2016年 第41卷 第7期
2016, 41(7): 853-860.
doi: 10.13203/j.whugis20160089
摘要:
智慧城市的功能之一是构建可智能感知的、泛在化的空间信息服务,并将这些服务按需求进行组合提供灵活的服务,这就要求空间信息服务能更好地适应不断变化的地理上下文环境。设计了上下文感知的空间信息服务的语义模型,该模型扩展了OWL-S本体,增加了地理上下文类、上下文前提条件类、上下文效果类和上下文绑定类以支持地理上下文和地理上下文适应性,并使用智能规划技术和语义增强技术,将上下文感知的空间信息服务组合转化为智能规划的求解过程,提高了服务组合精度。最后通过智慧旅游验证了上下文感知的空间信息服务组合方法的可行性和有效性。
智慧城市的功能之一是构建可智能感知的、泛在化的空间信息服务,并将这些服务按需求进行组合提供灵活的服务,这就要求空间信息服务能更好地适应不断变化的地理上下文环境。设计了上下文感知的空间信息服务的语义模型,该模型扩展了OWL-S本体,增加了地理上下文类、上下文前提条件类、上下文效果类和上下文绑定类以支持地理上下文和地理上下文适应性,并使用智能规划技术和语义增强技术,将上下文感知的空间信息服务组合转化为智能规划的求解过程,提高了服务组合精度。最后通过智慧旅游验证了上下文感知的空间信息服务组合方法的可行性和有效性。
2016, 41(7): 861-867.
doi: 10.13203/j.whugis20140234
摘要:
为了进一步提高遥感图像分类的精度,提出了一种基于Log-Gabor小波和Krawtchouk矩的遥感图像分类算法。首先利用Log-Gabor小波对遥感图像进行多方向、多分辨率滤波,提取遥感图像的纹理特征;同时计算遥感图像的Krawtchouk矩不变量,作为遥感图像的边缘形状特征,并与基于Log-Gabor小波提取的纹理特征构成完整的特征向量;最后依据所提取的特征向量利用支持向量机(support vector machine,SVM)分类器对待分类图像进行分类,得到最终的遥感图像分类结果。实验结果表明,与近年来提出的基于Gabor小波、基于Log-Gabor小波、基于Krawtchouk矩等3种遥感图像分类算法相比,本文算法在主观视觉效果和分类精度等客观定量评价指标上都有了明显的改善,是一种行之有效的遥感图像分类算法。
为了进一步提高遥感图像分类的精度,提出了一种基于Log-Gabor小波和Krawtchouk矩的遥感图像分类算法。首先利用Log-Gabor小波对遥感图像进行多方向、多分辨率滤波,提取遥感图像的纹理特征;同时计算遥感图像的Krawtchouk矩不变量,作为遥感图像的边缘形状特征,并与基于Log-Gabor小波提取的纹理特征构成完整的特征向量;最后依据所提取的特征向量利用支持向量机(support vector machine,SVM)分类器对待分类图像进行分类,得到最终的遥感图像分类结果。实验结果表明,与近年来提出的基于Gabor小波、基于Log-Gabor小波、基于Krawtchouk矩等3种遥感图像分类算法相比,本文算法在主观视觉效果和分类精度等客观定量评价指标上都有了明显的改善,是一种行之有效的遥感图像分类算法。
2016, 41(7): 868-874.
