2017年 第42卷 第11期
2017, 42(11): 1501-1505.
doi: 10.13203/j.whugis20170227
摘要:
介绍了军民融合战略的背景和天基信息系统发展的现状，阐述了建设军民融合卫星通信、遥感、导航（通导遥）一体天基信息实时服务系统的重大战略意义，提出了中国定位、导航、授时、遥感、通信（positioning，navigation，timing，remote sensing，communication，PNTRC）一体的天基信息服务系统建设构想，分析了系统建设目标、建设思路、路线图及应用前景，并对系统关键技术进行了分析论证，提出了PNTRC关键技术及相关建议，最后对中国PNTRC系统的发展进行了展望。
介绍了军民融合战略的背景和天基信息系统发展的现状，阐述了建设军民融合卫星通信、遥感、导航（通导遥）一体天基信息实时服务系统的重大战略意义，提出了中国定位、导航、授时、遥感、通信（positioning，navigation，timing，remote sensing，communication，PNTRC）一体的天基信息服务系统建设构想，分析了系统建设目标、建设思路、路线图及应用前景，并对系统关键技术进行了分析论证，提出了PNTRC关键技术及相关建议，最后对中国PNTRC系统的发展进行了展望。
2017, 42(11): 1506-1517.
doi: 10.13203/j.whugis20170324
摘要:
由人工智能引发的智能革命星火，正向各行各业蔓延，测绘与时空位置服务的相关方法、技术、产业形态和商业模式所面临的挑战与机遇，是值得深入思考的问题。从人工智能的内涵、历程和趋势出发，阐述了对新一代人工智能特征的理解，并对智能时代来临所带来的机遇和挑战进行了分析。聚焦到测绘与位置服务领域，认为其作为行业，不会消失但必须转型，并分析了转型的可能路径；作为学科，不会扩张但须跨界、交叉和融合；作为职业，将会出现蓝领消失，创客、智士领军的局面。测绘与位置服务行业需要充分挖掘自身优势，将系统性思维、时空观思维和创意性思维作为开启智能时代大门的钥匙，才能实现测绘与位置服务行业向绿色、智能、泛在发展的整体转型。
由人工智能引发的智能革命星火，正向各行各业蔓延，测绘与时空位置服务的相关方法、技术、产业形态和商业模式所面临的挑战与机遇，是值得深入思考的问题。从人工智能的内涵、历程和趋势出发，阐述了对新一代人工智能特征的理解，并对智能时代来临所带来的机遇和挑战进行了分析。聚焦到测绘与位置服务领域，认为其作为行业，不会消失但必须转型，并分析了转型的可能路径；作为学科，不会扩张但须跨界、交叉和融合；作为职业，将会出现蓝领消失，创客、智士领军的局面。测绘与位置服务行业需要充分挖掘自身优势，将系统性思维、时空观思维和创意性思维作为开启智能时代大门的钥匙，才能实现测绘与位置服务行业向绿色、智能、泛在发展的整体转型。
2017, 42(11): 1518-1522, 1615.
doi: 10.13203/j.whugis20170283
摘要:
首先回顾了摄影测量的历史，从透视几何、成像设备、摄影平台、测量法和测量工具等4个方面较系统地总结了前人的贡献。其次，简要介绍了计算机视觉的起源，并从几何角度分析了计算机视觉与摄影测量之间的紧密联系，探讨了两者在实用上的一些区别。再次，从语义方面，分析了遥感学科的发展，与机器学习和计算机视觉之间的关系，以及目前深度学习和连接主义的盛行。最后，展望了摄影测量的未来，指出与计算机视觉、人工智能等学科的进一步交叉融合是摄影测量发展的必然之路。
首先回顾了摄影测量的历史，从透视几何、成像设备、摄影平台、测量法和测量工具等4个方面较系统地总结了前人的贡献。其次，简要介绍了计算机视觉的起源，并从几何角度分析了计算机视觉与摄影测量之间的紧密联系，探讨了两者在实用上的一些区别。再次，从语义方面，分析了遥感学科的发展，与机器学习和计算机视觉之间的关系，以及目前深度学习和连接主义的盛行。最后，展望了摄影测量的未来，指出与计算机视觉、人工智能等学科的进一步交叉融合是摄影测量发展的必然之路。
2017, 42(11): 1523-1529.
