2017年 第42卷 第10期
2017, 42(10): 1343-1349.
doi: 10.13203/j.whugis20160013
摘要:
针对传统沟蚀监测手段劳作强度大，且数据采集的完整性、代表性受切沟复杂地形制约等问题，提出了一种针对植被稀疏地区沟蚀变化的地面激光扫描（terrestrial laser scanning，TLS）监测方法，形成了一套数据处理与侵蚀量计算技术流程。以河北省官厅水库东岸某大型切沟为例，利用高精度TLS进行两年3期野外监测与点云数据分析。通过点云配准、滤波、重采样及曲面拟合等预处理，生成不同采样分辨率下3期切沟表面模型，并提取地形信息；采用杨赤中滤波推估法计算并比较不同点云重采样分辨率下的沟蚀量。结果表明：（1）当点云重采样分辨率与切沟表面凹凸微结构暨石块粒径（2~6cm）接近时，沟蚀量估算值趋于稳定、结果可靠；（2）经侵蚀作用，切沟外壁表面高程整体降低2~20 cm；（3）切沟内壁侵蚀量不均衡，坡度较大处侵蚀最为显著。
针对传统沟蚀监测手段劳作强度大，且数据采集的完整性、代表性受切沟复杂地形制约等问题，提出了一种针对植被稀疏地区沟蚀变化的地面激光扫描（terrestrial laser scanning，TLS）监测方法，形成了一套数据处理与侵蚀量计算技术流程。以河北省官厅水库东岸某大型切沟为例，利用高精度TLS进行两年3期野外监测与点云数据分析。通过点云配准、滤波、重采样及曲面拟合等预处理，生成不同采样分辨率下3期切沟表面模型，并提取地形信息；采用杨赤中滤波推估法计算并比较不同点云重采样分辨率下的沟蚀量。结果表明：（1）当点云重采样分辨率与切沟表面凹凸微结构暨石块粒径（2~6cm）接近时，沟蚀量估算值趋于稳定、结果可靠；（2）经侵蚀作用，切沟外壁表面高程整体降低2~20 cm；（3）切沟内壁侵蚀量不均衡，坡度较大处侵蚀最为显著。
2017, 42(10): 1350-1357.
doi: 10.13203/j.whugis20150766
摘要:
提出了一种充分利用阴影实现自动分类与后处理相结合的建筑物自动提取方法：首先根据阴影和植被自动检测结果并选定裸地样本确定预分类CMap图，并设计了基于偏移阴影分析的建筑物样本自动提取方法，结合支持向量机（support vector machines，SVM）分类模型将影像分为阴影、植被、建筑物、裸地4大类以提取建筑物初始结果；通过形态学处理提升区域完整性，区域增长补充漏检区域，利用设计的相交边界阴影比率筛除无阴影的非建筑物等措施，进行后处理优化获取最终结果。实验表明，充分利用阴影信息，不仅能准确、全面地获取各类样本，保证分类精度，与后处理优化策略紧密结合，大幅度提高了正确率和完整度；并且自动化程度得到有效提高，更适用于城郊区域建筑物的提取。
提出了一种充分利用阴影实现自动分类与后处理相结合的建筑物自动提取方法：首先根据阴影和植被自动检测结果并选定裸地样本确定预分类CMap图，并设计了基于偏移阴影分析的建筑物样本自动提取方法，结合支持向量机（support vector machines，SVM）分类模型将影像分为阴影、植被、建筑物、裸地4大类以提取建筑物初始结果；通过形态学处理提升区域完整性，区域增长补充漏检区域，利用设计的相交边界阴影比率筛除无阴影的非建筑物等措施，进行后处理优化获取最终结果。实验表明，充分利用阴影信息，不仅能准确、全面地获取各类样本，保证分类精度，与后处理优化策略紧密结合，大幅度提高了正确率和完整度；并且自动化程度得到有效提高，更适用于城郊区域建筑物的提取。
2017, 42(10): 1358-1364, 1380.
doi: 10.13203/j.whugis20160055
摘要:
提出了一种利用高分辨率航空影像自动识别与重建斑马线的方法。文中利用基于灰度共生矩阵（cray level co-occurrence matrix，GLCM）和二维Gabor滤波器特征的JointBoost分类器来提取斑马线，并依据斑马线在空间几何上的重复性规则对斑马线建立参数模型。最后结合一些具有代表性的实验数据（如阴影、遮挡和模糊等）来验证本文所提出的方法在斑马线的识别与重建中的有效性。
提出了一种利用高分辨率航空影像自动识别与重建斑马线的方法。文中利用基于灰度共生矩阵（cray level co-occurrence matrix，GLCM）和二维Gabor滤波器特征的JointBoost分类器来提取斑马线，并依据斑马线在空间几何上的重复性规则对斑马线建立参数模型。最后结合一些具有代表性的实验数据（如阴影、遮挡和模糊等）来验证本文所提出的方法在斑马线的识别与重建中的有效性。
2017, 42(10): 1365-1372.
