地壳形变监测中的水准与重力资料联合解算

重复水准测量提供了点位高程变化的重要几何信息，但水准测量本身又受地球重力场的影响，在水准观测值中同时含有重力场的信息．重复绝对重力测量或相对重力测量提供了丰富的局部重力场的信息，由于点的重力值随高程变化而变化，因此，它们同时也含有点位高程变化的信息．经典平差方法将两类观测值分别解算，将互补的信息作为干扰加以改正，或作为噪声处理，这不仅丢失了有用的信息，而且有损于成果的精度．本文在整体大地测量框架内构制了这两类观测值的联合解算模型，给出了解算方法，研究了形变场的拟合和预测问题，并用实例进行了验证，得到了一些有益的结果．研究表明：联合解算可同时给出地面点的高程及其变化率和局部重力场的参数及其变化率，有利于信息的提取；联合解算的精度优于单独解算的结果；秩亏抗差解和拟稳抗差解分别优于相应的非抗差解；拟稳抗差解算方法自动选择拟稳点，有效地抵制了粗差和形变异常对起算基准的干扰；对于多期复测的资料，使用动态拟稳抗差估计，不仅能动态地寻找可靠的拟稳点，而且能保证动态变化参数免受或少受各历元观测粗差的干扰，可明显地提高动态参数的验后精度；当点位丰富时，建立形变模型并据此内插未测点的变形和推测某个时刻地壳的形变状态也是可行的．

CR、PS干涉测量联合解算算法研究

由于时间去相干、空间去相干和大气扰动等因素的影响,传统InSAR技术在形变监测中存在着很大的局限性,而当今新兴发展起来的CRInSAR、PSInSAR技术则不受这些因素的限制,从而大大提高了InSAR技术在形变监测尤其是在微量形变监测中的精度。该文首先分析了传统InSAR技术所存在的局限性;引入了CR、PS高相干性散射体基本概念,并介绍CRIn-SAR、PSInSAR技术在当前国际上的研究进展情况;通过PSInSAR算法的应用研究,得出将CR与PS进行联合解算的必要性与优势,并提出高相干性散射体联合解算算法。

基于多能流联合解算与分析的综合能源在线仿真系统开发

综合能源系统以其独特的经济、环保和节能优势成为当前能源利用模式的主要发展趋势,然而其开发离不开仿真系统的支持。目前,市面上仅有对于单一能源网络的成熟商业化仿真软件,但支持综合能源系统多能流联合解算与分析的规范化软件尚未得到有效开发。针对以上问题,基于完善的综合能源设备及电-气-冷-热-蒸汽网络模型库,结合Java与Python语言采用B/S结构搭建以图元为导向的综合能源在线仿真系统。平台支持多种能流网络稳/动态仿真,可实现并行解算,效率高。利用算例进行常规态与故障态仿真,仿真结果符合网络与设备运行理论分析,证明了所搭建的软件系统支持运行可行性验证,有效实现多能流多运行状态仿真,功能强大,具备工程应用价值。

GNSS形变监测静态基线网中多基线联合解算两步法

GNSS(global navigation satellite system)静态基线网的解算方法通常采用单基线解算模式或多基线解算模式。这两种方法均有一定的局限性。本文综合两类方法的优点,提出了单基线和多基线联合解算模式的两步法。首先基于单基线模式利用多频率的载波相位观测值解算监测站间的双差整周模糊度,并使用严格的固定准则确定模糊度;然后利用多基线模式进行联合坐标和天顶对流层参数的估计,再结合最小二乘估计解算定位结果。选取国内某水电站静态形变监测数据为研究对象,进行基线解算方法测试和分析。实验结果表明多基线联合解算两步法在精度和可靠性上有较大优势,平面定位精度为亚毫米级,高程定位精度提高1~2倍;并可以明显改善基线网的解算速度,在高精度变形监测应用中具有可行性与通用性。

InSAR同震地表三维形变反演:一种顾及形变梯度的联合解算方法

同震地表三维形变场是对地震引起的地表形变在真实空间中最直观的描述,在地震形变研究中,同震地表三维形变场的恢复具有重要意义。针对目前地表三维形变解算方法存在的不足和缺陷,提出了一种顾及形变梯度的同震地表三维形变场联合解算方法。该方法利用形变梯度信息将合成孔径雷达干涉(interferometric synthetic aperture radar,In⁃SAR)观测的形变区域分解成形变梯度近似相等的互不相交的子区域,然后根据子区域内观测值数量选择加权最小二乘法(weighted least square,WLS)或基于应力-应变模型(stress-strain model,SM)和方差分量估计(variance components es⁃timation,VCE)的InSAR三维形变解算方法(SM-VCE)获取同震地表三维形变场。模拟实验和实际震例研究结果表明,相比于传统的WLS和SM-VCE方法,通过形变梯度信息能有效恢复地震破裂带的地表三维形变,得到更加完整和可靠的同震地表三维形变场。