doi: 10.13203/j.whugis20140270
摘要:
提出了一种基于变换域离散度排序的高光谱图像快速压缩算法。该算法针对高光谱数据在Hadamard变换域的特性,自适应地选择有利的排列顺序,将变换域光谱矢量的各维度按照离散度进行重新排序,不仅使光谱矢量的大部分能量和差异集中在低维部分,而且把高信噪比的分量调整到低维空间,并据此构造出高效的码字排除不等式,最后结合LBG(Linde Bazo Gray)聚类算法,通过矢量量化快速完成高光谱图像的编码。在不同压缩比下进行实验,结果表明,本文提出的高光谱图像压缩算法能在保证良好的图像恢复质量的前提下,大幅度降低计算复杂度,实现快速压缩。
提出了一种基于变换域离散度排序的高光谱图像快速压缩算法。该算法针对高光谱数据在Hadamard变换域的特性,自适应地选择有利的排列顺序,将变换域光谱矢量的各维度按照离散度进行重新排序,不仅使光谱矢量的大部分能量和差异集中在低维部分,而且把高信噪比的分量调整到低维空间,并据此构造出高效的码字排除不等式,最后结合LBG(Linde Bazo Gray)聚类算法,通过矢量量化快速完成高光谱图像的编码。在不同压缩比下进行实验,结果表明,本文提出的高光谱图像压缩算法能在保证良好的图像恢复质量的前提下,大幅度降低计算复杂度,实现快速压缩。
2016, 41(7): 875-881.
doi: 10.13203/j.whugis20140291
摘要:
提出了利用模糊综合评判进行面向对象的遥感影像变化检测方法。首先对遥感影像进行多尺度分割来获取对象;然后,进行对象的特征优选,利用变化向量模法、χ2变换法、向量相似度法、相关系数法来构造“综合层间逻辑值”,并作为因素集建立模糊综合评判模型,对目标对象是否发生变化做出判决。最后与单个“层间逻辑值”进行OTSU阈值分割的结果进行对比,证明了该方法的可行性。
提出了利用模糊综合评判进行面向对象的遥感影像变化检测方法。首先对遥感影像进行多尺度分割来获取对象;然后,进行对象的特征优选,利用变化向量模法、χ2变换法、向量相似度法、相关系数法来构造“综合层间逻辑值”,并作为因素集建立模糊综合评判模型,对目标对象是否发生变化做出判决。最后与单个“层间逻辑值”进行OTSU阈值分割的结果进行对比,证明了该方法的可行性。
2016, 41(7): 882-888.
doi: 10.13203/j.whugis20140335
摘要:
为解决复杂场景下高陡边坡点云数据的植被过滤问题,首先研究了高陡边坡上植被和岩石激光点云的多尺度维度特征;然后利用支持向量机(support vector machine,SVM)构建分类器,针对高陡边坡点云数据提出滤波算法,并编制了三维激光点云滤波软件LIDARVIEW。实验数据表明,复杂场景内不同尺度的植被均得到很好识别,滤波算法分类精度较高;算法不受激光点云的密度、遮挡和复杂地形的影响,且适用于机载雷达点云数据的滤波;植被覆盖率高的岩石分类精度高于93%,植被覆盖率低的岩石分类精度高于97%。算法对山丘区有复杂地貌的高陡边坡地形测量具有重大研究意义。
为解决复杂场景下高陡边坡点云数据的植被过滤问题,首先研究了高陡边坡上植被和岩石激光点云的多尺度维度特征;然后利用支持向量机(support vector machine,SVM)构建分类器,针对高陡边坡点云数据提出滤波算法,并编制了三维激光点云滤波软件LIDARVIEW。实验数据表明,复杂场景内不同尺度的植被均得到很好识别,滤波算法分类精度较高;算法不受激光点云的密度、遮挡和复杂地形的影响,且适用于机载雷达点云数据的滤波;植被覆盖率高的岩石分类精度高于93%,植被覆盖率低的岩石分类精度高于97%。算法对山丘区有复杂地貌的高陡边坡地形测量具有重大研究意义。
2016, 41(7): 889-895.