doi: 10.13203/j.whugis20140476
摘要:
基于栅格DEM（digital elevation model）计算局域地形属性时，所采用的分析窗口将直接影响数字地形分析结果，因此在实际应用中应选择适宜分析窗口。由于地形条件是随空间变化的，因此随空间变化的适宜分析窗口应比通常所用的全局固定的3×3窗口更为合理。目前通过定量计算获得随空间变化适宜分析窗口的方法是多窗口局部地表形态刻画法。选用3个具有不同地形特征的研究区，在不同分辨率下分别将坡度、剖面曲率用于该方法来确定适宜分析窗口，对实验结果进行分析评价。结果表明，当利用不同地形信息时，所得的适宜分析窗口情况明显不同。进一步的实验分析发现，与传统所用的全局固定3×3窗口相比，该方法所识别出的随空间变化的适宜分析窗口结果对于实际应用结果没有明显差别。因此该方法有效性存疑，尚不能作为确定适宜分析窗口的有效方法，还需进一步开展方法研究，以设计出合理有效的方法来识别随空间变化的适宜分析窗口。
基于栅格DEM（digital elevation model）计算局域地形属性时，所采用的分析窗口将直接影响数字地形分析结果，因此在实际应用中应选择适宜分析窗口。由于地形条件是随空间变化的，因此随空间变化的适宜分析窗口应比通常所用的全局固定的3×3窗口更为合理。目前通过定量计算获得随空间变化适宜分析窗口的方法是多窗口局部地表形态刻画法。选用3个具有不同地形特征的研究区，在不同分辨率下分别将坡度、剖面曲率用于该方法来确定适宜分析窗口，对实验结果进行分析评价。结果表明，当利用不同地形信息时，所得的适宜分析窗口情况明显不同。进一步的实验分析发现，与传统所用的全局固定3×3窗口相比，该方法所识别出的随空间变化的适宜分析窗口结果对于实际应用结果没有明显差别。因此该方法有效性存疑，尚不能作为确定适宜分析窗口的有效方法，还需进一步开展方法研究，以设计出合理有效的方法来识别随空间变化的适宜分析窗口。
2017, 42(10): 1373-1380.
doi: 10.13203/j.whugis20160225
摘要:
道路网络背景下的距离度量（如道路网络距离、旅行时间）是在空间分析或空间统计过程中常用的距离度量，但在科研过程中由于道路数据的可获得性和精度等方面的限制，该类距离的计算可能较为困难。Minkowski距离函数是欧氏空间中的广义距离函数，其参数p值的不同代表着对空间不同的度量。利用Minkowski的通用性和灵活性（参数p不同的取值），研究如何更好地逼近道路网络距离。同时，探索不同道路网络的部分计量特征（如密度、弯曲度等）与最优p值之间的关系。实验证明，相对于最常用的欧氏距离度量，优选p值后的Minkowski距离函数能够更大程度上逼近道路距离。而通过对道路网络计量特征与最优p值之间的关系的分析，指出了弯曲度与最优p值之间的对应关系，它对于p值的选择具有重要的指导意义。此外，为了验证Minkowski距离逼近算法的可行性，以地理加权回归分析为例，通过对比传统的欧氏距离度量、最优Minkowski距离度量和道路网络距离（旅行时间）对模型解算结果的影响，指出优选后Minkowski距离一定程度上更接近于采用旅行时间对模型解算的结果。
道路网络背景下的距离度量（如道路网络距离、旅行时间）是在空间分析或空间统计过程中常用的距离度量，但在科研过程中由于道路数据的可获得性和精度等方面的限制，该类距离的计算可能较为困难。Minkowski距离函数是欧氏空间中的广义距离函数，其参数p值的不同代表着对空间不同的度量。利用Minkowski的通用性和灵活性（参数p不同的取值），研究如何更好地逼近道路网络距离。同时，探索不同道路网络的部分计量特征（如密度、弯曲度等）与最优p值之间的关系。实验证明，相对于最常用的欧氏距离度量，优选p值后的Minkowski距离函数能够更大程度上逼近道路距离。而通过对道路网络计量特征与最优p值之间的关系的分析，指出了弯曲度与最优p值之间的对应关系，它对于p值的选择具有重要的指导意义。此外，为了验证Minkowski距离逼近算法的可行性，以地理加权回归分析为例，通过对比传统的欧氏距离度量、最优Minkowski距离度量和道路网络距离（旅行时间）对模型解算结果的影响，指出优选后Minkowski距离一定程度上更接近于采用旅行时间对模型解算的结果。
2017, 42(10): 1381-1386.