面向地表三维形变解算的SOR迭代拟合推估GPS-InSAR联合模型应用研究

针对基于最小二乘法在GPS-InSAR联合拟合推估模型中,对小控制范围内地表三维形变联合解算中系数矩阵奇异且扰动大、结果精度低等问题,本文提出一种优化的拟合推估联合解算模型,使用逐次超松弛迭代法(SOR)控制解算模型系数矩阵的扰动,进而提高拟合推估模型联合解算的精度,且使用西宁市南山的GPS和InSAR数据进行直接法、最小二乘法和SOR优化的测试实验。实验结果表明,经SOR优化的拟合推估模型GPS-InSAR联合解算精度明显优于直接法、最小二乘法的解算精度,其中,SOR优化拟合推估模型解算平均误差和均方根误差优于最小二乘法拟合推估模型解算,精度约为64.35%、70.45%,因此更有利于后期地表三维形变的监测。

GPS/BDS联合解算的列车高精度实时定位方法

为了构建智能化列车运行控制体系,针对卫星导航的铁路应用,开展了列车定位优化方法的研究,利用广播星历实时特性,借助框架转换模型为系统提供实时、准确、统一的时空参考,结合误差模型校正系统中与定位相关的误差,以降低定位解算复杂度,为了进一步优化系统定位性能,提高定位精度,提出一种基于GPS/BDS多星座联合解算的非差载波相位定位方法,利用京沈高铁实际数据进行仿真,对比了单星座定位方法和多星座定位方法的信号几何分布和定位误差,为了进一步验证提出定位方法的性能,利用同一组数据,将定位结果与传统伪距单点定位结果进行对比。试验结果表明:在测试期间,GPS和BDS单星座定位方法的可见卫星平均数分别为9.2和13.4颗,几何精度因子平均数分别为2.3417和2.2721,GPS/BDS多星座定位方法可见卫星平均数为22.5颗,几何精度因子平均数为1.2646,因此,多星座定位方法能够成倍增加可见卫星数,优化卫星信号几何分布,在卫星信号连续变化条件下保证精确、连续定位,在卫星信号稳定区域内,伪距单点定位和提出的定位方法在空间三维方向上的定位均方根误差分别为5.3961、5.5697、2.8312和0.9761、0.9888、0.8618 m,在卫星信号受限区域内,伪距单点定位和提出的定位方法在3个方向上均方根误差分别为7.2459、7.0563、3.7562和1.5612、1.6031、1.2155 m,因此,相比于传统伪距单点定位,提出的定位方法能够在多个场景下获得更高的定位精度。

应用GPS水准与重力数据联合解算大地水准面

GPS水准大地水准面与重力大地水准面之差不仅由基准不同引起,而且也包含重力与GPS水准观测值的误差。建立了这两个水准面之差与基准转换参数、重力和GPS水准观测值的残差之间的关系,并基于最小二乘准则解算了基准转换参数和重力与GPS水准观测值的残差,即计算转换参数及重力与GPS观测值的改正。尤其当GPS水准精度远高于重力水准面时,联合解算模型可固定GPS水准大地水准面,只对重力观测值进行改正。

地球参考框架联合解算方法

地球参考框架是地球坐标系统的实现,本文系统介绍了地球参考框架的确定方法,结合ITRF2005参考框架,详细介绍了地球参考框架联合解算的方法,并对地球参考框架的质量分析方法进行了探讨。

地面MPRF-PD雷达二维联合解模糊算法设计

地面雷达低空探测时可采用PD体制,以获得准确的目标速度信息和良好的杂波抑制效果。考虑避免过大的距离模糊带来的工程实现上的难题,宜采用MPRF-PD体制。此种雷达有距离模糊和速度模糊这2种模糊特性需解算。对此,基于传统数论,结合PD雷达的测频特点和硬件实现要求,重点提出一种"距离—频率"二维联合解模糊算法应用于雷达搜索工作模式,同时提出一种"同模糊度法"应用于雷达跟踪工作模式。该算法可显著减少因距离折叠带来的"仙波"虚警,已应用于在制雷达。

基于分块粒子滤波的多节点协同无源探测解算算法

多节点协同无源探测是实现对机动雷达快速定位的有效手段。在空间上分离的多个节点同时无源侦察雷达信号,获取信号到达不同节点的到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)和频率差(Frequency Difference of Arrival,FDOA)。通过TDOA/FDOA联合解算,完成对目标雷达位置和速度的测量。粒子滤波是一种近似最优的非线性滤波方法,其借助蒙特卡洛模拟可实现对待求参数概率密度函数的近似最优估计。将粒子滤波应用于协同无源探测解算,可实现非参数化的递推贝叶斯滤波,大幅提升无源探测的位置、速度测量精度。此外,还提出一种分块粒子滤波解算算法,通过降低粒子状态矢量维度,提升粒子空间覆盖性,在粒子数量受限的情况下,可进一步提升探测精度。

单平台纯方位信息的水面编队目标运动要素解算

基于实际背景需求,针对单平台纯方位水面编队目标运动要素解算问题,从可观测性、观测平台机动及解算模型三方面作了探讨。利用线性系统可观测理论,基于伪线性量测方程对编队目标运动要素的可观测性进行了研究,给出了可观测条件。以Fisher信息阵行列式为性能指标,探讨了观测平台最优机动的理论轨线和工程轨线形状。给出了3种编队目标运动要素解算模型,并进行了仿真比较分析。研究结论和仿真结果表明:水下单平台基于纯方位解算编队目标运动要素,自身必须作有效机动,可以采用单目标运动要素解算的最佳机动策略;提出的联合解算模型的效果显著好于已有的两种模型。