doi: 10.13203/j.whugis20140294
摘要:
土壤有机碳的有效评估对全球碳循环和农业可持续发展具有重要作用。可见光-近红外光谱技术已广泛用于土壤有机碳含量的反演研究。然而,基于可见光-近红外光谱的土壤有机碳反演模型通常具有一定的区域局限性。本文基于湖北钟祥市和洪湖市两个区域的土壤光谱和有机碳量测数据(样本数分别为100和96),探究土壤有机碳反演模型在不同区域间的传递性。结果表明,钟祥市或洪湖市区域模型都不能用于另一个区域,但基于钟祥样本全集与洪湖区域30个土壤样本数据建立的模型对洪湖区域土壤有机碳含量有很好的预测效果(R2=0.88, RMSE=2.51 g·kg-1)。尽管模型在不同区域间的传递性非常有限,但将少量目标区域样本添加到现有区域土壤光谱库中所建立的偏最小二乘回归模型能够估算目标区域土壤有机碳的含量,降低目标区域的采样和量测成本。
土壤有机碳的有效评估对全球碳循环和农业可持续发展具有重要作用。可见光-近红外光谱技术已广泛用于土壤有机碳含量的反演研究。然而,基于可见光-近红外光谱的土壤有机碳反演模型通常具有一定的区域局限性。本文基于湖北钟祥市和洪湖市两个区域的土壤光谱和有机碳量测数据(样本数分别为100和96),探究土壤有机碳反演模型在不同区域间的传递性。结果表明,钟祥市或洪湖市区域模型都不能用于另一个区域,但基于钟祥样本全集与洪湖区域30个土壤样本数据建立的模型对洪湖区域土壤有机碳含量有很好的预测效果(R2=0.88, RMSE=2.51 g·kg-1)。尽管模型在不同区域间的传递性非常有限,但将少量目标区域样本添加到现有区域土壤光谱库中所建立的偏最小二乘回归模型能够估算目标区域土壤有机碳的含量,降低目标区域的采样和量测成本。
2016, 41(7): 896-902.
doi: 10.13203/j.whugis20140097
摘要:
等高线是获取数字高程模型(DEM)常用的数据源之一,但内插方法对DEM生成精度有显著的影响。基于形态学重建和测地距离变换运算,提出一种等高线数据生成DEM的内插方法。形态学重建用于获取与空间一点对应的最邻近的上等高线和下等高线的高程值,测地距离变换用于获取该点到上下两条等高线的测地距离;使用沿流水线的线性内插获取该点的高程值。实验表明,在只使用等高线数据生成DEM的情况下,本文提出的内插方法获取的DEM精度更高。
等高线是获取数字高程模型(DEM)常用的数据源之一,但内插方法对DEM生成精度有显著的影响。基于形态学重建和测地距离变换运算,提出一种等高线数据生成DEM的内插方法。形态学重建用于获取与空间一点对应的最邻近的上等高线和下等高线的高程值,测地距离变换用于获取该点到上下两条等高线的测地距离;使用沿流水线的线性内插获取该点的高程值。实验表明,在只使用等高线数据生成DEM的情况下,本文提出的内插方法获取的DEM精度更高。
2016, 41(7): 903-910.
doi: 10.13203/j.whugis20140363
摘要:
提出了一种基于离散余弦变换(discrete cosine trasform, DCT)域的数字高程模型(DEM)数字水印算法,通过分析坡度坡向计算模型并结合人类视觉系统(human visual system, HVS),推导出坡度坡向精度与水印嵌入强度的数学关系,能实现在满足坡度坡向精度要求下,水印嵌入强度的最大化,增强水印的抗攻击性。实验结果表明,含水印DEM的高程、坡度、坡向的最大误差和中误差均较小,满足DEM精度的近无损及所提取等高线的近无损,且满足水印的视觉不可见性,能抵抗JPEG压缩和几何裁剪攻击。
提出了一种基于离散余弦变换(discrete cosine trasform, DCT)域的数字高程模型(DEM)数字水印算法,通过分析坡度坡向计算模型并结合人类视觉系统(human visual system, HVS),推导出坡度坡向精度与水印嵌入强度的数学关系,能实现在满足坡度坡向精度要求下,水印嵌入强度的最大化,增强水印的抗攻击性。实验结果表明,含水印DEM的高程、坡度、坡向的最大误差和中误差均较小,满足DEM精度的近无损及所提取等高线的近无损,且满足水印的视觉不可见性,能抵抗JPEG压缩和几何裁剪攻击。
2016, 41(7): 911-917.
