2011年 第36卷 第1期
2011, 36(1): 1-5.
摘要:
21世纪最长的一次日全食于2009-07-22发生,从亚洲东部一直延伸到太平洋地区,同时,日食后期开始伴随着一次中等强度的磁暴。本文利用COSMIC掩星GPS数据反演了食甚时刻电子密度变化情况,利用武汉CORS地基GPS数据反演了局部TEC时序变化情况,并分析了日食电离层效应的物理机制。
21世纪最长的一次日全食于2009-07-22发生,从亚洲东部一直延伸到太平洋地区,同时,日食后期开始伴随着一次中等强度的磁暴。本文利用COSMIC掩星GPS数据反演了食甚时刻电子密度变化情况,利用武汉CORS地基GPS数据反演了局部TEC时序变化情况,并分析了日食电离层效应的物理机制。
2011, 36(1): 6-9.
摘要:
基于多尺度分析的思想,以离散小波变换为工具,利用小波对惯性元件输出的信息进行并行阈值消噪以削弱惯性元件误差对SINS及组合系统性能的影响;然后,对GPS输出的信息进行并行多尺度预处理,并结合传统的Kalman滤波方法,对系统进行综合滤波;将上述方法引入到GPS/SINS组合导航系统中,利用实测数据进行验证,并给出了基于不同方法的大量实验曲线。实验结果表明,该方法可以有效削弱惯性元件以及GPS误差对系统的影响,提高了GPS/SINS组合导航系的精度和可靠性。
基于多尺度分析的思想,以离散小波变换为工具,利用小波对惯性元件输出的信息进行并行阈值消噪以削弱惯性元件误差对SINS及组合系统性能的影响;然后,对GPS输出的信息进行并行多尺度预处理,并结合传统的Kalman滤波方法,对系统进行综合滤波;将上述方法引入到GPS/SINS组合导航系统中,利用实测数据进行验证,并给出了基于不同方法的大量实验曲线。实验结果表明,该方法可以有效削弱惯性元件以及GPS误差对系统的影响,提高了GPS/SINS组合导航系的精度和可靠性。
2011, 36(1): 10-13.
摘要:
介绍了一种基于非差精密单点定位(PPP)的GPS网处理新算法——Ambizap,利用该算法处理了一个由150个台站组成的GPS同步观测网。处理结果表明,该算法的定位精度比PPP解有所改进,处理效率比多基线网解法有较大提高。该算法在大规模高精度GPS网处理中具有巨大的应用价值。
介绍了一种基于非差精密单点定位(PPP)的GPS网处理新算法——Ambizap,利用该算法处理了一个由150个台站组成的GPS同步观测网。处理结果表明,该算法的定位精度比PPP解有所改进,处理效率比多基线网解法有较大提高。该算法在大规模高精度GPS网处理中具有巨大的应用价值。
2011, 36(1): 14-17.
摘要:
针对运动航天器收到的脉冲星信号受Doppler效应影响,难以准确测量脉冲到达时间的问题,提出了基于三阶小波互累积量的脉冲星累积脉冲轮廓时间延迟测量算法。结果表明,当信号受到Doppler效应影响时,该算法测量精度优于现有算法,适用于脉冲星导航系统中脉冲到达时间的测量。
针对运动航天器收到的脉冲星信号受Doppler效应影响,难以准确测量脉冲到达时间的问题,提出了基于三阶小波互累积量的脉冲星累积脉冲轮廓时间延迟测量算法。结果表明,当信号受到Doppler效应影响时,该算法测量精度优于现有算法,适用于脉冲星导航系统中脉冲到达时间的测量。
2011, 36(1): 18-23.
