稳健估计在水准网数据处理中的应用

探讨在观测值含有粗差的情况下,采用稳健估计的方法,分析稳健估计对粗差的抵抗能力,并在此基础上设计稳健估计程序,通过实例对比分析说明稳健估计方法的优越性.     

利用AR(p)模型的抗差最小二乘估计预报城市地铁隧道工程变形监测数据

变形监测数据由于受多种因素的影响,观测值的精度会有所不同,观测值中也会出现异常值。选择观测值残差平方的倒数作为观测值的权矩阵,利用加权最小二乘法进行预测,能提高观测值预测的精度,并应用抗差估计对含有粗差的观测值进行预报,能有效提高观测值预报的精度。某城市地铁隧道工程地表沉降预报的实验数据证明加权最小二乘估计和抗差最小二乘法的合理性、有效性和可行性。     

变形监测基准网的稳健估计分析方法

采用秩亏自由网平差和稳健估计方法分别对某滑坡变形监测基准网的稳定性进行了分析,通过比较研究认为,稳健估计方法在监测基准网稳定性分析中较秩亏自由网平差能有效的显示点位的真实位移,是进行基准网分析的一种较好方法。     

遥感图像几何精纠正中更为有效的稳健估计方法

针对遥感图像的几何精度纠正,通过仿真实验,以含有不同观测值数量和粗差数量及不同粗差大小的几何精纠正为例,比较了13种常用稳健估计方法消除或减弱粗差的能力。仿真实验说明L1法和German-McClure法是遥感图像几何精纠正中相对更为有效的稳健估计方法。     

一阶差分与小波分析的GPS观测数据粗差探测

赫章特大桥超高桥墩在施工过程中,采用GPS对桥墩在施工过程的变形进行了监测。受施工现场环境影响,GPS变形观测数据中存在多种粗差,含有粗差的观测量如果直接参与后续数据分析,将导致分析结果的不正确。本文基于一阶差分法与小波分析法,对赫章特大桥的GPS变形观测数据进行了粗差探测。结果表明,两种方法对粗差探测的结果不完全一致,都不能将粗差全部探测出来,且此两种方法都存在将部分正确值当成粗差观测值的现象。     

卡尔曼滤波模型粗差的探测及其在施工变形测量中的应用

在施工变形监测中，由于监测点的多余观测值较少，因此很难发现观测值中存在的粗差。用卡尔曼滤波方法进行数据处理时，观测值中的粗差将在预测残差向量中得到反映。通过分析卡尔曼滤波模型误差与预测残差向量之间的关系，提出了对粗差进行探测的方法，并通过一个实例说明了该方法的有效性。     

剔除变形监测粗差数据的新方法——数据跳跃法

当观测值中有多个粗差时拉依达法则一次只能剔除一个粗差,并且多个粗差之间互差不满足一定条件时拉依达法则失效.针对此问题在拉依达法则基础上提出了一种剔除变形监测粗差数据的新方法数据跳跃法.数据跳跃法克服了拉依达法则的部分局限性,可将含有粗差的变形监测值批量剔除,为一次剔除多个粗差提供了解决方法.采用该方法对实际监测数据进行了处理,取得了较好的效果.数据跳跃法为利用程序进行粗差判定与剔除提供了理论依据和算法.     

针对多波束测深数据的抗差稳健估计滤波算法研究

多波束测深是获取水底地形的重要方法,针对多波束测深数据受到测船运动、假回声信号以及缺少检核条件而导致的异常值难以探测和剔除的问题,本文采用基于抗差的稳健估计滤波对测深异常值进行探测和剔除.对使用Seabat8125多波束测深系统测得的数据进行仿真处理,分别在平坦、倾斜和起伏这三种典型水底地形中随机加入不同幅度的异常值,然后基于抗差稳健估计滤波使用不同大小的滑动窗口对测深数据异常值进行探测和剔除,最后将处理结果与中值滤波和趋势面滤波进行对比分析.结果表明基于抗差的稳健估计滤波方法相比于其他两种方法可以更加有效的探测和剔除各种幅度的测深数据异常值且不受窗口大小的影响,进而为获取海水底地形提供准确的测深数据.     

GPS变形监测的似单差算法与粗差识别

根据高精度GPS变形监测的特点,建立了单历元解算变形量的似单差模型及其算法.该模型避免了周跳的探测与修复,可适用于动态、静态两种监测模式及同步观测卫星少于4颗的情况.在分析似单差模型的基础上,提出了识别载波相位观测值中小于半周的粗差的方法.利用试验数据对似单差模型的正确性及粗差识别方法的有效性进行了检验.     