doi: 10.13203/j.whugis20140011
摘要:
不一致性问题是长期困扰地理信息科学领域的一个难题,亦是衡量空间数据质量的基本指标。不一致性问题直接影响空间数据集成、制图综合和空间数据更新。当前研究较多关注于相同或相近比例尺线目标之间的不一致性问题,而对不同比例尺地图数据或制图综合过程中不一致性处理问题的研究甚少。为此,本文顾及空间目标之间拓扑和距离关系约束,提出了一种基于Morphing变换的不同比例尺地图面目标之间不一致性的同化处理方法,通过对两组不一致性同化处理的对比实验验证了该方法的有效性和实用性。
不一致性问题是长期困扰地理信息科学领域的一个难题,亦是衡量空间数据质量的基本指标。不一致性问题直接影响空间数据集成、制图综合和空间数据更新。当前研究较多关注于相同或相近比例尺线目标之间的不一致性问题,而对不同比例尺地图数据或制图综合过程中不一致性处理问题的研究甚少。为此,本文顾及空间目标之间拓扑和距离关系约束,提出了一种基于Morphing变换的不同比例尺地图面目标之间不一致性的同化处理方法,通过对两组不一致性同化处理的对比实验验证了该方法的有效性和实用性。
2016, 41(7): 918-924.
doi: 10.13203/j.whugis20140411
摘要:
通过分析北极滨海平原融冻湖泊形态和空间特征与湖泊表面温度之间的相关性,选取湖泊面积、形态紧凑系数、平均深度、与楚科齐海岸线距离,与波弗特海岸线距离、纬度等6个影响因素为参数,分别利用普通最小二乘线性回归(OLS)法和地理加权回归(GWR)法构建湖泊表面温度的空间分布模型,并采用主成分分析法消除变量共线性以降低模型估计误差方差。研究结果表明,与OLS模型相比,GWR模型显著提高了模型拟合度(确定系数R2由0.648增至0.752)和精度(平均绝对误差从 0.47 K降至0.38 K;均方根误差从0.62 K降至0.44 K),能更好地模拟融冻湖泊表面温度的空间分布,可为极地地区区域性气候变化的研究提供更为可靠的多因素预测模型和统计解释。
通过分析北极滨海平原融冻湖泊形态和空间特征与湖泊表面温度之间的相关性,选取湖泊面积、形态紧凑系数、平均深度、与楚科齐海岸线距离,与波弗特海岸线距离、纬度等6个影响因素为参数,分别利用普通最小二乘线性回归(OLS)法和地理加权回归(GWR)法构建湖泊表面温度的空间分布模型,并采用主成分分析法消除变量共线性以降低模型估计误差方差。研究结果表明,与OLS模型相比,GWR模型显著提高了模型拟合度(确定系数R2由0.648增至0.752)和精度(平均绝对误差从 0.47 K降至0.38 K;均方根误差从0.62 K降至0.44 K),能更好地模拟融冻湖泊表面温度的空间分布,可为极地地区区域性气候变化的研究提供更为可靠的多因素预测模型和统计解释。
2016, 41(7): 925-931,951.
doi: 10.13203/j.whugis20140341
摘要:
在分析Goyal提出的经典方向相似性计算模型的局限和不足的基础上,对方向相似性的计算模型从以下3个方面进行了改进:首先,拓展了方向关系矩阵模型的使用范围,使其能够表达和计算有面群参与的方向关系;其次,从人们对方向差异认知的角度出发,对由单元素方向关系矩阵表达的各基本方向之间的方向距离的定义进行了改进;最后,提出利用最小元素法对多元素方向关系矩阵之间方向距离进行计算,计算原理和方法更为简单。实验证明,该改进模型计算的方向相似性值与人们对方向差异的认知相一致,而且计算方法简单,具有更广泛的适用性。
在分析Goyal提出的经典方向相似性计算模型的局限和不足的基础上,对方向相似性的计算模型从以下3个方面进行了改进:首先,拓展了方向关系矩阵模型的使用范围,使其能够表达和计算有面群参与的方向关系;其次,从人们对方向差异认知的角度出发,对由单元素方向关系矩阵表达的各基本方向之间的方向距离的定义进行了改进;最后,提出利用最小元素法对多元素方向关系矩阵之间方向距离进行计算,计算原理和方法更为简单。实验证明,该改进模型计算的方向相似性值与人们对方向差异的认知相一致,而且计算方法简单,具有更广泛的适用性。
2016, 41(7): 932-938.