摘要:
对导航卫星广播星历参数拟合算法和接口设计问题进行了研究。通过条件数、参数相关性分析,指出小倾角问题是造成GPS开普勒轨道根数广播星历拟合算法不能适用于GEO卫星的最主要原因;通过分析定轨理论和拟合实例证明,GEO卫星星历参数Crc、Crs超限的主要原因是由于其轨道特性决定的;针对GEO卫星星历参数拟合法方程严重病态的问题,提出了动态加权的带参数约束条件平差算法。该方法能有效稳定星历拟合结果,解决Δn等星历参数超限的问题。
对导航卫星广播星历参数拟合算法和接口设计问题进行了研究。通过条件数、参数相关性分析,指出小倾角问题是造成GPS开普勒轨道根数广播星历拟合算法不能适用于GEO卫星的最主要原因;通过分析定轨理论和拟合实例证明,GEO卫星星历参数Crc、Crs超限的主要原因是由于其轨道特性决定的;针对GEO卫星星历参数拟合法方程严重病态的问题,提出了动态加权的带参数约束条件平差算法。该方法能有效稳定星历拟合结果,解决Δn等星历参数超限的问题。
2011, 36(1): 24-28.
摘要:
提出了一种利用星间单差法消除接收机钟差的GEO卫星精密定轨方案。通过仿真,详细探讨了相关原理、参数设置、测站分布以及单差选星等关键问题。仿真研究表明,该方法消去了接收机钟差、大部分与测站相关的系统误差以及用模型未完全改正的对流层及电离层延迟残差,能够直接解算卫星轨道参数,减轻测站接收机时钟同步的负担;通过方案对比,确定了一种优化方案,选取合适的卫星对,在现有条件下采用合适的测站分布,利用星间单差方法解算22参数,可以获得高精度的GEO卫星轨道。
提出了一种利用星间单差法消除接收机钟差的GEO卫星精密定轨方案。通过仿真,详细探讨了相关原理、参数设置、测站分布以及单差选星等关键问题。仿真研究表明,该方法消去了接收机钟差、大部分与测站相关的系统误差以及用模型未完全改正的对流层及电离层延迟残差,能够直接解算卫星轨道参数,减轻测站接收机时钟同步的负担;通过方案对比,确定了一种优化方案,选取合适的卫星对,在现有条件下采用合适的测站分布,利用星间单差方法解算22参数,可以获得高精度的GEO卫星轨道。
2011, 36(1): 29-33.
摘要:
分析了TurboEdit方法的局限性,提出了一种改进方法。该方法联合差分无电离层观测值(DLC)、电离层观测值(LG)和Moulborne-Wuebbena宽波模糊度观测值(MW)综合探测和确认周跳。对多个IGS站的处理结果表明,改进方法能够有效地剔除观测噪声造成的虚假周跳,从而增强了数据的连续性和参数估计程序的计算效率。
分析了TurboEdit方法的局限性,提出了一种改进方法。该方法联合差分无电离层观测值(DLC)、电离层观测值(LG)和Moulborne-Wuebbena宽波模糊度观测值(MW)综合探测和确认周跳。对多个IGS站的处理结果表明,改进方法能够有效地剔除观测噪声造成的虚假周跳,从而增强了数据的连续性和参数估计程序的计算效率。
2011, 36(1): 34-38.
摘要:
分别讨论当标准Kalman滤波动力学模型的状态参数协方差阵、状态噪声的协方差阵及观测噪声的协方差阵含有误差时,对滤波结果的影响并导出相应的解式。利用GPS/INS紧组合导航系统的实测数据对上述分析进行了实验,结果表明,动力学模型信息的协方差阵和观测信息的协方差阵在滤波中具有一个理想的平衡点,该平衡点能够合理分配动力学模型信息和观测信息对滤波解的贡献,从而可以得到可靠的滤波解。
分别讨论当标准Kalman滤波动力学模型的状态参数协方差阵、状态噪声的协方差阵及观测噪声的协方差阵含有误差时,对滤波结果的影响并导出相应的解式。利用GPS/INS紧组合导航系统的实测数据对上述分析进行了实验,结果表明,动力学模型信息的协方差阵和观测信息的协方差阵在滤波中具有一个理想的平衡点,该平衡点能够合理分配动力学模型信息和观测信息对滤波解的贡献,从而可以得到可靠的滤波解。
2011, 36(1): 39-43.