doi: 10.13203/j.whugis20150662
摘要:
充分利用出租车GPS时空轨迹数据分布广和时效性强的特点，提出一种基于车载GPS轨迹数据的路网拓扑自动变化检测新方法。该方法首先利用向量相似性度量模型，度量GPS轨迹向量与路网局部拓扑向量之间的相似性，检测疑似道路拓扑变化点，然后通过比较疑似道路拓扑变化点与路网拓扑关系，完成新增、废弃、改建等道路变化，实现基于车载GPS轨迹的路网拓扑自动变化检测。实验结果表明，该方法不仅有效地检测出道路新增、道路废弃与道路改扩建等变化，而且能利用出租车实时和大范围分布特点来实现城市路网大范围实时变化检测。
充分利用出租车GPS时空轨迹数据分布广和时效性强的特点，提出一种基于车载GPS轨迹数据的路网拓扑自动变化检测新方法。该方法首先利用向量相似性度量模型，度量GPS轨迹向量与路网局部拓扑向量之间的相似性，检测疑似道路拓扑变化点，然后通过比较疑似道路拓扑变化点与路网拓扑关系，完成新增、废弃、改建等道路变化，实现基于车载GPS轨迹的路网拓扑自动变化检测。实验结果表明，该方法不仅有效地检测出道路新增、道路废弃与道路改扩建等变化，而且能利用出租车实时和大范围分布特点来实现城市路网大范围实时变化检测。
2017, 42(10): 1387-1393.
doi: 10.13203/j.whugis20160100
摘要:
通过分析三维场景实时渲染中视点无关与视点相关地形生成算法的性能，提出了优化的视点相关地形生成算法。此算法主要针对地形拆分、可视精度计算、观察视点距离计算、以及地形可见性裁剪这4个方面的策略做出了详细的阐述。并以渲染精度为衡量标准，通过实验对比分析了优化后的视点相关地形生成算法与视点无关地形生成算法的性能。除此之外，以渲染效率为标准，通过实验分析对比了优化后的视点相关地形生成算法与原视点相关地形生成算法的性能，并给出了一个运用此优化算法构建的三维地形模型。
通过分析三维场景实时渲染中视点无关与视点相关地形生成算法的性能，提出了优化的视点相关地形生成算法。此算法主要针对地形拆分、可视精度计算、观察视点距离计算、以及地形可见性裁剪这4个方面的策略做出了详细的阐述。并以渲染精度为衡量标准，通过实验对比分析了优化后的视点相关地形生成算法与视点无关地形生成算法的性能。除此之外，以渲染效率为标准，通过实验分析对比了优化后的视点相关地形生成算法与原视点相关地形生成算法的性能，并给出了一个运用此优化算法构建的三维地形模型。
2017, 42(10): 1394-1399.
doi: 10.13203/j.whugis20140346
摘要:
永久散射体技术（permanent scatterers interferometric synthetic aperture radar，PSInSAR）通过提取时间维高相干点，根据各类信息的时空统计特性实现PS（persistent scatterers）点相位分量的分离，获得高精度地表形变监测结果。大气效应作为影响干涉测量精度的最主要误差源，可以通过经典滤波器分别在时间维和空间维滤波处理予以消除。在StaMPS（stanford method for persistent scatterers）技术体系中，大气效应分离时还保有全部的沉降信息。当地表形变速率较大时，大气效应和沉降信息的频谱重合度较高，经典滤波器无法将二者有效分离。通过平滑样条滤波分离大气效应和形变信息，采用广义交叉验证方法获取形变信息的最优估计值，可抗拒解缠错误引起的相位跳变干扰。最后根据模拟数据和ASAR（advanced synthetic aperture radar）数据对比分析高斯滤波和平滑样条滤波分离大气效应的效果，验证平滑样条方法的有效性。
永久散射体技术（permanent scatterers interferometric synthetic aperture radar，PSInSAR）通过提取时间维高相干点，根据各类信息的时空统计特性实现PS（persistent scatterers）点相位分量的分离，获得高精度地表形变监测结果。大气效应作为影响干涉测量精度的最主要误差源，可以通过经典滤波器分别在时间维和空间维滤波处理予以消除。在StaMPS（stanford method for persistent scatterers）技术体系中，大气效应分离时还保有全部的沉降信息。当地表形变速率较大时，大气效应和沉降信息的频谱重合度较高，经典滤波器无法将二者有效分离。通过平滑样条滤波分离大气效应和形变信息，采用广义交叉验证方法获取形变信息的最优估计值，可抗拒解缠错误引起的相位跳变干扰。最后根据模拟数据和ASAR（advanced synthetic aperture radar）数据对比分析高斯滤波和平滑样条滤波分离大气效应的效果，验证平滑样条方法的有效性。
2017, 42(10): 1400-1405, 1416.