doi: 10.13203/j.whugis20140152
摘要:
建立了一种新的聚类算法——模糊投影寻踪聚类(fuzzy projection pursuit cluster, FPPC)算法,实现了投影寻踪聚类(projection pursuit clustering,PPC)算法与模糊聚类迭代(fuzzy clustering iterative,FCI)算法的良好融合。FPPC算法首先建立了一种新的投影指标函数,该函数由投影值标准差和投影点广义欧氏权距离平方和构成,能避免传统PPC中选取惟一参数密度窗宽时完全依赖经验来决定的问题;然后采用投影技术对高维数据进行降维处理,执行FCI步骤来对低维样本集进行初次聚类运算;接着通过寻找最优投影方向的过程,对样本集进行PPC的二重聚类。在FPPC求解过程中,运用了由混沌理论、文化算法与差分进化算法融合而成的混沌文化差分进化算法进行优化处理。实验仿真表明,FCI与PPC双重迭代聚类的FPPC算法拥有更优的聚类精度及有效性。
建立了一种新的聚类算法——模糊投影寻踪聚类(fuzzy projection pursuit cluster, FPPC)算法,实现了投影寻踪聚类(projection pursuit clustering,PPC)算法与模糊聚类迭代(fuzzy clustering iterative,FCI)算法的良好融合。FPPC算法首先建立了一种新的投影指标函数,该函数由投影值标准差和投影点广义欧氏权距离平方和构成,能避免传统PPC中选取惟一参数密度窗宽时完全依赖经验来决定的问题;然后采用投影技术对高维数据进行降维处理,执行FCI步骤来对低维样本集进行初次聚类运算;接着通过寻找最优投影方向的过程,对样本集进行PPC的二重聚类。在FPPC求解过程中,运用了由混沌理论、文化算法与差分进化算法融合而成的混沌文化差分进化算法进行优化处理。实验仿真表明,FCI与PPC双重迭代聚类的FPPC算法拥有更优的聚类精度及有效性。
2016, 41(7): 939-945.
doi: 10.13203/j.whugis20140269
摘要:
以徐州市贾汪矿区1983年、1993年、2003年和2013年4期Landsat影像为数据源,综合景观格局指数粒度效应和信息损失评价法,确定了贾汪矿区景观格局指数的最佳分析粒度为60 m。在该粒度下,基于景观水平和斑块水平对区域景观格局演化进行分析。结果表明,在景观水平上,2003年以前,区域景观格局在煤炭资源的开采、城市化等的驱动下,景观格局呈破碎化、异质化和连通性降低的趋势;2003年以后,由于矿区土地复垦项目的实施、城乡统筹发展和区域连片发展,使区域景观格局呈连续化、均衡化和连通性增大的趋势。在景观类型尺度上,耕地、建设用地和水域随时间的变化最为活跃,1983~2003年间,耕地、水域受煤炭资源开采等活动的影响,斑块趋于破碎化,连通性降低,而建设用地在城市化发展的驱动下,变得更为复杂;2003~2013年间,耕地、水域和建设用地呈现高连通性、斑块规则化的趋势。
以徐州市贾汪矿区1983年、1993年、2003年和2013年4期Landsat影像为数据源,综合景观格局指数粒度效应和信息损失评价法,确定了贾汪矿区景观格局指数的最佳分析粒度为60 m。在该粒度下,基于景观水平和斑块水平对区域景观格局演化进行分析。结果表明,在景观水平上,2003年以前,区域景观格局在煤炭资源的开采、城市化等的驱动下,景观格局呈破碎化、异质化和连通性降低的趋势;2003年以后,由于矿区土地复垦项目的实施、城乡统筹发展和区域连片发展,使区域景观格局呈连续化、均衡化和连通性增大的趋势。在景观类型尺度上,耕地、建设用地和水域随时间的变化最为活跃,1983~2003年间,耕地、水域受煤炭资源开采等活动的影响,斑块趋于破碎化,连通性降低,而建设用地在城市化发展的驱动下,变得更为复杂;2003~2013年间,耕地、水域和建设用地呈现高连通性、斑块规则化的趋势。
2016, 41(7): 946-951.
