基于球面模型的GPS/DR组合导航系统研究

在GPS/DR组合导航中,一般是基于二维平面建立的航位推算模型,由此建立常系数矩阵的卡尔曼滤波方程,并在此基础上求解。但是,实际运动物体都是在地球球面上运动。为了获得更精确的运动物体的数学模型,本文建立了GPS/DR组合导航系统的球面模型,得到了含不确定性参数系数矩阵的卡尔曼滤波模型,并利用改进的鲁棒卡尔曼滤波算法分别对运动体沿经度、纬度线和曲面圆周运动进行了仿真。仿真结果表明,基于本文建立的模型下的鲁棒卡尔曼滤波算法比常规卡尔曼滤波精度更高。

基于SURF-球面模型的岩心图像拼接

提出一种基于SURF-球面模型的岩心图像拼接算法。通过特征点匹配,建立球面模型,将待拼接岩心图像投影到同一球面,合并成完整的岩心图像;根据拍摄模式及岩心图像本身的特点,在特征点匹配过程中,使用SURF算法并指定图像特征检测区域,快速提取和匹配特征点;最后进行多分辨率融合,消除拼接缝,完成岩心图像的无缝拼接。实验表明本文的方法在岩心图像拼接中能达到较好的拼接效果。

多维球面模型应用于草原监测数据分析的探讨

提出分析归纳草原监测多元数据的新数学方法 ,多维球面模型。 M个物种所组成的草原的状态可以用 M元向量来表示 ,向量的长度用来表示草原的量值 ,向量的方向表示草原组成。从草原监测的角度 ,草原的相对组成是更重要的 ,成份变化的比率更能说明问题。在处理草原监测数据中使用向量等比系列和向量等差系列是可行的。等比系列比较能反映生物几何增长的本质。为了纠正中间过程被忽略的弱点 ,要坚持逐年监测 ,逐步分析 ,或使用滑动平均。二阶趋势值可尝试用于解决时间滞后问题 ,卡门滤波用于降低预报误差。因为草原监测需要使用分种数据 ,必须以人工监测记录为主 ,再辅以其它高科技手段 。

基于椭球面模型的鱼眼图像校正方法

鱼眼镜头的大视角、短焦距等特点,使鱼眼图像校正算法成为目前图像研究的热点。提出一种椭球面校正模型,通过边缘检测算法获取特征点,运用伪特征点剔除法得到正确的特征点,利用这些真特征点得出校正模型的参数,并以网格图像为例进行研究。实验结果表明,特征点检测准确,得到的模型对网格图像的校正效果好,验证了该校正模型的准确性和有效性。

基于球面模型的天波超视距雷达坐标配准法

针对天波超视距雷达多径传播现象设计了一种仿真环境,对基于球面量测模型的坐标配准方法给出了严格和详细的证明,然后根据具体的仿真实例验证了公式的正确性,并对坐标变换公式组进行了误差统计。值得一提的是,文中从新的角度,基于不同的几何关系,推导了方位角转换公式,给出了方位角转换的另外一种形式。

超球面模型应用于股票排序的探讨

探讨把超球面模型（ＭＤＳＭ），一种基于定义了向量除法的多维空间的数据分析技术，应用于股票排序的可能性．ＭＤＳＭ把股票市场作为多维指数增长系统，用多元向量表示股市状态，并定义余弦向量的商为多维即时趋势，以表示股票市场的动态．

多维球面模型及其在股市分析中的应用——金融数学的新思考

多维球面模型是从资源监测发展起来的 ,基于向量的多元分析方法 .向量是既有量值 ,又有方向的变量 .多维球面模型把传统的向量分析从三维扩展到任意多维 ,可以同时处理任意多个变量 .多维球面模型定义了向量除法 ,可以处理指数增长 ,因此特别适用于生物、金融、信息、经济等领域的变量 .应用于基金市场时 ,模型以基金为坐标轴建立多维基金空间 ,用多元向量表示基金市场 :以向量长度做指数表示市场的量值 ,以向量的方向表示市场状态 ;并用后前余弦的商表示市场的动态 ,称多维即时趋势 ;进而根据趋势值将基金排序 ,根据基金的序位决定售购 .在 7个月 ( 1 998.6.1 9～ 1 999.1 .2 9)的投资实验中 ,多维球面模型指导的个人退休基金的增率是 2 5.82 % .这个增率不仅超过了 2 0个基金市场的平均增率 ( 2 .64% ) ,而且超过了市场中最好的基金的增率 ( 1 8.98% ) .目前 ,尚不能用传统的风险或投机的概念来解释 MDSM的高增率 .多维球面模型假定变量无关 。