doi: 10.13203/j.whugis20150688
摘要:
提出了一种基于小波描述子的矢量多边形的模式识别方法，首先分别计算目标多边形与模板多边形的小波系数矩阵，再通过两个矩阵求取两多边形之间的非相似度，最后通过非相似度来确定是否匹配成功。并且，由所选用的小波的性质，可针对性地计算能够体现多边形特征的系数进行比较，从而使识别效果更好。实验结果表明该方法识别效果好，运算效率高，对平移、旋转、缩放等变换不敏感，是一种有效的矢量多边形模式识别方法。
提出了一种基于小波描述子的矢量多边形的模式识别方法，首先分别计算目标多边形与模板多边形的小波系数矩阵，再通过两个矩阵求取两多边形之间的非相似度，最后通过非相似度来确定是否匹配成功。并且，由所选用的小波的性质，可针对性地计算能够体现多边形特征的系数进行比较，从而使识别效果更好。实验结果表明该方法识别效果好，运算效率高，对平移、旋转、缩放等变换不敏感，是一种有效的矢量多边形模式识别方法。
2017, 42(10): 1406-1410.
doi: 10.13203/j.whugis20150805
摘要:
提出了一种基于历元间单差观测值的单站单频周跳探测与修复方法。通过假定前一历元为基准站，当前历元为流动站，采用相对定位处理模式获取当前历元观测值的验后单位权中误差，并基于抗差最小二乘获取每颗卫星的观测值残差，对单站单频数据进行周跳探测与修复。通过对实测数据的验证分析表明，按照本文方法可以100%探测周跳发生的历元。并且，当至少4颗卫星未发生周跳时，如发生异常卫星数小于可视卫星数的30%，则在95%以上的情况下可以有效确定异常卫星；当异常卫星过多时，本文方法确定异常卫星的成功率会有所下降。但是，对于探测出发生周跳的异常卫星，本文方法均可100%对其周跳进行修复。
提出了一种基于历元间单差观测值的单站单频周跳探测与修复方法。通过假定前一历元为基准站，当前历元为流动站，采用相对定位处理模式获取当前历元观测值的验后单位权中误差，并基于抗差最小二乘获取每颗卫星的观测值残差，对单站单频数据进行周跳探测与修复。通过对实测数据的验证分析表明，按照本文方法可以100%探测周跳发生的历元。并且，当至少4颗卫星未发生周跳时，如发生异常卫星数小于可视卫星数的30%，则在95%以上的情况下可以有效确定异常卫星；当异常卫星过多时，本文方法确定异常卫星的成功率会有所下降。但是，对于探测出发生周跳的异常卫星，本文方法均可100%对其周跳进行修复。
2017, 42(10): 1411-1416.
doi: 10.13203/j.whugis20150785
摘要:
提出了一种非递归最小不连续相位解缠算法，并对其解缠效率进行了优化。在深入分析最小不连续算法的基础上，采用栈来保存生长边添加过程和消圈过程中的中间数据，实现了非递归最小不连续相位解缠算法。然后将其与量化质量引导相位解缠算法相结合，通过限制优化区域加速算法收敛。对InSAR（interferometric synthetic aperture radar）和InSAS（interferometric synthetic synthetic aperture sonar）干涉相位图的解缠试验结果表明：本文方法在保持相位解缠精度的同时，极大提高了相位解缠效率。
提出了一种非递归最小不连续相位解缠算法，并对其解缠效率进行了优化。在深入分析最小不连续算法的基础上，采用栈来保存生长边添加过程和消圈过程中的中间数据，实现了非递归最小不连续相位解缠算法。然后将其与量化质量引导相位解缠算法相结合，通过限制优化区域加速算法收敛。对InSAR（interferometric synthetic aperture radar）和InSAS（interferometric synthetic synthetic aperture sonar）干涉相位图的解缠试验结果表明：本文方法在保持相位解缠精度的同时，极大提高了相位解缠效率。
2017, 42(10): 1417-1422.
doi: 10.13203/j.whugis20160011
摘要:
拉斯曼丘陵地区位于东南极伊丽莎白公主地，中国南极中山站位于拉斯曼丘陵的东部，是中国南极科学考察的重要地区。数字高程模型（DEM）是南极冰盖变化研究的基础，卫星测高数据是南极地区构建DEM的主要数据来源。CryoSat-2是新一代用于极地冰盖和海冰监测的测高卫星，联合2013年和2014年南极冬季的CryoSat-2测高数据以及中国、澳大利亚、印度三个国家现场测量的60余个地面高程数据，利用克里金插值方法建立了拉斯曼丘陵地区200 m分辨率的DEM（简称LA-DEM）。利用未参与插值的地面高程数据对新建立的LA-DEM进行了验证，并与Bamber 1km DEM、ICESat DEM、RAMPv2 DEM以及BEDMAP 2等四种国际上常用的南极DEM进行比较，结果表明LA-DEM的高程精度约为19.7 m，优于其他4种南极DEM。
拉斯曼丘陵地区位于东南极伊丽莎白公主地，中国南极中山站位于拉斯曼丘陵的东部，是中国南极科学考察的重要地区。数字高程模型（DEM）是南极冰盖变化研究的基础，卫星测高数据是南极地区构建DEM的主要数据来源。CryoSat-2是新一代用于极地冰盖和海冰监测的测高卫星，联合2013年和2014年南极冬季的CryoSat-2测高数据以及中国、澳大利亚、印度三个国家现场测量的60余个地面高程数据，利用克里金插值方法建立了拉斯曼丘陵地区200 m分辨率的DEM（简称LA-DEM）。利用未参与插值的地面高程数据对新建立的LA-DEM进行了验证，并与Bamber 1km DEM、ICESat DEM、RAMPv2 DEM以及BEDMAP 2等四种国际上常用的南极DEM进行比较，结果表明LA-DEM的高程精度约为19.7 m，优于其他4种南极DEM。
2017, 42(10): 1423-1430.