doi: 10.13203/j.whugis20170177
摘要:
随着人工智能技术的迅猛发展，无人机（unmanned aerial vehicle，UAV）的发展在21世纪将迎来新的爆发。首先从历史发展的角度出发，综述和分析了无人机控制系统发展的各个阶段的特点；其次，着重分析无人机和无人机系统对人工智能技术的需求；最后，探讨了无人机系统对未来的潜在影响和适用性。
随着人工智能技术的迅猛发展，无人机（unmanned aerial vehicle，UAV）的发展在21世纪将迎来新的爆发。首先从历史发展的角度出发，综述和分析了无人机控制系统发展的各个阶段的特点；其次，着重分析无人机和无人机系统对人工智能技术的需求；最后，探讨了无人机系统对未来的潜在影响和适用性。
2017, 42(11): 1530-1536.
doi: 10.13203/j.whugis20170287
摘要:
天基信息网络海洋目标监视既要建立完善的天基海洋目标监视系统，更要研究面向海洋目标监视的多源卫星观测信息融合技术，提升海洋目标监视的广域搜索、精细识别、持续监视和快速响应能力。分析了海洋目标信息感知与融合中的海洋环境和海洋目标特点，在总结分析天基海洋目标信息感知与融合的发展历程和数据特点的基础上，提出了天基海洋目标信息感知与融合在平台网络、时空融合和信息融合等方面的技术突破途径和未来发展方向。
天基信息网络海洋目标监视既要建立完善的天基海洋目标监视系统，更要研究面向海洋目标监视的多源卫星观测信息融合技术，提升海洋目标监视的广域搜索、精细识别、持续监视和快速响应能力。分析了海洋目标信息感知与融合中的海洋环境和海洋目标特点，在总结分析天基海洋目标信息感知与融合的发展历程和数据特点的基础上，提出了天基海洋目标信息感知与融合在平台网络、时空融合和信息融合等方面的技术突破途径和未来发展方向。
2017, 42(11): 1537-1548.
doi: 10.13203/j.whugis20170315
摘要:
按照国家航空应急测绘的需求提出了一种多传感器组合成像系统。在此系统中，将组合数码相机、视频和红外相机、激光雷达（light detection and ranging，LiDAR）和小型合成孔径雷达（miniature synthetic aperture radar，MiniSAR）集成到统一的时空基准，分别且同时地实现大像幅光学成像，白天和夜间视频影像获取与传输，三维激光点云获取，以及全天候的微波遥感。详细阐述了组合宽角相机在改善影像质量和作业效率方面的优势。根据上述设计，将实验系统安装在中航时无人机上进行了飞行检验，给出了所获取的白天和夜间数据成果。
按照国家航空应急测绘的需求提出了一种多传感器组合成像系统。在此系统中，将组合数码相机、视频和红外相机、激光雷达（light detection and ranging，LiDAR）和小型合成孔径雷达（miniature synthetic aperture radar，MiniSAR）集成到统一的时空基准，分别且同时地实现大像幅光学成像，白天和夜间视频影像获取与传输，三维激光点云获取，以及全天候的微波遥感。详细阐述了组合宽角相机在改善影像质量和作业效率方面的优势。根据上述设计，将实验系统安装在中航时无人机上进行了飞行检验，给出了所获取的白天和夜间数据成果。
2017, 42(11): 1549-1564.
doi: 10.13203/j.whugis20170288
摘要:
随着中国高速公路发展从大规模建设阶段向大规模养护阶段的转变，高效和自动化的路面破损检测技术具有越来越重要的研究意义和应用价值。公路路面破损检测主要利用光学传感器如相机、激光扫描仪等采集路表面数据，并利用模式识别、机器学习等技术方法自动定位路面破损位置、判别损坏类别。简要回顾了过去二十年路面破损检测的研究，并详细介绍了利用激光三维断面扫描进行路面破损检测的新方法。通过室内对比实验和公路实测实践的评估发现，利用三维断面扫描的路面破损检测技术相对于传统的基于可见光成像的技术具有更强的环境适应性和更高的识别精度。
随着中国高速公路发展从大规模建设阶段向大规模养护阶段的转变，高效和自动化的路面破损检测技术具有越来越重要的研究意义和应用价值。公路路面破损检测主要利用光学传感器如相机、激光扫描仪等采集路表面数据，并利用模式识别、机器学习等技术方法自动定位路面破损位置、判别损坏类别。简要回顾了过去二十年路面破损检测的研究，并详细介绍了利用激光三维断面扫描进行路面破损检测的新方法。通过室内对比实验和公路实测实践的评估发现，利用三维断面扫描的路面破损检测技术相对于传统的基于可见光成像的技术具有更强的环境适应性和更高的识别精度。
2017, 42(11): 1565-1572.