doi: 10.13203/j.whugis20140072
摘要:
从理论角度分析了观测矩阵的复共线性对卡尔曼滤波的影响,并在均方误差最小意义下,给出了一种有偏卡尔曼滤波算法。分别对观测矩阵和观测量施加扰动进行了试验和分析,证明观测矩阵的病态性会对卡尔曼滤波估计造成严重危害。数值模拟结果表明,本文算法能够有效改善观测矩阵病态性对卡尔曼滤波估计的影响,提高解算质量。
从理论角度分析了观测矩阵的复共线性对卡尔曼滤波的影响,并在均方误差最小意义下,给出了一种有偏卡尔曼滤波算法。分别对观测矩阵和观测量施加扰动进行了试验和分析,证明观测矩阵的病态性会对卡尔曼滤波估计造成严重危害。数值模拟结果表明,本文算法能够有效改善观测矩阵病态性对卡尔曼滤波估计的影响,提高解算质量。
2016, 41(7): 952-957.
doi: 10.13203/j.whugis20140278
摘要:
针对火星探测巡航段轨道导航需求,结合不同的星载敏感器提出了一种基于太阳、地球、火星及恒星信息的火星巡航段自主导航方法。该方法根据导航天体的特点,在分析不同导航天体观测模型基础上,根据地球视线矢量和火星视线矢量的可观性,结合信息融合技术,建立了基于太阳、地球、恒星观测以及太阳、火星、恒星观测两种模式下的多源天体数据融合处理方案,实现了探测器位置与速度信息的实时估计。仿真结果表明,本文方法能够有效地利用多源导航天体观测信息,为巡航轨道提供高精度的导航结果,可满足火星探测巡航段任务要求。
针对火星探测巡航段轨道导航需求,结合不同的星载敏感器提出了一种基于太阳、地球、火星及恒星信息的火星巡航段自主导航方法。该方法根据导航天体的特点,在分析不同导航天体观测模型基础上,根据地球视线矢量和火星视线矢量的可观性,结合信息融合技术,建立了基于太阳、地球、恒星观测以及太阳、火星、恒星观测两种模式下的多源天体数据融合处理方案,实现了探测器位置与速度信息的实时估计。仿真结果表明,本文方法能够有效地利用多源导航天体观测信息,为巡航轨道提供高精度的导航结果,可满足火星探测巡航段任务要求。
2016, 41(7): 958-962.
doi: 10.13203/j.whugis20140276
摘要:
为了快速而准确地分析降雨型滑坡的变形趋势,以指数平滑法为数学基础,从滑坡的实际演化阶段出发,建立外界主要诱发因素与模型参数的关联,引入月累积降雨量作为模型参数动态评估因子,对白家包滑坡90期累积位移数据进行了拟合及预测。最终拟合的累计位移平均绝对误差和相关系数分别为11.346和0.933。与传统的静态参数方法相比,这种方法更符合降雨型滑坡发展的一般规律,预测精度更高。
为了快速而准确地分析降雨型滑坡的变形趋势,以指数平滑法为数学基础,从滑坡的实际演化阶段出发,建立外界主要诱发因素与模型参数的关联,引入月累积降雨量作为模型参数动态评估因子,对白家包滑坡90期累积位移数据进行了拟合及预测。最终拟合的累计位移平均绝对误差和相关系数分别为11.346和0.933。与传统的静态参数方法相比,这种方法更符合降雨型滑坡发展的一般规律,预测精度更高。
2016, 41(7): 963-968.