doi: 10.13203/j.whugis20150808
摘要:
多系统的融合定位可有效提高用户导航定位的连续性、可靠性及定位精度。针对BDS、GPS观测量间存在系统间偏差的实际情况，建立了顾及系统误差的BDS/GPS融合定位模型，即在函数模型中增加附加参数来吸收系统间偏差，构造了新的顾及先验信息的融合定位模型，分析了这种新融合模型的特点及其对定位结果的影响。利用不同品牌接收机在中国不同地域对新的融合模型进行试验，试验结果表明：BDS、GPS观测量存在系统间偏差，且不同接收机的系统间偏差量值并不一样；增加系统参数的融合定位模型能较好地吸收BDS、GPS观测量的系统间偏差的影响，改善其融合导航定位性能；在观测卫星数不足、单系统不能定位的情况下，考虑先验信息的融合定位模型仍能获得较好的定位结果。
多系统的融合定位可有效提高用户导航定位的连续性、可靠性及定位精度。针对BDS、GPS观测量间存在系统间偏差的实际情况，建立了顾及系统误差的BDS/GPS融合定位模型，即在函数模型中增加附加参数来吸收系统间偏差，构造了新的顾及先验信息的融合定位模型，分析了这种新融合模型的特点及其对定位结果的影响。利用不同品牌接收机在中国不同地域对新的融合模型进行试验，试验结果表明：BDS、GPS观测量存在系统间偏差，且不同接收机的系统间偏差量值并不一样；增加系统参数的融合定位模型能较好地吸收BDS、GPS观测量的系统间偏差的影响，改善其融合导航定位性能；在观测卫星数不足、单系统不能定位的情况下，考虑先验信息的融合定位模型仍能获得较好的定位结果。
2017, 42(10): 1431-1437.
doi: 10.13203/j.whugis20160137
摘要:
针对月球车定位，设计和推导了一种基于甚长基线干涉测量（very long baseline interferometry，VLBI）和天文导航系统（celestial navigation system，CNS）相结合的月球车联合定位方法，并采用联邦卡尔曼滤波来实现位置信息的最优估计以增强系统的可靠性和容错能力。最后，通过嫦娥-3号（CE-3）实测数据的解算证明了该方法较使用最小二乘法进行联合解算和单独采用VLBI方法定位，可以获得更高的月球车定位精度。同时，也有效地保障了月球车定位的可靠性和稳定性。
针对月球车定位，设计和推导了一种基于甚长基线干涉测量（very long baseline interferometry，VLBI）和天文导航系统（celestial navigation system，CNS）相结合的月球车联合定位方法，并采用联邦卡尔曼滤波来实现位置信息的最优估计以增强系统的可靠性和容错能力。最后，通过嫦娥-3号（CE-3）实测数据的解算证明了该方法较使用最小二乘法进行联合解算和单独采用VLBI方法定位，可以获得更高的月球车定位精度。同时，也有效地保障了月球车定位的可靠性和稳定性。
2017, 42(10): 1438-1445.
doi: 10.13203/j.whugis20150675
摘要:
准确固定非差模糊度是利用相位观测量获取高精度电离层延迟的关键。三频观测条件下常规的处理策略需依次固定超宽巷、宽巷以及窄巷模糊度，通常利用MW（melbourne-wubbena）组合解算宽巷模糊度时易受到码硬件延迟和观测噪声的影响而固定错误。利用北斗三频数据和GIM（grid ionosphenimap）产品，通过固定的超宽巷模糊度以及构造相位无几何组合解算宽巷模糊度，进而重构得到高精度电离层延迟，并且分离了码硬件延迟总量。结果表明，GIM模型辅助条件下宽巷模糊度固定成功率能达到100%，且消除了系统性偏差；电离层重构值与GIM模型改正值存在约1 m的差异，等效精度约6TECU；分离的码硬件延迟变化平稳，标准偏差不超过0.3 m。
准确固定非差模糊度是利用相位观测量获取高精度电离层延迟的关键。三频观测条件下常规的处理策略需依次固定超宽巷、宽巷以及窄巷模糊度，通常利用MW（melbourne-wubbena）组合解算宽巷模糊度时易受到码硬件延迟和观测噪声的影响而固定错误。利用北斗三频数据和GIM（grid ionosphenimap）产品，通过固定的超宽巷模糊度以及构造相位无几何组合解算宽巷模糊度，进而重构得到高精度电离层延迟，并且分离了码硬件延迟总量。结果表明，GIM模型辅助条件下宽巷模糊度固定成功率能达到100%，且消除了系统性偏差；电离层重构值与GIM模型改正值存在约1 m的差异，等效精度约6TECU；分离的码硬件延迟变化平稳，标准偏差不超过0.3 m。
2017, 42(10): 1446-1452.