doi: 10.13203/j.whugis20150385
摘要:
电力线三维重建是直升机激光雷达（light detection and ranging，LiDAR）电力巡线的一项重要内容。提出了两种基于直升机LiDAR点云的电力线三维重建模型，包括直线段与悬链线段相结合的模型（简称为"模型一"）、直线段与抛物线段相结合的模型（简称为"模型二"）。其中，直线段位于xy平面，悬链线段和抛物线段位于过直线段的铅垂面。模型的创新之处在于两者均使用了电力线LiDAR点水平坐标进一步投影到xy平面上相应的拟合直线产生的比例因子作为悬链线、抛物线方程的参数。使用6个有代表性的实验数据、4个评价指标对6种重建模型（已有的4种和上述提出的两种）的性能进行评价和对比。实验结果表明，模型二具有最高的重建效率和最高的重建精度。另外，实验结果进一步说明铅垂面及铅垂面上投影模型的选择、误差因素的考虑等3个因素对重建模型性能有着显著影响。
电力线三维重建是直升机激光雷达（light detection and ranging，LiDAR）电力巡线的一项重要内容。提出了两种基于直升机LiDAR点云的电力线三维重建模型，包括直线段与悬链线段相结合的模型（简称为"模型一"）、直线段与抛物线段相结合的模型（简称为"模型二"）。其中，直线段位于xy平面，悬链线段和抛物线段位于过直线段的铅垂面。模型的创新之处在于两者均使用了电力线LiDAR点水平坐标进一步投影到xy平面上相应的拟合直线产生的比例因子作为悬链线、抛物线方程的参数。使用6个有代表性的实验数据、4个评价指标对6种重建模型（已有的4种和上述提出的两种）的性能进行评价和对比。实验结果表明，模型二具有最高的重建效率和最高的重建精度。另外，实验结果进一步说明铅垂面及铅垂面上投影模型的选择、误差因素的考虑等3个因素对重建模型性能有着显著影响。
2017, 42(11): 1573-1579.
doi: 10.13203/j.whugis20170236
摘要:
介绍了北斗（BeiDou system，BDS）和BDS/GPS组合两种动态差分定位的基本模型，利用搭载有双频可同时接收BDS、GPS信号的全球卫星导航系统（global navigation satellite system，GNSS）接收机的无人机低空航摄系统对嵩山航空检校场进行航空摄影实验，比较了GPS、BDS以及BDS/GPS组合3种差分定位的结果，并利用3组摄站坐标进行了GNSS辅助空中三角测量。实验结果表明，利用3种定位模式获取的摄站坐标分别辅助光束法区域网平差的实际精度是一致的，平面中误差均小于±0.17 m，高程中误差均小于±0.25 m，可以满足丘陵地1：500比例尺地形测图的摄影测量加密精度要求。
介绍了北斗（BeiDou system，BDS）和BDS/GPS组合两种动态差分定位的基本模型，利用搭载有双频可同时接收BDS、GPS信号的全球卫星导航系统（global navigation satellite system，GNSS）接收机的无人机低空航摄系统对嵩山航空检校场进行航空摄影实验，比较了GPS、BDS以及BDS/GPS组合3种差分定位的结果，并利用3组摄站坐标进行了GNSS辅助空中三角测量。实验结果表明，利用3种定位模式获取的摄站坐标分别辅助光束法区域网平差的实际精度是一致的，平面中误差均小于±0.17 m，高程中误差均小于±0.25 m，可以满足丘陵地1：500比例尺地形测图的摄影测量加密精度要求。
2017, 42(11): 1580-1588.