doi: 10.13203/j.whugis20140251
摘要:
目前,基于GPS流动观测确定垂向变化速率受年周期运动影响较大,但因观测数据较少,不能有效消除周期性运动的影响,使得GPS流动观测得到的垂向速率精度较低。提出利用同一区域GPS连续观测修正流动观测垂向速率的方法,首先依据GPS连续站垂向时间序列计算得到连续站的年周期运动振幅,然后进行空间插值得到各流动站的年周期运动振幅,进而对流动站垂向时间序列进行周期性运动修正,最后依据修正后的流动站垂向时间序列求取垂向线性速率。分别选用云南地区陆态网络GPS连续(2010~2013年)和流动观测数据(2011~2013年)进行了验证。结果表明,在年周期运动空间一致性较好的区域,该方法能够有效修正GPS流动观测垂向速率,提高垂向速率的解算精度。
目前,基于GPS流动观测确定垂向变化速率受年周期运动影响较大,但因观测数据较少,不能有效消除周期性运动的影响,使得GPS流动观测得到的垂向速率精度较低。提出利用同一区域GPS连续观测修正流动观测垂向速率的方法,首先依据GPS连续站垂向时间序列计算得到连续站的年周期运动振幅,然后进行空间插值得到各流动站的年周期运动振幅,进而对流动站垂向时间序列进行周期性运动修正,最后依据修正后的流动站垂向时间序列求取垂向线性速率。分别选用云南地区陆态网络GPS连续(2010~2013年)和流动观测数据(2011~2013年)进行了验证。结果表明,在年周期运动空间一致性较好的区域,该方法能够有效修正GPS流动观测垂向速率,提高垂向速率的解算精度。
2016, 41(7): 969-973,988.
doi: 10.13203/j.whugis20140296
摘要:
根据广义相对论,两地之间的重力位差导致两地之间时钟的运行速率差或频率差。反之,通过比对两地之间高精度时钟的守时速率之差或频率差,则可确定两地之间的重力位差及海拔高程差。本文选取国际度量局(BIPM)发布的5个台站2013年4月1日至21日的卫星双向时频传递(TWSTFT)数据,采用卫星双向时间频率传递技术,并基于重力频移法确定两地之间重力位差和高程差。与EGM2008模型结果的比对结果表明,重力位差和高程差的标准差分别为129.2 m2·s-2和13.2 m。实验结果与目前守时台站所采用原子钟的稳定度10×10-15量级基本一致。迅速发展的时频技术及原子钟(光钟)精度不断提高,为利用卫星双向时间频率传递确定重力位差和高程差提供了应用空间。
根据广义相对论,两地之间的重力位差导致两地之间时钟的运行速率差或频率差。反之,通过比对两地之间高精度时钟的守时速率之差或频率差,则可确定两地之间的重力位差及海拔高程差。本文选取国际度量局(BIPM)发布的5个台站2013年4月1日至21日的卫星双向时频传递(TWSTFT)数据,采用卫星双向时间频率传递技术,并基于重力频移法确定两地之间重力位差和高程差。与EGM2008模型结果的比对结果表明,重力位差和高程差的标准差分别为129.2 m2·s-2和13.2 m。实验结果与目前守时台站所采用原子钟的稳定度10×10-15量级基本一致。迅速发展的时频技术及原子钟(光钟)精度不断提高,为利用卫星双向时间频率传递确定重力位差和高程差提供了应用空间。
2016, 41(7): 974-977.
doi: 10.13203/j.whugis20140262
摘要:
介绍了利用Gram-Schmidt正交化算法构建独立向量集的原理,并利用关联矩阵和向量权的思想构建独立基线向量集和独立双差模糊度向量集,讨论了三种构建双差模糊度向量的特点,给出了选择独立基线和独立双差模糊度的正交化算法。通过一个全球GPS网定轨算例,给出了计算结果,验证了方法的有效性。
介绍了利用Gram-Schmidt正交化算法构建独立向量集的原理,并利用关联矩阵和向量权的思想构建独立基线向量集和独立双差模糊度向量集,讨论了三种构建双差模糊度向量的特点,给出了选择独立基线和独立双差模糊度的正交化算法。通过一个全球GPS网定轨算例,给出了计算结果,验证了方法的有效性。
2016, 41(7): 978-982.