多维球面模型应用于草原监测数据分析的探讨

提出分析归纳草原监测多元数据的新数学方法，多维球面模型。M个物种所组成的草原的状态可以用M元向量来表示，向量的长度用来表示草原的量值，向量的方向表示草原组成。从草原监测的角度，草原的相对组成是更重要的，成份变化的比率更能说明问题。在处理草原监测数据中使用向量等比系列和向量等差系列是可行的。笔比系列比较能反映几何增长的本质。为了纠正中间过程被忽略的弱点，要坚持逐年监测，逐步分析，或使用滑动平均。二阶趋势值可尝试用于解决时间滞后问题，卡门滤波用于降低预报误差。因为草原监测使用分种数据，必须以人工监测记录为主，再辅以其它高科技手段，如遥感。

基于三维球面模型的全景视频实时拼接方法

针对主流配准方法被用于周扫型光电预警系统的全景图像拼接适用性有限的问题,提出一种基于三维球面模型的全景视频实时拼接方法。首先,基于周扫型光电预警系统的工作模式进行三维空间的全景重建并构建三维球面模型;通过建模的方式对不同俯仰、方位角度下探测器采集图像的像素点空间位置进行定位。然后,基于三维球面模型搜索不同俯仰角度下重叠视场在三维空间内的最佳配准线,并推导出预警图像重叠区域的配准公式。最后,通过逐行的加权融合算法和图像矫直方式实现全景图像无缝拼接。与主流的5种配准方法进行对比,实验结果表明:该方法切实可行,具有较好的全景拼接效果,有效弥补主流配准方法的不足,即使对天空等特征不明显区域的全景拼接也具有较好的适用性与实时性,全面保证了全景视频成像的连续性与稳定性,对光电预警系统全景拼接任务具有重要的应用价值。

Q460C钢缺口板的疲劳裂纹萌生寿命计算模型和总疲劳寿命计算

基于位错随循环加载次数的增加加速移动、聚合形成疲劳裂纹的试验事实,假设疲劳裂纹萌生速率是循环加载次数的单调递增幂函数,通过积分推导出疲劳裂纹萌生寿命计算模型。Q460C钢缺口板的疲劳试验结果显示,疲劳裂纹萌生寿命、扩展寿命和总疲劳寿命均随应力幅和名义最大应力的降低而增加,疲劳裂纹形成寿命与总疲劳寿命的比值为0.82~0.90。我国《钢结构设计标准》建议的总疲劳寿命计算式的计算误差为-17.0%~+84.9%。以椭球面断裂模型作为裂尖开裂判据,对Q460C钢缺口板的疲劳裂纹扩展进行了理论计算和数值模拟。以疲劳裂纹萌生处应变溢出时裂纹长度0.05 mm作为疲劳裂纹萌生临界尺寸,标定的Q460C钢缺口板的疲劳裂纹萌生寿命计算式、扩展寿命计算式和总疲劳寿命计算式的计算误差分别为-15.0%~-1.2%、-12.4%~+2.8%和-12.1%~-1.4%。

基于球面波模型的L频段定位技术研究

作为一种重要的态势感知手段,针对空中运动目标的无源定位技术是国防军工领域的主要研究内容之一。文章采用长基线天线阵面,基于球面波模型完成相位提取、相位解模糊,并结合干涉仪测向所获得的辐射源入射角,实现L频段目标的单站瞬时无源定位,并对定位误差进行仿真分析。文章还提出采用射频光纤稳相传输技术,解决远距离射频信号传输带来的相位同步、射频衰减问题,为该技术的工程化实现提供切实可行的解决思路。

多维超球面模型与植被演替趋势分析

多维超球面模型（ＭＤＳＭ），被设计用来处理多变量时间系列─—三下标变量Ｄ（ｉ，ｊ，ｋ）。当用于植被动态分析时，三下标分别为植物种、样方和时间。ＭＤＳＭ用植物种建立变量空间并用变量空间中的向量来代表植被的状态，是为状态向量。状态向量在多维空间的角度携带着植被组成的信息。因而，ＭＤＳＭ以度量状态向量在多维变量空间中的方位角的变化来监测植被的变化。在实际应用中，通过以向量长度，ＭＤＳＭ把变量空间中代表样方的组成的点投影到单位超球面上，再根据向量之间夹角余弦值的大小聚合它们，是为中心化，以取得植被的状态向量。状态向量的分量，是各植物种在植被中的重要值。当进行趋势分析时，ＭＤＳＭ定义，后前两时间段的状态向量的比值为趋势向量，用以描述整个植被的演替趋势。而趋势向量的分量，植物种的趋势值表明该物种在植被中的重要值随时间的变化。由于ＭＤＳＭ可以容纳尽可能多的植物种，因而是对植被更好的模拟。由于ＭＤＳＭ在容纳多变量多样方的同时兼顾到了时间因素，所以可用于植被动态的研究。用美国卡森堡军事基地土地条件趋势分析的数据（１９８９～１９９３）试行趋势分析表明，多维超球面模型可以对每个植物种进行单独分析，同时又兼顾到植被整体的变化，从而?