doi: 10.13203/j.whugis20170318
摘要:
光学遥感卫星影像在轨几何定标是确保影像几何质量的必要环节。首先介绍了光学卫星在轨几何定标方法的研究现状；然后，对于当前主流的基于地面几何检校场的在轨几何定标方法，结合光学卫星地面分辨率不断提高的发展趋势，阐述了其受限于对参考影像的依赖而存在的问题；最后，论述了无需地面定标场的在轨自主几何定标的发展趋势，并提出了多种基于多角度交叉约束成像的在轨自主几何定标方法构想。
光学遥感卫星影像在轨几何定标是确保影像几何质量的必要环节。首先介绍了光学卫星在轨几何定标方法的研究现状；然后，对于当前主流的基于地面几何检校场的在轨几何定标方法，结合光学卫星地面分辨率不断提高的发展趋势，阐述了其受限于对参考影像的依赖而存在的问题；最后，论述了无需地面定标场的在轨自主几何定标的发展趋势，并提出了多种基于多角度交叉约束成像的在轨自主几何定标方法构想。
2017, 42(11): 1589-1596.
doi: 10.13203/j.whugis20160514
摘要:
星载激光测高仪安装误差、激光指向和激光测距误差等导致最终激光测高精度不高，对激光器进行在轨几何检校可以有效提升激光测高精度。针对资源三号02星（ZY3-02）激光测高仪的工作模式，以裸露地表的航天飞机雷达地形测绘任务（shuttle radar topography mission，SRTM）数字高程模型（digital elevation model，DEM）数据约束同轨激光测距值，通过逼近地形起伏趋势线实现了卫星激光器出射方向的初始检校，实验证明不同轨激光指向的相对检校精度在20 m以内。利用地面铺设激光靶标的方法对星载激光测高系统进行几何精检校，并通过外业测量验证了ZY3-02激光器在平坦区域的测高精度优于0.5 m。
星载激光测高仪安装误差、激光指向和激光测距误差等导致最终激光测高精度不高，对激光器进行在轨几何检校可以有效提升激光测高精度。针对资源三号02星（ZY3-02）激光测高仪的工作模式，以裸露地表的航天飞机雷达地形测绘任务（shuttle radar topography mission，SRTM）数字高程模型（digital elevation model，DEM）数据约束同轨激光测距值，通过逼近地形起伏趋势线实现了卫星激光器出射方向的初始检校，实验证明不同轨激光指向的相对检校精度在20 m以内。利用地面铺设激光靶标的方法对星载激光测高系统进行几何精检校，并通过外业测量验证了ZY3-02激光器在平坦区域的测高精度优于0.5 m。
2017, 42(11): 1597-1603.
doi: 10.13203/j.whugis20150678
摘要:
提出了一种面向虚拟地球的海陆地形多尺度不规则三角网（triangulated irregular network，TIN）建模及球面快速可视化方法。利用贪心插入TIN表面简化算法构建海陆地形的离线TIN金字塔，并设计了一种高效的虚拟节点结构，对各级TIN构网实施无缝分割和分层分块存储。在利用离线TIN地形金字塔实现多尺度海陆TIN地形的快速检索和三维场景生成的基础上，通过一种接边关系编解码方案实时消除TIN地形渲染时的裂缝，最终实现多尺度海陆TIN地形场景的高效可视化。实验结果表明，该方法能显著减少海面渲染所需的面片数，并实现岛礁、海岸等破碎地形的高保真度表达，有效改善了传统虚拟地球系统采用规则格网（Gird）模式绘制海陆地形导致大量几何冗余和表达失真等缺陷。
提出了一种面向虚拟地球的海陆地形多尺度不规则三角网（triangulated irregular network，TIN）建模及球面快速可视化方法。利用贪心插入TIN表面简化算法构建海陆地形的离线TIN金字塔，并设计了一种高效的虚拟节点结构，对各级TIN构网实施无缝分割和分层分块存储。在利用离线TIN地形金字塔实现多尺度海陆TIN地形的快速检索和三维场景生成的基础上，通过一种接边关系编解码方案实时消除TIN地形渲染时的裂缝，最终实现多尺度海陆TIN地形场景的高效可视化。实验结果表明，该方法能显著减少海面渲染所需的面片数，并实现岛礁、海岸等破碎地形的高保真度表达，有效改善了传统虚拟地球系统采用规则格网（Gird）模式绘制海陆地形导致大量几何冗余和表达失真等缺陷。
2017, 42(11): 1604-1607.