doi: 10.13203/j.whugis20150741
摘要:
POS系统是移动测量系统的重要组成部分。由于系统集成影响，POS系统中心的运动状态无法直接观测。因此，可采取设置相关测量合作目标的方法，在确定其与POS系统中心的位置基础上，通过观测合作目标来确定POS系统中心的运动状态。从车载移动测量系统空间基准统一方程出发，提出了一种解算测量合作目标安置参数的方法，并以此为基础，系统分析POS系统定位定姿误差、全站仪测距测角误差、尺度因子误差等误差源对安置参数解算的影响，推导了安置参数解算的误差模型。实验结果表明，采用本文解算方法，可以获取毫米级的合作目标安置参数，满足合作目标应用于动态测量检测POS系统定位精度的需求。
POS系统是移动测量系统的重要组成部分。由于系统集成影响，POS系统中心的运动状态无法直接观测。因此，可采取设置相关测量合作目标的方法，在确定其与POS系统中心的位置基础上，通过观测合作目标来确定POS系统中心的运动状态。从车载移动测量系统空间基准统一方程出发，提出了一种解算测量合作目标安置参数的方法，并以此为基础，系统分析POS系统定位定姿误差、全站仪测距测角误差、尺度因子误差等误差源对安置参数解算的影响，推导了安置参数解算的误差模型。实验结果表明，采用本文解算方法，可以获取毫米级的合作目标安置参数，满足合作目标应用于动态测量检测POS系统定位精度的需求。
2017, 42(10): 1453-1460.
doi: 10.13203/j.whugis20160010
摘要:
针对地壳应变参数反演模型中系数矩阵含随机和非随机元素及观测数据存在相关性等情况，以部分变量误差（partial-errors-in-variables，PEIV）模型为基础，采用了地壳应变参数反演的加权总体最小二乘算法，该算法不受系数矩阵和权矩阵结构的限制，能够快速、有效解决系数矩阵含有随机误差的模型问题。结合推导得到的最小二乘改正项公式，对地壳反演模型中坐标点误差对反演参数求解的影响进行了分析。通过对模拟数据和川滇地区的实际数据进行处理，得出系数矩阵误差对地壳应变参数反演的影响主要受GPS站点坐标值量级以及应变参数量级的牵制。
针对地壳应变参数反演模型中系数矩阵含随机和非随机元素及观测数据存在相关性等情况，以部分变量误差（partial-errors-in-variables，PEIV）模型为基础，采用了地壳应变参数反演的加权总体最小二乘算法，该算法不受系数矩阵和权矩阵结构的限制，能够快速、有效解决系数矩阵含有随机误差的模型问题。结合推导得到的最小二乘改正项公式，对地壳反演模型中坐标点误差对反演参数求解的影响进行了分析。通过对模拟数据和川滇地区的实际数据进行处理，得出系数矩阵误差对地壳应变参数反演的影响主要受GPS站点坐标值量级以及应变参数量级的牵制。
2017, 42(10): 1461-1467.
doi: 10.13203/j.whugis20160062
摘要:
现阶段北斗卫星导航系统（BeiDou navigation satellite system，BDS）的同步地球轨道（geostationary orbits，GEO）卫星、中倾斜地球同步轨道（inclined geo-synchronous orbits，IGSO）卫星和中圆地球轨道（medium earth orbit，MEO）卫星均存在伪距偏差，该伪距偏差的存在对精密定位的研究及其应用产生了较大的影响。根据北斗IGSO和MEO卫星的伪距偏差与高度角和频率相关的误差特性，本文分析了测站数目及分布，以及观测时长对建模的影响，选择18个测站2015年全年的数据作为MEO卫星的建模数据，其中可以连续观测到全弧段IGSO卫星的4个测站用于IGSO卫星的建模，采用加权分段线性拟合联合抗差估计的方法建立了北斗卫星伪距偏差改正模型。模型改正后，北斗IGSO和MEO卫星的伪距偏差得到明显的削弱，相比于传统的伪距偏差改正模型，精密单点定位（precise point positioning，PPP）的定位精度和收敛时间均得到提升。
现阶段北斗卫星导航系统（BeiDou navigation satellite system，BDS）的同步地球轨道（geostationary orbits，GEO）卫星、中倾斜地球同步轨道（inclined geo-synchronous orbits，IGSO）卫星和中圆地球轨道（medium earth orbit，MEO）卫星均存在伪距偏差，该伪距偏差的存在对精密定位的研究及其应用产生了较大的影响。根据北斗IGSO和MEO卫星的伪距偏差与高度角和频率相关的误差特性，本文分析了测站数目及分布，以及观测时长对建模的影响，选择18个测站2015年全年的数据作为MEO卫星的建模数据，其中可以连续观测到全弧段IGSO卫星的4个测站用于IGSO卫星的建模，采用加权分段线性拟合联合抗差估计的方法建立了北斗卫星伪距偏差改正模型。模型改正后，北斗IGSO和MEO卫星的伪距偏差得到明显的削弱，相比于传统的伪距偏差改正模型，精密单点定位（precise point positioning，PPP）的定位精度和收敛时间均得到提升。
2017, 42(10): 1468-1473.
