附有等式约束病态模型正则化解的单位权中误差无偏估计

利用平差参数间合理的等式约束虽能提升病态模型解的精度,但其本质仍是通过引入正则化参数来改善模型的病态性,由于改变了观测方程的结构,所得的估值残差及单位权中误差均有偏。针对这一不足,在病态模型正则化解的无偏单位权方差估计式基础上引入等式约束条件,根据约束正则化解的残差二次型期望公式,导出约束正则化解的无偏单位权中误差估计式,并用数值算例和病态测边网算例验证其正确性。结果表明,本文公式所估的单位权中误差精度优于传统公式所估结果。     

城市土地信息系统中地籍单元拼接方法探讨

给出了地籍单元拼接的方法,推证了拼接的误差方程式及改化法方程式,总结出了改化法方程式的组成规律。     

形变监测网的可估性问题

本文从一般大地网可估性的无偏估计概念出发,给出了形变网的可估性定义;证明了当参数可估时,作为参数函数的量的无偏估计的统计理论与代数不变理论的一致性;推导了(无信号及有信号的)大地网与形变网的可估性条件;并讨论了大地网及形变网中一些可估性的量。这些为认识用大地测量方法定量研究现代地壳变动的客观性提供了理论基础。     

基于非差与历元差分两种观测模型估计精密卫星钟差的方法比较

研究了非差与历元差分两种观测模型估计精密卫星钟差的方法,评价了分别利用两类观测模型估钟的特点。通过实际算例分析了两种观测模型估钟的处理速度与精度。计算结果表明：基于非差观测模型估计卫星钟差精度高、观测信息没有损失、可靠性高、可以实现模糊度固定,但由于未知参数多,解算速度较慢,且需要经过一段时间的收敛才能达到所需精度;而历元差分模型估计卫星钟差待求参数较少,计算效率高,且不存在收敛过程,但估钟精度比非差模型估钟收敛后的精度略低,且得不到钟差初值,需从导航电文中提取或通过其他方式获取,不过由此引起的系统性偏差,在定位时可被模糊度和接收机钟差吸收,不影响最终的定位结果。     

基于ICESat/GLAS的山东省SRTM与ASTER GDEM高程精度评价与修正

SRTM3和ASTER GDEM V2数据具有较高的空间分辨率和广泛的覆盖范围,对于地学研究具有重要意义;但在不同地形复杂度和地面覆盖物区域,两类数据的误差分布并不均匀。SRTM3和ASTER GDEM V2数据自公布以来,其精度修正一直是研究热点。然而大范围区域精度验证缺乏有效手段,传统方法可靠性差且数据获取成本较高。自ICESat-1数据公开以来,它们已成为SRTM3和ASTER GDEM V2精度评定的主要检核点。为此,本文以山东省为研究区域,借助ICESat-1评估了SRTM3和ASTER GDEM V2的高程精度,并根据插值误差曲面对两种DEM进行了修正。分析表明,原始SRTM和ASTER高程中误差分别为5.57 m和7.20 m,均高于标称精度;随着坡度的增大,高程精度呈降低的趋势。通过分析土地覆盖类型与误差分布关系表明:农田、灌丛土地类型精度较高;森林、湿地精度较低。分别采用反距离加权、普通克里金、地形转栅格和自然邻域插值方法构建误差曲面。结果表明:不同的插值方法构建的误差曲面的特征和精度也不同。其中,反距离加权修正的效果最佳,其次是地形转栅格和自然邻域,而普通克里金修正的效果最差。     

一种基于小波变换的MPSK符号率提取算法

在通信系统中,符号率的准确提取是参数估计的重要环节。传统的估算方法,在低SNR条件下,估计的误差较大,很难对符号率进行准确估计。在分析现有符号率估计算法的基础上,提出一种新的基于haar小波变换的MPSK信号的多速率特征提取算法,深入剖析小波的降噪特性,同步参考点的选取与修正,码速率的估计精度等被忽视的问题,并且提出一种多同步参考点的符号率估计算法。仿真验证了算法在SNR5时符号率估算的准确性基本达到100%。     

基于信噪比检验的双参数岭型Kalman滤波及其在BDS星地联合定轨中的应用

将Kalman滤波病态性诊断与处理相结合,提出基于信噪比检验的双参数岭型Kalman滤波。在分析Kalman 滤波的病态性以及岭型 Kalman 滤波的缺陷后,引入信噪比统计量度量每个待估参数受病态性影响的大小,将待估参数区分为涉扰参数和非涉参数,并利用两个岭参数对两类参数进行不同强度的修正,结合广义岭估计思想给出两个岭参数的选取方法。该算法在降低状态参数估计方差的同时尽量减少岭型Kalman滤波引入的偏差。利用STK仿真5颗GEO卫星+24颗MEO卫星+3颗IGSO卫星的北斗卫星星座并进行分布式自主定轨,结果表明提出的新算法能够有效改善病态性对Kalman滤波的不良影响,且相对于岭型Kalman滤波具有更高的定轨精度。     