doi: 10.13203/j.whugis20160457
摘要:
提出了一种建立在数据颗粒引力基础上的图像分类方法，此方法使用的数据颗粒质量是图像的特征（如图像的分形维）。对于每一类别训练数据颗粒集，图像特征采用训练数据颗粒集中几幅图像特征的均值mi，用训练数据颗粒集的像幅数wi作为它的权重，那么第i个训练数据颗粒集的质量为wi mi，而待检验数据颗粒是原子数据颗粒，其质量为1。假定待检验一幅图像数据颗粒j的特征为tmj，那么第i个训练数据颗粒集与待检验一幅图像的数据颗粒j之间的距离为|mi-tmj|。假定有3种不同类别的图像，从各类别中取出一部分图像组成3类训练数据颗粒集，求得每类数据颗粒集特征的均值和一幅待检验数据颗粒的特征值，按公式计算每类数据颗粒集对待检验数据颗粒的引力，3个引力中具有最大引力的类别即为待检验数据颗粒的类别。实验结果表明，基于数据引力的图像分类方法具有一定的优势。
提出了一种建立在数据颗粒引力基础上的图像分类方法，此方法使用的数据颗粒质量是图像的特征（如图像的分形维）。对于每一类别训练数据颗粒集，图像特征采用训练数据颗粒集中几幅图像特征的均值mi，用训练数据颗粒集的像幅数wi作为它的权重，那么第i个训练数据颗粒集的质量为wi mi，而待检验数据颗粒是原子数据颗粒，其质量为1。假定待检验一幅图像数据颗粒j的特征为tmj，那么第i个训练数据颗粒集与待检验一幅图像的数据颗粒j之间的距离为|mi-tmj|。假定有3种不同类别的图像，从各类别中取出一部分图像组成3类训练数据颗粒集，求得每类数据颗粒集特征的均值和一幅待检验数据颗粒的特征值，按公式计算每类数据颗粒集对待检验数据颗粒的引力，3个引力中具有最大引力的类别即为待检验数据颗粒的类别。实验结果表明，基于数据引力的图像分类方法具有一定的优势。
2017, 42(11): 1608-1615.
doi: 10.13203/j.whugis20130000
摘要:
应急测绘中的无人机调度存在时空环境约束复杂、调度方案多样的特点，现有调度主要以人为经验判断为主，方案粗放不可靠，难以综合考虑应急过程中复杂多变的因素，结果的精准性与可靠性较低。为实现灾后应急测绘的快速响应，提出了一种无人机资源的快速调度方法，综合考虑应急测绘任务需求、优先级、时间窗、作业区域地理环境和无人机测绘资源能力等约束条件，构建了以任务成果收益效率最大化、任务完成率最大化以及调度风险最小化等为多优化目标的应急测绘无人机资源调度模型，并运用蚁群算法实现对模型的求解。实验结果验证了调度方法的有效性。
应急测绘中的无人机调度存在时空环境约束复杂、调度方案多样的特点，现有调度主要以人为经验判断为主，方案粗放不可靠，难以综合考虑应急过程中复杂多变的因素，结果的精准性与可靠性较低。为实现灾后应急测绘的快速响应，提出了一种无人机资源的快速调度方法，综合考虑应急测绘任务需求、优先级、时间窗、作业区域地理环境和无人机测绘资源能力等约束条件，构建了以任务成果收益效率最大化、任务完成率最大化以及调度风险最小化等为多优化目标的应急测绘无人机资源调度模型，并运用蚁群算法实现对模型的求解。实验结果验证了调度方法的有效性。
2017, 42(11): 1616-1628.
