顾及非线性高程归算的中国西北区域对流层天顶延迟模型

对流层延迟是影响高精度导航定位的关键因素,同时也是进行GNSS水汽反演的重要数据。中国西北区域地形起伏较大,目前中国西北地区对流层天顶延迟模型在高程方面顾及不足,无法满足实时高精度定位需求,因此建立高精度中国西北地区对流层延迟模型成为迫切需求。针对当前中国西北地区ZTD模型未同时顾及非线性高程归算以及季节变化等问题,本文将利用2015-2017年欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的ERA5资料建立顾及非线性高程归算的中国西北地区对流层天顶延迟模型(MZTD模型)。联合未参与建模的2018年ERA5资料和中国西北陆态网84个GNSS测站数据,验证MZTD模型的精度和适用性,并与目前使用广泛的GPT3模型进行精度对比。结果表明：以2018年ERA5资料和中国西北陆态网测站数据为参考值,MZTD模型的均方根误差(RMS)分别为3.14cm和2.81cm,相对于GPT3模型精度分别提高了约16.3%和21.7%,同时MZTD减少模型参数,提升了模型计算效率。因此,顾及非线性高程归算的MZTD模型在中国西北区域体现了更好的精度和适用性,可以为中国西北地区进行实时GNSS水汽探测和导航定位提供重要参考。     

附加约束法在单频GPS快速静态定位中的应用

针对在短时间内GPS观测方程的法方程容易形成病态的实际,探讨用附加约束条件来消除其病态性的方法,然后用LAMBDA方法确定其整周模糊度,实验证明,对于单频GPS接收机,利用5个历元数据,使用该技术即可正确确定整周模糊度,从而实现厘米级定位.     

基于视觉侧抑制特性的自动色彩均衡算法

针对摄影测量和可见光遥感图像存在的曝光失衡、对比度低等缺陷及标准自动色彩均衡算法未充分顾及部分区域的色彩特征问题,本文基于模拟人眼视觉特性的非循环侧抑制模型和高斯分布函数,对标准自动色彩均衡算法进行改进。利用非循环侧抑制网络模型计算目标点的修正亮度值,由高斯分布函数选择高相关度的采样点,降低算法复杂度。使用标准自动色彩均衡算法和本文的改进自动色彩均衡算法对三幅存在不同色彩缺陷的图像进行对比实验,经本文算法处理的图像均值更合理且标准差和熵等重要参数均较原算法有所提升,其中标准差提高15%。实验结果表明,本算法具有较好的色彩均衡效果和的视觉效果。     

一种适用于高铁变形预测的组合模型建立方法

针对高铁变形预测中呈现原始数据受噪声影响大与长期预测不准确的问题,提出了一种基于小波去噪的自适应灰色马尔科夫(GM(1,1)-MC)组合预测模型。该模型通过引入小波去噪削弱随机扰动误差的影响,运用自适应GM(1,1)进行预测,进而基于马尔科夫修正模型进行数据修正。通过实验结果与对比分析表明,此模型能够较好地削弱测量过程中由各种因素引起的噪声的影响,实现了残差数据的部分收敛;提升了原始模型的预测精度;在预测主体的后期发展趋势上能够给予较好的预报与评估。     

基于潮汐调和分析的全球定位系统-多路径反射测量技术潮位预报

基于全球定位系统的多路径反射(GPS-MR)测量技术的潮位监测已经成为验潮站监测的有效补充,但较少学者利用GPS-MR反演潮位进行潮汐调和分析和预报.为了验证GPS-MR潮位预报的可能性,利用美国大陆板块边缘观测组织(PBO)提供的GPS信噪比数据进行潮位反演,将该反演结果重采样为等间隔潮位序列,利用该潮位序列计算各分潮的调和常数,并进行潮汐预报.通过与美国海洋与大气局(NOAA)提供的实测验潮数据进行对比,结果表明:GPS-MR反演潮位与验潮站实测潮位具有一致性,相关系数为0.94,均方根误差为0.16 m;经样条函数拟合后的1 h GPS-MR潮位序列预测结果同采用验潮站潮位进行预测结果精度相当,同验潮站实测潮位的均方根误差为0.14 m,相关系数为0.97.可见,利用GPS-MR技术进行潮位监测和预报是可行的.     

GPS广播电离层模型精化方法

电离层延迟是影响定位的主要误差源之一,与电离层电子含量(TEC)密切相关。Klobuchar模型是GPS单频用户在实时定位中消除电离层延迟的有效方法,其精度在太阳活动低年只有50%-60%。本文针对TEC时间序列的随机噪声和Klobuchar模型参数设置的局限性采取两种不同的改进策略,以双频改正法计算值作参考,利用广西CORS监测站数据进行解算并分析不同优化策略的效果,研究表明,针对TEC时间序列的精化模型,Kalman滤波处理策略效果最优,加权最小二乘方法效果最差,该处理策略改进效果整体差于模型参数的估计改正策略,模型参数改正方法,以14参数模型改正效果为最优,10参数次之,8参数最差,另外模型的计算效率也是其适用性的考量标准之一。     

三种DEM插值方法的适应性对比分析

使用移动曲面拟合法、多面函数法、克吕格法3种DEM插值方法,对比分析其在不同地貌类型状况下的适应性。结果表明:多面函数法的适应性较好,无论在复杂的地形条件下、大幅度的地表起伏变化下都能够保证相对较高的内插精度;移动曲面拟合法能较好地适应于平原和山地地区;克吕格法的插值结果十分稳定但整体插值精度不高。     

利用IGS电离层格网产品分析电离层峰值变化特性

电离层延迟误差是影响GNSS高精度定位的重要误差来源之一,分析和掌握各因素对电离层变化规律的影响,有助于建立高精度电离层模型。为此,采用IGS中心提供的1999~2015年电离层GIM数据计算南北半球不同经度圈的峰值不对称指数,分析其与太阳活动情况和地磁活动情况的相关性;并对单日电离层峰值变化情况进行分析。通过分析表明:(1)峰值不对称指数具有明显的年周期性和季节周期性;(2)西半球峰值不对称指数与太阳黑子数的相关性大于东半球,但东半球和西半球峰值不对称指数与地磁指数相关性几乎相同;(3)除08:00 LT(local time)~10:00 LT赤道两侧不存在明显峰值外,剩余时段均有明显的峰值;且通常在12:00 LT~16:00 LT取得极大值。     

联合经验正交分解和ARIMA模型的中国地区电离层短期预报

针对电离层垂直总电子含量(Vertical Total Electron Content,VTEC)具有非平稳和季节性变化的特性,结合经验正交分解(EOF)能够对非平稳时间序列进行简化和剔除冗余信息的优势,该文探索联合EOF和自回归移动平均模型(ARIMA)作为FOE-ARIMA,对中国地区电离层VTEC进行短期预报。采用IGS(International GNSS Service)中心提供的中国地区电离层格网数据(Global Ionospheric Maps,GIM),对不同季节前10天GIM数据进行EOF分解,使用ARIMA模型对主分量进行预报,通过重构获取未来5天VTEC值,并将EOF-ARIMA模型预报结果与ARIMA模型进行对比、分析。结果表明：EOF-ARIMA模型平均相对精度为83.3%,平均标准差为3.51 TECu,较ARIMA模型其平均相对精度提高了3.3%,平均标准差降低了0.16 TECu;EOF-ARIMA模型预测结果无明显季节差异,ARIMA模型秋季预报精度明显低于其它季节;EOF-ARIMA模型在赤道异常处预报精度未受影响。由此表明EOF-ARIMA模型在中国地区进行电离层短期预报具有较高的精度和稳定性。