doi: 10.13203/j.whugis20150758
摘要:
各种对流层经验模型中，GPT2w模型是目前标称精度最高的对流层经验模型，其在模型化对流层延迟的同时，也提供具体的模型化气象元素。以USNO的ZTD产品检验模型ZTD精度；以IGRA发布的大气廓线数据，对模型加权平均温度Tm、水汽直减率λ的精度进行验证。计算发现，模型加权平均温度Tm具有-2.56K的系统偏差，改正该偏差后，模型ZTD对比USNO偏差从-1.38 mm提升至-0.3 mm；还验证了模型水汽直减率λ的两种获取方式具有很好的一致性。提出以测站气压P、测站温度t、测站相对湿度hr为实测气象元素，以校正后的Tm、高精度的λ为经验气象元素，作为对流层延迟模型输入参数的互融方法。该互融方法计算ZHD、ZWD经验模型分别采用目前最优的Saast静力学延迟模型和Askne & Nordius湿延迟模型。以USNO发布的340个IGS跟踪站的对流层延迟数据作为参考，该互融方法较直接气象元素法、校正后的GPT2w模型均有显著精度提升。在不可获取气象数据的前提下，校正后的GPT2w模型具有很高的先验精度；若可获取近实时气象数据（如自动气象站），则推荐采用新的参数互融模型。
各种对流层经验模型中，GPT2w模型是目前标称精度最高的对流层经验模型，其在模型化对流层延迟的同时，也提供具体的模型化气象元素。以USNO的ZTD产品检验模型ZTD精度；以IGRA发布的大气廓线数据，对模型加权平均温度Tm、水汽直减率λ的精度进行验证。计算发现，模型加权平均温度Tm具有-2.56K的系统偏差，改正该偏差后，模型ZTD对比USNO偏差从-1.38 mm提升至-0.3 mm；还验证了模型水汽直减率λ的两种获取方式具有很好的一致性。提出以测站气压P、测站温度t、测站相对湿度hr为实测气象元素，以校正后的Tm、高精度的λ为经验气象元素，作为对流层延迟模型输入参数的互融方法。该互融方法计算ZHD、ZWD经验模型分别采用目前最优的Saast静力学延迟模型和Askne & Nordius湿延迟模型。以USNO发布的340个IGS跟踪站的对流层延迟数据作为参考，该互融方法较直接气象元素法、校正后的GPT2w模型均有显著精度提升。在不可获取气象数据的前提下，校正后的GPT2w模型具有很高的先验精度；若可获取近实时气象数据（如自动气象站），则推荐采用新的参数互融模型。
2017, 42(10): 1474-1481.
doi: 10.13203/j.whugis20160006
摘要:
研究了不同运动状态下扰动重力水平分量（HDG）对高精度惯导系统（inertial navigation system，INS）的位置误差影响。首先推导了HDG对INS误差影响的状态空间方程，进而推导出3种运动条件下INS位置误差与HDG之间的解析关系式，设计了基于惯导解算求解上述影响的方法。在匀速运动条件下，分别通过解析式与惯导解算两种方法计算了相同HDG引起的INS位置误差。解析式计算结果表明，±80 mGal（1 mGal=10-5 m/s2）范围内变化的HDG约可引起最大约3 000 m的INS位置误差；对两种方法计算结果的比较显示，所得INS位置误差的量级与变化情况基本一致，两组结果验证了各自方法的有效性。
研究了不同运动状态下扰动重力水平分量（HDG）对高精度惯导系统（inertial navigation system，INS）的位置误差影响。首先推导了HDG对INS误差影响的状态空间方程，进而推导出3种运动条件下INS位置误差与HDG之间的解析关系式，设计了基于惯导解算求解上述影响的方法。在匀速运动条件下，分别通过解析式与惯导解算两种方法计算了相同HDG引起的INS位置误差。解析式计算结果表明，±80 mGal（1 mGal=10-5 m/s2）范围内变化的HDG约可引起最大约3 000 m的INS位置误差；对两种方法计算结果的比较显示，所得INS位置误差的量级与变化情况基本一致，两组结果验证了各自方法的有效性。
2017, 42(10): 1482-1488.