doi: 10.13203/j.whugis20150213
摘要:
随着数据获取方式和技术的多样化，多源空间数据持续累积，迫切需要研究数据集成方法，以更好地为地学研究与应用提供信息和技术支持。将各种用于集成多源空间数据的处理过程统称为数据融合，并从经典方法和扩展方法的角度，分别综述相关研究进展。为综述经典方法的研究进展，依据空间对象数据模型和场数据模型，理清了数据融合及其相关数据处理较成熟的方法；对于扩展方法，阐述了多点地统计方法、统计-机理型方法、多尺度分析与重构方法、信息论方法等。为更有效地支持多源异构数据环境下的数据融合，讨论了尺度不匹配、语义不一致性、时间维等问题。
随着数据获取方式和技术的多样化，多源空间数据持续累积，迫切需要研究数据集成方法，以更好地为地学研究与应用提供信息和技术支持。将各种用于集成多源空间数据的处理过程统称为数据融合，并从经典方法和扩展方法的角度，分别综述相关研究进展。为综述经典方法的研究进展，依据空间对象数据模型和场数据模型，理清了数据融合及其相关数据处理较成熟的方法；对于扩展方法，阐述了多点地统计方法、统计-机理型方法、多尺度分析与重构方法、信息论方法等。为更有效地支持多源异构数据环境下的数据融合，讨论了尺度不匹配、语义不一致性、时间维等问题。
2017, 42(11): 1629-1634.
doi: 10.13203/j.whugis20160357
摘要:
在地图综合中，一条道路的不同路段之间，或者两条道路之间，都有可能存在空间冲突，需要进行道路移位。目前，道路的移位方法主要以能量最小化方法为代表，但是模型参数的控制和移位传播的距离仍有待深入研究。为了有效控制道路移位，基于道路移位制图规则，利用移位传播障碍点设置、移位传播距离计算和模型参数自动调整等措施，优化道路移位的能量最小化模型。实验结果验证了所提方法的可行性和有效性。
在地图综合中，一条道路的不同路段之间，或者两条道路之间，都有可能存在空间冲突，需要进行道路移位。目前，道路的移位方法主要以能量最小化方法为代表，但是模型参数的控制和移位传播的距离仍有待深入研究。为了有效控制道路移位，基于道路移位制图规则，利用移位传播障碍点设置、移位传播距离计算和模型参数自动调整等措施，优化道路移位的能量最小化模型。实验结果验证了所提方法的可行性和有效性。
2017, 42(11): 1635-1643.
doi: 10.13203/j.whugis20170237
摘要:
2000中国大地坐标系统（China Geodetic Coordinate System 2000，CGCS2000）的建立和维持主要依赖于GPS技术，不利于保障国家时空信息安全。中国北斗卫星导航系统（BeiDou navigation satellite system，BDS）提供亚太区域服务，可满足中国及周边地区高精度定位导航应用需求，对建立和维持国家大地坐标参考框架具有重要意义。研究利用已建成的北斗基准站网观测数据，实现基于BDS技术、并与国际地球参考框架（International Terrestrial Reference Frame，ITRF）一致的国家大地坐标参考框架，为今后国家级和全球性北斗坐标参考框架（BeiDou Terrestrial Reference Frame，BTRF）的建立和维持提供理论基础和方法支撑。初步计算结果表明，积累2 a以上的观测数据，利用单独BDS数据可以获得与GPS精度相当的水平速度场，精度约为2~3 mm/a。基于单独BDS数据，测站残差平面和高程的重复性分别可优于0.8 cm和1.7 cm。利用BDS数据已可监测到测站高程方向的季节性变化。此外，还对单独BDS与GPS数据计算的坐标可能存在的与经纬度相关的系统误差进行了分析。总体来说，目前的北斗系统可满足建立和维持中国cm级大地坐标框架的需求。
2000中国大地坐标系统（China Geodetic Coordinate System 2000，CGCS2000）的建立和维持主要依赖于GPS技术，不利于保障国家时空信息安全。中国北斗卫星导航系统（BeiDou navigation satellite system，BDS）提供亚太区域服务，可满足中国及周边地区高精度定位导航应用需求，对建立和维持国家大地坐标参考框架具有重要意义。研究利用已建成的北斗基准站网观测数据，实现基于BDS技术、并与国际地球参考框架（International Terrestrial Reference Frame，ITRF）一致的国家大地坐标参考框架，为今后国家级和全球性北斗坐标参考框架（BeiDou Terrestrial Reference Frame，BTRF）的建立和维持提供理论基础和方法支撑。初步计算结果表明，积累2 a以上的观测数据，利用单独BDS数据可以获得与GPS精度相当的水平速度场，精度约为2~3 mm/a。基于单独BDS数据，测站残差平面和高程的重复性分别可优于0.8 cm和1.7 cm。利用BDS数据已可监测到测站高程方向的季节性变化。此外，还对单独BDS与GPS数据计算的坐标可能存在的与经纬度相关的系统误差进行了分析。总体来说，目前的北斗系统可满足建立和维持中国cm级大地坐标框架的需求。
2017, 42(11): 1644-1648.