摘要:
提出了一种新的XPNAV系统解相位模糊度搜索算法,依据检核脉冲星的特征周期,将正确的模糊向量限定在多个子空间内,使用线性搜索寻找子空间种子向量,采用基于满二叉树的穷举搜索算法遍历子空间中向量,并建立向量间的关系。理论分析和仿真实验表明,新的解相位模糊度算法能显著降低系统的运算量,计算过程中的矩阵均是由脉冲星特征属性决定的常数矩阵,便于工程实现,此外二叉树搜索方法还能用于并行计算。
提出了一种新的XPNAV系统解相位模糊度搜索算法,依据检核脉冲星的特征周期,将正确的模糊向量限定在多个子空间内,使用线性搜索寻找子空间种子向量,采用基于满二叉树的穷举搜索算法遍历子空间中向量,并建立向量间的关系。理论分析和仿真实验表明,新的解相位模糊度算法能显著降低系统的运算量,计算过程中的矩阵均是由脉冲星特征属性决定的常数矩阵,便于工程实现,此外二叉树搜索方法还能用于并行计算。
2011, 36(1): 44-47.
摘要:
在系统分析龙口水域水文特点的基础上,基于GPS PPK测量技术,设计并研制出了浮球漂流水位连续测量系统。对系统测量数据的处理方法进行了详细研究。将该系统及数据处理算法应用于龙口水域截流区的连续水位测量和提取中,取得了理想的效果。
在系统分析龙口水域水文特点的基础上,基于GPS PPK测量技术,设计并研制出了浮球漂流水位连续测量系统。对系统测量数据的处理方法进行了详细研究。将该系统及数据处理算法应用于龙口水域截流区的连续水位测量和提取中,取得了理想的效果。
2011, 36(1): 48-50.
摘要:
分析表明海域的两类基本波形类型为镜面和散射波形,提出了波形移动相关分析,用于复杂海域波形分类。在近海和南极海域实验区,对ERS-1回波信号波形分类。结果表明,脉冲峰值、-β5和波形移动相关分析均可进行波形分类。
分析表明海域的两类基本波形类型为镜面和散射波形,提出了波形移动相关分析,用于复杂海域波形分类。在近海和南极海域实验区,对ERS-1回波信号波形分类。结果表明,脉冲峰值、-β5和波形移动相关分析均可进行波形分类。
2011, 36(1): 51-55.
摘要:
为提高多尺度灾害风险地图表达中高风险区承灾体的准确、有效、快速识别,基于灾害风险理论,运用地理学规律,在GIS等技术支持下,结合数据挖掘和空间分析技术,探讨了在尺度转换过程中点状承灾体的制图综合问题,并结合承灾体自身及在灾害系统中的属性特征,抽象概括了点状承灾体在灾害地图中的制图综合类型,即重要性综合、特殊性综合、邻近性综合、条件性综合、完整性综合、随机性综合。针对每一种综合类型,给出了可能的灾害情景假设及制图综合方法,并进行了技术实现及可视化表达。结果表明,基于上述6种类型的点状承灾体制图综合,不仅有效解决了尺度转换过程中的数据冗余问题,而且还能准确反映出特定孕灾环境下高风险区承灾体的空间分布,同时也为灾害风险地图的制图综合提供一种新的思路。本研究为区域灾害风险识别、风险防范与管理提供理论与技术支持,进而为区域的防灾减灾提供科学依据。
为提高多尺度灾害风险地图表达中高风险区承灾体的准确、有效、快速识别,基于灾害风险理论,运用地理学规律,在GIS等技术支持下,结合数据挖掘和空间分析技术,探讨了在尺度转换过程中点状承灾体的制图综合问题,并结合承灾体自身及在灾害系统中的属性特征,抽象概括了点状承灾体在灾害地图中的制图综合类型,即重要性综合、特殊性综合、邻近性综合、条件性综合、完整性综合、随机性综合。针对每一种综合类型,给出了可能的灾害情景假设及制图综合方法,并进行了技术实现及可视化表达。结果表明,基于上述6种类型的点状承灾体制图综合,不仅有效解决了尺度转换过程中的数据冗余问题,而且还能准确反映出特定孕灾环境下高风险区承灾体的空间分布,同时也为灾害风险地图的制图综合提供一种新的思路。本研究为区域灾害风险识别、风险防范与管理提供理论与技术支持,进而为区域的防灾减灾提供科学依据。
2011, 36(1): 56-59.
