论如何将GPS、GLONASS和Galileo系统集成到天线阵列接收机中,如何与无线传感器网络集成,实现数据传输的自动化,并利用无线传感器网络自组网、自适应等特点,实现节点定位,将GNSS天线阵列接收机的几何监测功能与传感器的物理监测功能结合起来,实现地面/地下、几何/物理的三维立体自动化监测。

基于Windows CE的掌上电脑在数字测图中的开发与应用

结合数字测图系统的开发 ,论述了基于 Windows CE操作系统掌上电脑的特点及在开发过程中要注意的一些问题 ,并对其在测绘中的应用进行了概括。

时序地基SAR子影像集监测地震滑坡灾害研究

将星载SAR时间序列技术引入到地基SAR影像处理中,研究时序地基SAR影像监测地震后滑坡灾害。鉴于地基SAR设备与星载SAR传感器多方面均存在较大差异,时序星载SAR技术实际上不能直接用于地基SAR影像序列的分析与处理。考虑地基SAR气象环境等因素的影响,选用子影像集的方法,详细分析了时序地基SAR平均子影像集的生成、相干点目标的选取、沉降模型的建立与解算等处理步骤。以云南鲁甸地震后红石岩滑坡作为研究对象,首先对GB-SAR影像数据依据各影像数据质量提取生成子影像集,然后利用多阈值相结合的方法提取相干点目标,最后对时序建模后的结果进行分析。研究表明时序地基SAR子影像集监测滑坡灾害是有效的。

施工沉井自动化监测系统的研究

分析了对施工沉井几何位置等参数进行自动监测的方法,采用了Visual C++编程语言和Access数据库系统,实现了施工沉井自动化监测系统。

GPS PPK技术在船舶通航试验中的应用

在分析RTK测量技术缺陷和PPK测量技术优势的基础上,总结PPK测量技术在船舶通航试验中应用的关键技术和方法。分析利用LGO进行数据后处理的流程和技巧,并采用C#语言编写相应的后处理程序来绘制船舶通航试验所需的成果图。具体的试验结果表明PPK测量技术具有作业距离长、精度较高、操作简便等技术优势,可广泛应用于各种船舶通航试验中。

我国工程测量的发展现状与思考

对工程测量的涵义进行了诠释,从工程控制网布设、工程地形图测绘、重大工程施工与安全监测、工业测量和专用地理信息系统等方面,对其理论、方法、技术与装备的现状进行了分析。结合国民经济和国防建设的新要求,提出了在高精度三维工程测量参考框架建立、多传感器集成的智能化测量装备研制、异构多源数据融合的工程测量数据处理与可视化、基于云计算与物联网的工程信息增值服务、北斗卫星导航系统的深层次应用和工程测量标准化体系建设与国际化竞争等方面的发展思路,指明了工程测量的未来发展方向。在信息化测绘与工程项目国际化背景下,需要在理论与方法、技术与装备等方面开展更深入研究,在人才培养上与国际工程教育接轨,寻找我国工程测量新的增长点。

一种基于自适应权重SAD与Census融合的匹配算法

立体匹配算法中的SAD算法与Census算法较为常用,本文分析了两种算法的特点,在改进SAD算法后,将其与Census算法融合,提出了自适应权重的SAD-Census算法。试验表明,与SAD算法和Census算法相比,该算法匹配效果更好,对实际场景拍摄图像的匹配也有较好的稳健性。

基于ARIMA-BP神经网络的组合模型在地基沉降预测中的应用研究

在归纳时间序列分析法和BP神经网络法两种单一预测模型的基础上,研究了基于ARIMA-BP神经网络的几种不同的组合模型,并结合某地基沉降的实际数据对各种组合模型的预测结果与精度进行了比较分析,得出了相应的结论。