基于偏差改正的病态模型Liu估计的单位权方差无偏估计

对Liu估计残差偏差进行修正,并基于二次型的数学期望公式,利用偏差改正后的残差导出Liu估计解的近似无偏单位权方差估计式。2个算例分析结果表明,相比于传统基于有偏残差的单位权方差计算公式,本文公式计算的单位权方差与真值更为接近。     

典型山区SRTM3与ASTER GDEM数据精度对比分析——以青藏高原东麓深切河谷区为例

目前广泛应用的数字高程模型(DEM)包括SRTM和ASTER GDEM,但在地形影响下,两类数据的误差分布并不均匀。本文选用1:5万地形图DEM及河流要素作为参照,在青藏高原东麓山区开展实验,分别采用"河流-河谷"位置偏移量与高程中误差来评价两类数据的平面精度与垂直精度,结果表明:(1)实验区内SRTM3存在向西南方向的水平位置偏移,平均偏移量为127.8 m,ASTER GDEM则以正西方向偏移为主,平均偏移量为104.1 m,该区域ASTER GDEM的总体平面精度较好;(2)SRTM3数据样本的绝对误差分布相对集中,高程中误差为35.3 m,小于ASTER GDEM样本的高程中误差50.2 m,总体垂直精度优于ASTER GDEM;(3)在平均高程大于4500 m的高海拔区域,两类数据的中误差与高程值正相关,SRTM3中误差随高程增速较慢,垂直精度较ASTER GDEM高;(4)两组数据垂直精度对坡度有较大依赖性,中误差随坡度近似指数曲线增长,在平缓区域SRTM3中误差小于ASTER GDEM。本研究为该类数据在山区的选用及误差修正提供依据。     

流动重力测量的限差和段差精度估计方法的讨论

本文指出目前在流动重力测量的限差和段差精度估计方面存在的问题,并分析了严重影响石英弹簧重力仪由三程测量所得段差值的精度的原因。建议今后应采用多台石英弹簧重力仪同时进行重力段差联测,保证一期段差值结果的中误差达到小于10微伽的水平;并且相应地对现行重力测量的限差和段差精度估算方法提出了改进和补充意见。     

基于Neumann级数的有偏估计方法

针对病态最小二乘问题,提出基于Neumann级数的有偏估计方法。由该方法建立的有偏估计公式,包含现有的最小二乘估计、岭估计和广义岭估计公式,建立有偏估计和无偏估计的本质联系,并可以据此引申出一系列新的有偏估计形式。在这一系列的有偏估计中,存在着比岭估计或广义岭估计更接近于真值的解。以一个病态方程组为例对该方法进行验证表明,当观测向量中含有误差时,由最小二乘估计所得结果和真值误差较大,而各级有偏估计的结果和真值更加接近,且二级和三级有偏估计结果比相应的岭估计更接近于真值。     

基于多尺度相关性分析的InSAR对流层延迟误差改正算法

针对合成孔径雷达干涉技术中对流层延迟误差会影响DEM精度的问题,提出采用小波多尺度相关性分析方法来减弱与高程相关的对流层延迟误差的影响,来提高合成孔径雷达干涉DEM的估计精度。该方法基于小波多分辨率分析理论,根据差分干涉相位不同组成的频率特性,利用小波分解重构均方根误差变化率确定分解层数,降低地形残差相位、噪声相位等对大气延迟误差相位估计的干扰,提取对流层延迟误差相位所在频带;然后结合对流层延迟误差相位和雷达坐标系下的DEM在不同尺度上的相关性定权并进行降权处理,重构解缠差分干涉图,改正差分干涉相位中与高程相关的对流层延迟的影响。采用本文方法对覆盖河南义马地区的2景ENVISAT ASAR数据进行处理,得到对流层延迟误差改正后的差分干涉图,估计的与高程相关的对流层延迟相位,与地形变化情况吻合。将对流层延迟误差改正后的干涉图用于DEM高程估计,结果显示本文方法重建的DEM与Aster GDEM的标准差由30.7 m提高到26.37 m,提高了InSAR DEM估计精度。     