摘要:
从能量、图形、统计多角度出发,提出了由信噪比、平滑度等6项指标组成的小波消噪效果评价体系,对各算法去噪后信号作出全面客观评价。实验结果表明,基于3σ准则的阈值法与模极大值法相结合的小波去噪方法可以有效地去除噪声,效果优于其他方法。
从能量、图形、统计多角度出发,提出了由信噪比、平滑度等6项指标组成的小波消噪效果评价体系,对各算法去噪后信号作出全面客观评价。实验结果表明,基于3σ准则的阈值法与模极大值法相结合的小波去噪方法可以有效地去除噪声,效果优于其他方法。
2011, 36(1): 60-65.
摘要:
根据影像灭点理论分析建筑物道路特征线与影像平面线段间数学关系,对影像所提取线段进行分类。实验通过立体影像中模拟数据和基于影像边缘提取线段的处理实现了地物特征线段的快速自动分类,无关线段过滤效果显著,是移动测量地物自动量测与影像理解的重要基础。
根据影像灭点理论分析建筑物道路特征线与影像平面线段间数学关系,对影像所提取线段进行分类。实验通过立体影像中模拟数据和基于影像边缘提取线段的处理实现了地物特征线段的快速自动分类,无关线段过滤效果显著,是移动测量地物自动量测与影像理解的重要基础。
2011, 36(1): 66-70.
摘要:
提出了地震应急态势标绘元素的分类体系,并设计基于此体系的态势标绘元素的可视化符号库,此符号库包括:基元符号层、单元符号层和表现符号层。研究了态势标绘元素基于GIS的显示方法与实现流程,采用基于哈希表的虚拟图层控制器实现态势符号的显示管理。建设南京市地震突发事件救灾应急平台,在平台中实现态势标绘模块。通过实际应急演练,验证了本研究的态势标绘技术的可行性和有效性。
提出了地震应急态势标绘元素的分类体系,并设计基于此体系的态势标绘元素的可视化符号库,此符号库包括:基元符号层、单元符号层和表现符号层。研究了态势标绘元素基于GIS的显示方法与实现流程,采用基于哈希表的虚拟图层控制器实现态势符号的显示管理。建设南京市地震突发事件救灾应急平台,在平台中实现态势标绘模块。通过实际应急演练,验证了本研究的态势标绘技术的可行性和有效性。
2011, 36(1): 71-75.
摘要:
分析路面裂缝的成像特点,提出了一种基于目标点最小生成树的路面裂缝检测方法。最小生成树具有描述空间线性聚集特征的优点,有利于实现对裂缝的全局分析和提取。实验结果表明,对不连续裂缝的处理,本文方法优于传统方法。
分析路面裂缝的成像特点,提出了一种基于目标点最小生成树的路面裂缝检测方法。最小生成树具有描述空间线性聚集特征的优点,有利于实现对裂缝的全局分析和提取。实验结果表明,对不连续裂缝的处理,本文方法优于传统方法。
2011, 36(1): 76-81.
摘要:
分布式环境下空间数据的索引是空间数据处理中一个关键性的基础问题,引入了控制点及四叉树划分结构,并通过Hash函数把控制点映射到Chord网络中,在此基础上提出了基于语义的分簇聚类分布式四叉树的空间数据索引机制(spatial data index based on clustering distributed quad-tree,SDI-CDQT),该机制主要包含四叉树划分、空间数据查询和分簇聚类3个子算法。实验表明,SDI-CDQT机制是可行和有效的。
分布式环境下空间数据的索引是空间数据处理中一个关键性的基础问题,引入了控制点及四叉树划分结构,并通过Hash函数把控制点映射到Chord网络中,在此基础上提出了基于语义的分簇聚类分布式四叉树的空间数据索引机制(spatial data index based on clustering distributed quad-tree,SDI-CDQT),该机制主要包含四叉树划分、空间数据查询和分簇聚类3个子算法。实验表明,SDI-CDQT机制是可行和有效的。
2011, 36(1): 82-85.