doi: 10.13203/j.whugis20160060
摘要:
时频分解方法局部均值分解（local mean decomposition，LMD）在沉降监测中已经得到了应用，但在使用中会出现模态混叠现象。总体局部均值分解（ensemble local mean decomposition，ELMD）通过添加辅助噪声可以抑制局部均值分解过程中出现的模态混叠现象。提出了一种基于ELMD的并联式组合沉降预测方法，结合高速铁路某桥梁实际监测数据，在对ELMD模型进行仿真分析的基础上，分别使用ELMD和LMD将一组离散非线性信号分解为3个PF分量和1个剩余分量，并利用支持向量机和卡尔曼滤波进行预测验证。结果表明：使用ELMD进行分解的过程中能够很好地抑制LMD方法中出现的模态混叠问题。在预报精度方面，基于ELMD的并联式组合模型的平均相对误差可以达到8.3%，可为沉降监测的预报工作提供参考和借鉴。
时频分解方法局部均值分解（local mean decomposition，LMD）在沉降监测中已经得到了应用，但在使用中会出现模态混叠现象。总体局部均值分解（ensemble local mean decomposition，ELMD）通过添加辅助噪声可以抑制局部均值分解过程中出现的模态混叠现象。提出了一种基于ELMD的并联式组合沉降预测方法，结合高速铁路某桥梁实际监测数据，在对ELMD模型进行仿真分析的基础上，分别使用ELMD和LMD将一组离散非线性信号分解为3个PF分量和1个剩余分量，并利用支持向量机和卡尔曼滤波进行预测验证。结果表明：使用ELMD进行分解的过程中能够很好地抑制LMD方法中出现的模态混叠问题。在预报精度方面，基于ELMD的并联式组合模型的平均相对误差可以达到8.3%，可为沉降监测的预报工作提供参考和借鉴。
2017, 42(10): 1489-1496.
doi: 10.13203/j.whugis20160057
摘要:
2015年4月25日尼泊尔地区发生了Mw 7.9级地震，发震断层位于印度板块与欧亚板块碰撞边界带，此次地震是一次典型的板块逆冲型事件。利用中国境内加密的GPS同震观测资料，融合ALOS-2卫星L波段的InSAR（interferometric synthetic aperture radar）同震形变数据，基于最小二乘方法获得了此次地震的同震垂直位移场。同震垂直位移结果表明，此次地震造成尼泊尔加德满都地区抬升约0.95 m，珠穆朗玛峰地区受地震的影响有所下降，其主峰的沉降量为2~3 cm，中国境内的希夏邦马主峰沉降约为20 cm。地区利用改进的二维弹性半空间位错模型反演了发震断层运动参数，本文模型显示此次地震的断层面破裂宽度约为60 km，平均滑动量达到4 m，相当于Mw 7.89级。
2015年4月25日尼泊尔地区发生了Mw 7.9级地震，发震断层位于印度板块与欧亚板块碰撞边界带，此次地震是一次典型的板块逆冲型事件。利用中国境内加密的GPS同震观测资料，融合ALOS-2卫星L波段的InSAR（interferometric synthetic aperture radar）同震形变数据，基于最小二乘方法获得了此次地震的同震垂直位移场。同震垂直位移结果表明，此次地震造成尼泊尔加德满都地区抬升约0.95 m，珠穆朗玛峰地区受地震的影响有所下降，其主峰的沉降量为2~3 cm，中国境内的希夏邦马主峰沉降约为20 cm。地区利用改进的二维弹性半空间位错模型反演了发震断层运动参数，本文模型显示此次地震的断层面破裂宽度约为60 km，平均滑动量达到4 m，相当于Mw 7.89级。
2017, 42(10): 1497-1500.
doi: 10.13203/j.whugis20140983
摘要:
分析了位于仙女山断裂带的湖北省秭归县周坪站倾斜仪2002~2009年的观测数据，并与三峡库区水位资料进行了对比分析，结果发现，蓄水前后倾斜仪观测曲线的走向发生了趋势性变化，表明三峡蓄水对附近的断层活动有影响，蓄水期间的短期荷载变化引起的响应更为显著，但蓄水效应没有从根本上改变断层的活动性质；还发现3次大的蓄水期间，水位上升量与观测曲线的上升量成相同比例的对应关系，进一步说明，周围断层对三峡蓄水引起的荷载变化响应明显，不同的荷载变化引起断层活动变化的程度不同。
分析了位于仙女山断裂带的湖北省秭归县周坪站倾斜仪2002~2009年的观测数据，并与三峡库区水位资料进行了对比分析，结果发现，蓄水前后倾斜仪观测曲线的走向发生了趋势性变化，表明三峡蓄水对附近的断层活动有影响，蓄水期间的短期荷载变化引起的响应更为显著，但蓄水效应没有从根本上改变断层的活动性质；还发现3次大的蓄水期间，水位上升量与观测曲线的上升量成相同比例的对应关系，进一步说明，周围断层对三峡蓄水引起的荷载变化响应明显，不同的荷载变化引起断层活动变化的程度不同。
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