区域形变监测中的位移估计的方法

应用GPS技术测定区域形变已经成为一种主要手段 ,为了真实地测定形变 ,必须解决合理判别基准点的稳定性和参考框架的稳定性 ,以及消除位移计算中的系统差等关键问题 .为此提出用带稳健估计的空间直角坐标转换方法来确定基准点的稳定性和参考框架的稳定性 ;以两期GPS基线向量差为直接观测值 ,并顾及两期GPS监测网的坐标系统差 ,采用附加条件的间接平差法 ,直接计算GPS形变监测点的位移 .这一方法不失为对现有方法的一种补充     

风力发电塔基础沉降监测方法研究

沉降观测的目的是监测风力发电塔的沉降和倾斜变形,根据其变形量及变形速率来监测风力发电塔的施工安全和运营稳定.常规的沉降观测方法是采用闭合水准测量的方法,但这种方法影响其观测速度和精度,为此本文提出了往返同时观测的方法,对提高观测速度和精度具有重要的指导意义.     

Guass-Markov模型的广义抗差岭估计

对可能影响测量平差精度与稳定性的各种因素进行了分析,提出了一种新估计——广义抗差岭估计,理论分析和模拟计算结果均表明新估计不仅能同时抵抗设计阵病态性和观测值粗差的影响,而且能有效的消除高杠杆点的干扰,是一种性能良好的估计.     

稳健估计的两种粗差探测方法

在测量数据服从正态分布的情况下,最小二乘估计具有最优化统计性质,它是应用最广泛的一种估计方法.针对测量数据由于过失误差而偏离正态分布,最小二乘估计并没有抵抗异常值的能力,需要寻求具备抗粗差能力的估计理论和方法,对测量数据中的粗差进行判别和剔除,使其不影响测量结果.使用了两种粗差检验的方法对观测数据中存在的粗差进行检验,分别是选权迭代法和数据探测法,并利用水准网数据验证了它们抵抗粗差的效果,表明选权迭代法中IGG法更容易实现粗差的探测与定位.     

污染模型下的最小二乘估计

研究了污染模型下观测值的分布结构及方差，并以此为基础导出了污染模型下的最小二乘估计．结果表明，在测量平差中常用的随机误差模型下，该估计就是李德仁教授提出的验后方差估计；而在均值移动模型下，该估计是均方误差最小的稳健估计．     

同时考虑处理系统误差和粗差剔除的控制网平差

本文讨论的控制网平差模型同时考虑控制网观测值中的偶然误差、系统误差及粗差。对常规的三种平差模式即基于偶然误差、基于偶然误差─—系统误差、基于偶然误差─—粗差所建立的平差模型有所突破和扩展。其基本思想是先用稳健估计剔除含有粗差的观测值，再对未被剔除的观测值进行系统误差处理，最后得到最小二乘最优解。     

上海软土地基的位移监测和变形观测成果处理

本文通过数座高层建筑在打桩施工期间进行水平位移观测和变形观测成果处理．给出了适合於上海软土地基进行水平位移监测和变形观测成果按秩亏自由网进行平差的方法。     

权的确定方法在核电施工控制测量中的应用探讨

在精密工程测量中,确定非同类观测值之间权的正确比例关系,对提高平差成果的质量具有重要意义。针对核电施工控制测量中,普遍采用高精度全站仪建立边角网、测量数据平差处理时按经验定权的现状,将Helmert验后方差定权引入核电测量数据处理,结合实际工程算例,阐明了二种定权方法之间的关系;克服了观测值先验精度与观测实际不符时定权不准确的不足;根据法方程及Helmert估算公式的特点,对工程中有效运用Helmert验后方差估计方法,进行了探讨。     

Vondrak滤波法用于结构振动与GPS多路径信号的分离

根据Vondrak滤波法在信号的截断频带上具有较高信号分辨率的特点，将Vondrak带通滤波法应用于全球定位系统（GPS）结构变形监测中以分离结构振动和多路径效应的影响。对GPS实际观测资料进行分析，结果表明：采用该方法不仅能从坐标序列中成功提取结构振动信息，也能正确分离载波相位双差观测值的残差序列中的结构振动和多路径效应影响，因而在提高GPS定位精度上具有较大的应用潜力。     

一种稳健的点云数据平面拟合方法

针对常用的平面拟合方法在点云数据存在粗差或异常值扰动时,存在拟合结果不稳定的缺点,提出了一种稳健的点云数据平面拟合方法.该法以特征值法为基础,通过利用一定的准则删除点云数据中的粗差或异常值,从而获得稳健的平面参数估计值.在实验中,分别利用最小二乘法、特征值法和该稳健特征值法对点云数据进行拟合,结果显示该法能克服异常值的影响,得到可靠的平面参数估值,具有稳健性.     

新型抗差Kalman滤波及其在GPS动态导航中的应用

目前,抗差Kalman滤波一般采用独立等价权形式,观测值相关时等价权的确定是一个难题.从抗差估计的原始定义出发,首先直接对观测残差进行限制,然后利用观测残差与状态预报值残差的关系对状态预报值残差进行限制,这样可同时消除观测模型误差和状态模型误差的影响.此外,本方法无需考虑观测值是独立的还是相关的.最后给出了算例,结果表明,该方法是切实可行的.