摘要:
在概略讨论地面曲面本身特性的基础上,指出地面曲面本身并非是具有较高光滑度的单纯曲面,而应看作为由结构线连接而成的低次曲面片组合;着重深入分析了地面已知数据的准确性,指出计算稳定性问题是采用内插DEM必须要重视的重要问题;同时还论述了内插方法必须要具有高程序同构特性的保证;相对而言,各种内插方法都具有一定的逼近性,在实际数据较为密集的条件下较为宽松。
在概略讨论地面曲面本身特性的基础上,指出地面曲面本身并非是具有较高光滑度的单纯曲面,而应看作为由结构线连接而成的低次曲面片组合;着重深入分析了地面已知数据的准确性,指出计算稳定性问题是采用内插DEM必须要重视的重要问题;同时还论述了内插方法必须要具有高程序同构特性的保证;相对而言,各种内插方法都具有一定的逼近性,在实际数据较为密集的条件下较为宽松。
2011, 36(1): 86-91.
摘要:
提出一种三维散乱点云的Voronoi拓扑近邻点集查询算法,该算法改进R*-tree建立三维散乱点云的空间索引结构,采用动态扩展空心球算法获取样点的k近邻点集,通过偏心扩展和自适应扩展获取样点拓扑近邻参考数据,生成该局部点集的Voronoi图,查询样点Voronoi邻域获取样点拓扑近邻点集。通过算法时间复杂度分析及相关实验,证明该算法可快速、准确地获取任意复杂散乱点云的Voronoi拓扑近邻点集。
提出一种三维散乱点云的Voronoi拓扑近邻点集查询算法,该算法改进R*-tree建立三维散乱点云的空间索引结构,采用动态扩展空心球算法获取样点的k近邻点集,通过偏心扩展和自适应扩展获取样点拓扑近邻参考数据,生成该局部点集的Voronoi图,查询样点Voronoi邻域获取样点拓扑近邻点集。通过算法时间复杂度分析及相关实验,证明该算法可快速、准确地获取任意复杂散乱点云的Voronoi拓扑近邻点集。
2011, 36(1): 92-97.
摘要:
提出了一种分析多数据流变化趋势的新方法。该方法引入集对分析思想,使用峰值数据进行分析,计算简单、数据量小。实验表明,峰值的变化趋势较能真实地反映数据流的变化趋势;同时,本方法对解决样本点个数不一致的问题是有效的。
提出了一种分析多数据流变化趋势的新方法。该方法引入集对分析思想,使用峰值数据进行分析,计算简单、数据量小。实验表明,峰值的变化趋势较能真实地反映数据流的变化趋势;同时,本方法对解决样本点个数不一致的问题是有效的。
2011, 36(1): 98-103.
摘要:
对8个不同地区对应的同一时间的ETM+数据和MODIS数据,利用谱间关系法得到30 m和250 m分辨率具有不同景观格局分布的水体专题图,研究分辨率对不同景观格局分布的水体提取的影响。通过比较发现,区域内水体边缘密度很小时,ETM+和MODIS提取结果的误差很小;当区域内水体边缘密度很大时,ETM+和MODIS提取结果的误差相应就变大。通过引入景观格局指数与两种分辨率的提取结果进行回归分析发现,对于不破碎区域的水体,MODIS和ETM+可以得到相近的精度;而对于中度破碎的水体,引入景观格局指数信息能显著地提高中度破碎水体的精度;但对于高度破碎的水体,通过引入景观格局指数信息的多元回归几乎不能提高精度。
对8个不同地区对应的同一时间的ETM+数据和MODIS数据,利用谱间关系法得到30 m和250 m分辨率具有不同景观格局分布的水体专题图,研究分辨率对不同景观格局分布的水体提取的影响。通过比较发现,区域内水体边缘密度很小时,ETM+和MODIS提取结果的误差很小;当区域内水体边缘密度很大时,ETM+和MODIS提取结果的误差相应就变大。通过引入景观格局指数与两种分辨率的提取结果进行回归分析发现,对于不破碎区域的水体,MODIS和ETM+可以得到相近的精度;而对于中度破碎的水体,引入景观格局指数信息能显著地提高中度破碎水体的精度;但对于高度破碎的水体,通过引入景观格局指数信息的多元回归几乎不能提高精度。
2011, 36(1): 104-107.