doi: 10.13203/j.whugis20140260
摘要:
针对磁航向估计受浅场磁异常干扰的问题,提出了一种基于磁异常反演的磁航向误差实时补偿方法。该方法首先利用设计的新型磁传感器阵列测量磁异常源产生的磁梯度张量数据,然后联合位置、磁矩及磁标量信息进行浅场磁异常三维磁矢量的单点反演,最后在背景地磁矢量场准确估计的基础上完成磁航向误差的实时补偿。实验结果表明,该方法可实现存在浅场地磁异常情况下的磁航向准确估计。
针对磁航向估计受浅场磁异常干扰的问题,提出了一种基于磁异常反演的磁航向误差实时补偿方法。该方法首先利用设计的新型磁传感器阵列测量磁异常源产生的磁梯度张量数据,然后联合位置、磁矩及磁标量信息进行浅场磁异常三维磁矢量的单点反演,最后在背景地磁矢量场准确估计的基础上完成磁航向误差的实时补偿。实验结果表明,该方法可实现存在浅场地磁异常情况下的磁航向准确估计。
2016, 41(7): 983-988.
doi: 10.13203/j.whugis20140077
摘要:
利用非组合精密单点定位(PPP)可以提取高精度的电离层延迟。测站多径误差会影响伪距和相位测量精度,影响实时PPP电离层延迟提取的精度以及收敛速度。对于静态观测站,利用对GPS卫星地面跟踪的时间重复性进行恒星日滤波可以消除多径误差的影响。通过事后处理提取前几日的码和载波相位残差序列,利用恒星日滤波建立多径误差改正模型,修正实时观测数据,可以改善实时电离层延迟估计性能。对IGS观测站的实测数据分析表明,应用恒星日滤波多径误差修正后,实时电离层延迟提取的精度由0.185 m提高到0.028 m,新进卫星的电离层参数估计收敛时间由80 min减少为35 min。
利用非组合精密单点定位(PPP)可以提取高精度的电离层延迟。测站多径误差会影响伪距和相位测量精度,影响实时PPP电离层延迟提取的精度以及收敛速度。对于静态观测站,利用对GPS卫星地面跟踪的时间重复性进行恒星日滤波可以消除多径误差的影响。通过事后处理提取前几日的码和载波相位残差序列,利用恒星日滤波建立多径误差改正模型,修正实时观测数据,可以改善实时电离层延迟估计性能。对IGS观测站的实测数据分析表明,应用恒星日滤波多径误差修正后,实时电离层延迟提取的精度由0.185 m提高到0.028 m,新进卫星的电离层参数估计收敛时间由80 min减少为35 min。
2016, 41(7): 989-994.
doi: 10.13203/j.whugis20140247
摘要:
整周模糊度固定是高精度GPS定位的关键技术之一,加快模糊度的固定,可扩大GPS定位的应用范围和提高定位结果的可靠性。针对单频接收机动态定位的特点,提出了一种加快模糊度固定的新方法。该方法首先采用站际历元间二次差分定位模型获得高精度的流动站历元间坐标差信息,然后将该坐标差信息附加至模糊度叠加法方程中,以改善法方程的病态性,提高模糊度浮点解的精度,从而加快模糊度的固定。实验结果表明新方法可以加快动态相对定位中模糊度固定速度,具有较高的应用价值。
整周模糊度固定是高精度GPS定位的关键技术之一,加快模糊度的固定,可扩大GPS定位的应用范围和提高定位结果的可靠性。针对单频接收机动态定位的特点,提出了一种加快模糊度固定的新方法。该方法首先采用站际历元间二次差分定位模型获得高精度的流动站历元间坐标差信息,然后将该坐标差信息附加至模糊度叠加法方程中,以改善法方程的病态性,提高模糊度浮点解的精度,从而加快模糊度的固定。实验结果表明新方法可以加快动态相对定位中模糊度固定速度,具有较高的应用价值。
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