双星系统中GLONASS在基线解算中的作用

在分析GPS和GLONASS联合定位数学模型的基础上 ,利用JAVAD双频双星接收机获得的实测数据进行了基线的联合解算 ,结果表明 :由于大多数时间内所能观测到的GLONASS星仅为 1～ 2颗 ,它对基线解算结果影响甚微 ;即使在某些时段同步观测到 3～ 5颗GLONASS卫星 ,当GPS卫星数大于 5颗时 ,GLONASS GPS联合解算对基线解算精度也只有毫米级的提高 ;但当GPS卫星数小于 5颗 ,GLONASS卫星数大于等于 2颗时 ,GPS

单频GPS静态定向中整周模糊度的快速解算

针对GPS快速静态定向中法矩阵严重病态的特点,采用了载波和伪距联合解算及Tikhonov正则化方法,改善了法矩阵的病态性,实际算例表明该方法是有效的、可行的。

利用多种地形变资料联合求解华北地区水平应变场

阐述了以不同类型不同尺度的地形变资料联合解算应变场的方法。利用华北地区 1995～ 1996年GPS观测成果与首都圈跨断层水平形变流动测距资料进行联合解算 ,所得边长变化率的尺度统一归化 ,获得了华北地区水平应变场的分布图像。

GPS与GLONASS相位观测值的基线解算

应用TBC软件对GPS与GLONASS相位观测值的基线进行单独解算和联合解算,并对解算结果进行分析,得出了一些有益的结论,对GNSS测量有一定的指导意义。

一种基于航向估计的多平台纯方位目标转向机动检测算法

针对纯方位目标转向机动检测问题,提出一种基于航向估计的多平台纯方位目标机动检测算法。该算法通过选定假设机动点序列,解算假设机动点前后的两段目标运动要素,根据解算出的相邻段航向差序列变化来判别目标是否发生机动。基于Taylor级数要素解算模型,建立了两段运动要素联合解算模型和两段运动要素独立解算模型。通过对多种航路进行仿真计算,统计分析这两种解算模型下机动检测算法的虚警率、目标机动检测率、机动检测延迟时间以及机动时刻估计精度。仿真结果表明,两种解算模型下的机动检测算法能够有效地对转向机动目标进行机动检测。

联合GPS和风云-3C卫星观测数据下的ERP参数估计

利用全球分布的地面监测站和风云-3C(Fengyun-3C,FY-3C)低轨卫星星载GPS观测数据,联合解算地球自转参数(ERP)。参考IGS发布的ERP时间序列值,利用FY-3C卫星数据联合求解,极移X方向解算精度有一定程度的提高,日长变化精度具有明显的改善,但极移Y方向的解算精度有一定程度的降低。在仅采用地面监测站的情况下,极移X方向残差均值为0.24mas,极移Y方向残差均值为0.21mas,UTl-TAI残差均值为4.85ms;加入FY-3C卫星后解算,极移X方向残差均值为0.21mas,极移Y方向残差均值为0.32mas,UTl-TAI残差均值为1.17ms。

联合Sentinel-1与Landsat8影像的希夏邦马峰冰川三维运动反演

SAR偏移量技术和光学偏移量技术是冰川运动监测重要的技术手段,但目前对于融合不同平台的影像进行三维形变的研究较少。文章选取2019年11月至2021年1月西藏聂拉木县希夏邦马峰地区的大型冰川作为研究对象,基于方差分量估计融合该研究区的Sentinel-1与Landsat8两种数据进行冰川的三维位移解算,选取了同一时期的光学影像对偏移量估计结果进行对比分析,同时选取稳定区域进行精度评估,分析该方法在冰川运动监测中的适用性和精确性。结果表明,该冰川在2019年11月至2021年1月,联合解算的东西向最大流速为21 cm/d,南北向最大流速为68 cm/d,垂直向最大流速为17 cm/d。对比单一影像获取的冰川位移结果,多影像联合解算方法,能够弥补SAR数据的失相干和光学数据的低质量像元值的不足,获得更加完整和详细的冰川信息,监测结果精度更高。可为利用不同平台的数据联合监测山地冰川的多维度和高精度变化提供参考和技术支持。

GPS单日解序列解算策略性能分析

针对如何获得准确、可靠的GPS单日解序列并提高GPS数据处理效率的问题,该文探讨了不同解算策略对单日解序列的影响,提出了GPS单日解批处理策略,并开发了相应的辅助工具,提高了GPS数据处理的效率且有效降低了人为误差的干扰。对所选择的165个IGS站实测数据的GAMIT解、GIPSY解与联合解进行比较分析,结果表明:联合解能有效抑制、减弱单一模型及策略解算中引入的随机误差,提高了GPS单日解坐标序列的精度,验证了GAMIT与GIPSY加权联合解的最优经验权值为1∶2.4的可靠性。