摘要:
提出了一种新的基于Cloude-Pottier分解和极化白化滤波(PWF)的全极化SAR数据分类算法。该算法利用PWF的结果来代替反熵A对复WishartH/α分类结果进行进一步细化,按PWF的值将复WishartH/α分类结果由8类分为16类,然后再次进行Wishart迭代分类。实验结果表明,该算法能有效地提高分类精度,分类结果明显优于常规的复WishartH/α分类结果和复WishartH/α/A分类结果。
提出了一种新的基于Cloude-Pottier分解和极化白化滤波(PWF)的全极化SAR数据分类算法。该算法利用PWF的结果来代替反熵A对复WishartH/α分类结果进行进一步细化,按PWF的值将复WishartH/α分类结果由8类分为16类,然后再次进行Wishart迭代分类。实验结果表明,该算法能有效地提高分类精度,分类结果明显优于常规的复WishartH/α分类结果和复WishartH/α/A分类结果。
2011, 36(1): 108-112.
摘要:
提出了对每一类地物的光谱特征用一个高斯混合模型(Gauss mixture model,GMM)描述的新思路,并应用在半监督分类(semi-supervised classification)中。实验证明,本方法只需少量的标定数据即可达到其他监督分类方法(如支持向量机分类、面向对象分类)的精度,具有较好的应用价值。
提出了对每一类地物的光谱特征用一个高斯混合模型(Gauss mixture model,GMM)描述的新思路,并应用在半监督分类(semi-supervised classification)中。实验证明,本方法只需少量的标定数据即可达到其他监督分类方法(如支持向量机分类、面向对象分类)的精度,具有较好的应用价值。
2011, 36(1): 113-116.
摘要:
在综合分析已有研究成果的基础上,选择MODIS遥感影像,借助灰色系统理论,结合观测站实测雪深数据,选择雪深反演特征参数,构建反演模型,并定义多元回归模型的综合评价系数,进而从构建的多个回归模型中,选择出雪深反演最优模型。
在综合分析已有研究成果的基础上,选择MODIS遥感影像,借助灰色系统理论,结合观测站实测雪深数据,选择雪深反演特征参数,构建反演模型,并定义多元回归模型的综合评价系数,进而从构建的多个回归模型中,选择出雪深反演最优模型。
2011, 36(1): 117-121.
摘要:
提出了一种监督的多尺度同质区域的提取、融合和分类方法(ECHO),该方法同时考虑了地物的光谱。和空间信息。利用空间分辨率为5 m的华盛顿商业街数据和空间分辨率为0.7 m的北京地区QuickBird数据,证明该方法能有效提高高分辨率遥感影像的解译精度。
提出了一种监督的多尺度同质区域的提取、融合和分类方法(ECHO),该方法同时考虑了地物的光谱。和空间信息。利用空间分辨率为5 m的华盛顿商业街数据和空间分辨率为0.7 m的北京地区QuickBird数据,证明该方法能有效提高高分辨率遥感影像的解译精度。
2011, 36(1): 122-125.
摘要:
针对大多数分类方法未能同时考虑图像与特征、类别与特征、类别与类别之间关系的问题,提出了一种基于潜在语义分析(pLSA)和拓扑马尔可夫随机场(Topo-MRF)模型的合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像的分类算法。实验结果证明了该算法的有效性。
针对大多数分类方法未能同时考虑图像与特征、类别与特征、类别与类别之间关系的问题,提出了一种基于潜在语义分析(pLSA)和拓扑马尔可夫随机场(Topo-MRF)模型的合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像的分类算法。实验结果证明了该算法的有效性。
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