基于Triple Collocation方法的土壤湿度遥感数据误差分析

由于土壤湿度地面观测站点分布稀疏,地面观测站点数据并不适合对大尺度微波遥感土壤湿度数据进行误差估计和精度评定。因此,对微波遥感土壤湿度数据的误差估计和精度评定需要进一步的研究。Triple Collocation(TC)方法是一种有效的误差估计方法,以西江流域广东省肇庆—佛山段为研究区域,使用TC方法的理论公式对研究区域内的SMAP L3、SMOS L3和AMSR2 L3土壤湿度数据进行计算,求得3种土壤湿度数据的误差估计值,并将利用地面观测站点数据作为真值的传统误差估计方法与TC方法进行比较。验证结果表明,TC方法能对大尺度微波遥感土壤湿度数据进行误差估计和精度评定,具有较好的准确性、实用性和优越性。     

部分待估参数具有先验随机性的WTLS平差

部分待估参数具有先验随机信息,且误差方程系数矩阵含有观测误差,是一类新的平差问题。本文构造了部分待估参数含有先验随机信息的加权整体最小二乘平差函数模型,推导该模型参数估计与精度评定公式,给出计算步骤,适用于一般情形。实例对比分析证明,该算法正确可靠,迭代收敛速度较优。     

利用手机通话位置数据估计城市24 h人口分布误差

手机通话位置数据已经成为全球范围内广泛使用的人类活动研究数据,其为高时空分辨率的人口分布估计提供了一种新的途径。然而,手机通话位置数据具有不规则稀疏采样的特点,其反映出的人口分布可能具有一定误差。本研究以深圳市为例,首次结合24 h连续定位的手机信令数据,分别从时间和地理维度量化分析了使用手机通话位置数据估计24 h人口分布的偏差,同时探讨了剔除低频用户对上述偏差的影响。本研究揭示,在居民活跃时间段,使用通话用户的分布估计人口分布时,相对误差的中位数在25%~30%之间;城市内部的土地利用类型与通话用户人口估计偏差具有显著的关联;剔除低频用户会略微减小土地利用对人口分布偏差的影响。本研究成果可帮助理解手机通话位置数据在估计高时空分辨率人口分布上的局限性和适用性,为合理使用手机通话位置数据进行相关研究和应用提供科学依据。     

影响水准网精度的因素

一、测量误差（一）测量误差来源水准测量误差包括仪器误差、观测误差、和外界条件的影响产生的误差三个方面。仪器误差包含视准轴与水准管轴不平行引起的误差和水准尺的误差。观测误差包含精平误差、调焦误差、估读误差、水准尺倾斜误差。外界环境的影响主要有水准仪及水准尺下沉误差、地球曲率及大气遮光引起的误差及日照风力引起的误差。     

卡尔曼滤波模型误差的识别

本文在简述卡尔曼滤波模型基础上讨论了模型误差的检验和估计问题,提出了检验卡尔曼滤波模型误差显著性的几种统计假设检验方法,探讨并给出了估计模型误差的方法和公式。     

基于运动检测的飞行区车辆差分北斗/SINS组合导航

针对机场飞行区车载差分北斗/SINS组合导航系统中卫星信号衰弱、断续和中断时引起导航系统精度降低的问题,提出一种基于运动检测的高精度组合导航方法。该方法基于运动检测的差分北斗/SINS组合导航系统框架,根据车辆运动的特性,利用零速修正与动态零速修正相结合的模式来约束SINS误差;建立系统误差最优估计状态方程和量测方程,并结合惯性测量单元输出的陀螺和加速度计信息以及SINS输出速度来实现车辆运动状态的检测;最后通过车载实验验证该方法的可行性。结果表明,卫星信号有效时,差分北斗/SINS组合导航定位精度优于1 m;相比于传统运动学约束技术,2.5 km信号中断场景下,组合导航系统的经度误差最大值由5.21 m减小为1.35 m。     

关于原码除法加减交替算法运算精度的探讨

通过对原码除法加减交替算法运算精度的研究,探讨了该算法在运算过程中存在的误差及产生的原因。针对提高运算精度给出两种修正方法,并在运算精度、运算速度和实现方法等方面进行对比。得到了较为实用的修正方法。     

基于Rayleigh商的不等精度二次曲线拟合的WTLS迭代解法

针对独立不等精度离散点的二次曲线拟合问题,以系数矩阵元素的一阶误差传播得到的方差为权倒数,采用加权总体最小二乘估计方法求解拟合参数,将加权总体最小二乘问题转化为Rayleigh商问题,从而只需求一正定矩阵的特征值和特征向量,便可通过迭代计算得到待估参数的解。该方法性能稳定且计算量较小,是针对WTLS问题的一种相对简捷高效的计算方法。