宽带声学多普勒流速剖面仪球面散射回波模型研究

宽带声学多普勒流速剖面仪通过处理水下体积回波信号进行流速估计，回波模型的准确度决定了理论仿真的正确性。针对回波的散射特性，通过分析水层回波信号的时空关系，提出一种球面散射水层回波模型，并利用坐标旋转方法推导出该水层回波解析式。相比其他方法，该模型解析式充分体现了散射体模型形状对回波的作用，更加接近实际情况。对该模型下回波信号进行频谱和自相关特性分析，采用复相关算法估算流速。通过与实测数据进行对比，结果证明了该回波信号模型与解析式的正确性。

基于改进球面投影模型的鱼眼图像校正算法的研究

鱼眼镜头视角广,但鱼眼图像存在严重的桶形畸变,要使用鱼眼图像的信息就需要对鱼眼图像进行校正。球面透视投影模型的鱼眼图像校正算法原理简单、实现方便,且视觉效果改善显著,但存在丢失鱼眼图像周边物景的问题。针对此问题,提出了一种改进算法,通过引入系数来量化选定的缩小区域,再予以加权算法,有效保留图像所有信息,提高了校正图像的质量。实验结果表明在不增加算法运行时间前提下,改进算法能够有效改善鱼眼图像校正效果,有较强的实用价值。

混合式球面退化剖分模型的设计与编码

为了解决球面退化四叉树格网(DQG)模型孔径较大、格网单元面积分布不均匀以及三角格网单元应用不完全四叉树剖分的问题,通过控制单元面积的思路设计了一种格网单元孔径更小、分布更均匀的四边形(中低纬地区)与三角形(高纬地区)的混合格网模型——混合式球面退化格网模型(MSDG);并对所有格网单元利用四叉树进行编码。通过对格网单元的几何属性统计分析发现,该格网模型的几何属性与DQG模型相比,其单元面积变化更小、分布更加均匀稳定。

基于区域性椭球面数字地面模型的研究

对于较大的局部区域 ,首次提出了在椭球面上建立数字地面模型 (DTM )的原理和方法 .这种椭球面DTM是在区域性椭球面上基于测地坐标系建立起来的 ,因此不同于基于投影平面的现有的DTM .由于并未经过从椭球面到平面的投影 ,从而杜绝了投影变形 ,也消除了平面位置与水准高程之间作为三维坐标的不兼容性 .在具体建模中 ,直接基于与测区平均高程面最优拟合的区域性椭球面 ,采用椭球面Delaunay三角网的建模方法来建立椭球面DTM 。

基于椭球面屈服模型的钢框架梁柱全焊节点断裂分析

为研究钢框架梁柱节点的受力情况和抗断设计,对梁柱全焊节点进行了基于椭球面屈服模型和椭球面断裂模型的数值模拟和断裂分析,结果显示:该节点的破坏发生在梁下翼缘对接焊缝处,这一点与实际震害和数值分析结果相吻合,且数值模拟滞回曲线形状与试验结果相似,呈纺锤形且比较饱满,但数值模拟的包络面积稍大于试验值,屈服载荷和极限载荷均有所增加,总体上看,基于椭球面强度模型的模拟滞回曲线与试验结果吻合较好,满足工程精度。建议的椭球面断裂模型对预测钢框架节点开裂有较高精度,但由于数值模拟过程中未考虑焊接缺陷和焊接残余应力的不利影响而略偏于保守。

球面GIS的动态数据模型浅析

为了有效地在全球范围内存储、提取和分析不断更新的全球海量数据，从根本上解决传统数据模型的局限性，就需要在一个相当基本的层次上重新构建GIS的空间数据模型。文中阐述了传统数据模型在处理全球海量空间数据的局限性及建立球面数据模型的意义；深入分析了国内外学术界及应用部门在全球GIS中的研究现状及其存在的问题；提出了球面动态数据模型的结构框架和核心问题。

球面数字空间下的基本拓扑模型

球面格网数据模型SGDM(SphereGridDataModel)具有多分辨率和层次组织的特性,已成为目前构建globeGIS的有效方法之一。但是,目前关于球面定性和定量的相关模型方法,大都建立在球面连续空间之上。为使计算机能有效地进行球面空间数据处理和关系计算,亟需在球面离散空间上建立起一套空间分析模型和相关方法。本文给出了球面数字空间的定义和特性,建立了基于流型的球面数字空间的基本拓扑模型,将Egenhofer等人的4交关系模型推广到球面数字空间。