doi: 10.13203/j.whugis20150548
摘要:
综合利用中国海岸带GNSS水准和多源重力测量数据，通过精化陆海统一的重力似大地水准面计算高程异常零阶项，精密确定了中国1985国家高程基准相对于重力大地水准面的偏差。结果显示：中国1985国家高程基准相对于国际地球自转服务（International Earth Rotation Service，IERS）的IERS2010标准W0对应的重力大地水准面的偏差为30.4±1.0 cm；中国1985国家高程基准于20世纪80年代经琼州海峡传递到海南岛后，在1 cm精度水平上未发现明显差异；计算的重力似大地水准面经全球导航卫星系统（globa navigation satellite system，GNSS）水准外部检核，标准差约为4 cm，12个省市和陆海交界处在厘米级精度水平上无缝衔接。在近10 a内，天津市除西北角外，大部分地区存在地面下沉，东南部地面下沉约7 cm，上海市地面下沉约7 cm，浙江省、江苏省和福建省等沿海省份局部地区也出现地面下沉。
综合利用中国海岸带GNSS水准和多源重力测量数据，通过精化陆海统一的重力似大地水准面计算高程异常零阶项，精密确定了中国1985国家高程基准相对于重力大地水准面的偏差。结果显示：中国1985国家高程基准相对于国际地球自转服务（International Earth Rotation Service，IERS）的IERS2010标准W0对应的重力大地水准面的偏差为30.4±1.0 cm；中国1985国家高程基准于20世纪80年代经琼州海峡传递到海南岛后，在1 cm精度水平上未发现明显差异；计算的重力似大地水准面经全球导航卫星系统（globa navigation satellite system，GNSS）水准外部检核，标准差约为4 cm，12个省市和陆海交界处在厘米级精度水平上无缝衔接。在近10 a内，天津市除西北角外，大部分地区存在地面下沉，东南部地面下沉约7 cm，上海市地面下沉约7 cm，浙江省、江苏省和福建省等沿海省份局部地区也出现地面下沉。
2017, 42(11): 1649-1657.
doi: 10.13203/j.whugis20170278
摘要:
卫星轨道、钟差以及测站坐标等是全球导航卫星系统定位（global navigation satellite system，GNSS）的核心参数，构成了卫星导航系统数据处理的时空基准。通过比较国际GNSS服务（International GNSS Service，IGS）不同数据分析中心提供的GNSS精密时空产品发现，各分析中心的轨道、钟差存在明显差异，并且轨道、钟差的相对偏差存在很强的相关性。针对该问题，讨论了GNSS卫星轨道、钟差的相关性问题，分析了轨道、钟差相对偏差的周期特性，并提取了周期项模型参数；建立改正模型，提高了不同分析中心产品的一致性；对时空基准周期性误差的原因进行了分析，并以参数降相关为出发点，对GNSS时空基准精度提升的方法提出了建议。
卫星轨道、钟差以及测站坐标等是全球导航卫星系统定位（global navigation satellite system，GNSS）的核心参数，构成了卫星导航系统数据处理的时空基准。通过比较国际GNSS服务（International GNSS Service，IGS）不同数据分析中心提供的GNSS精密时空产品发现，各分析中心的轨道、钟差存在明显差异，并且轨道、钟差的相对偏差存在很强的相关性。针对该问题，讨论了GNSS卫星轨道、钟差的相关性问题，分析了轨道、钟差相对偏差的周期特性，并提取了周期项模型参数；建立改正模型，提高了不同分析中心产品的一致性；对时空基准周期性误差的原因进行了分析，并以参数降相关为出发点，对GNSS时空基准精度提升的方法提出了建议。
2017, 42(11): 1658-1664.
doi: 10.13203/j.whugis20150444
摘要:
在全球导航卫星系统（global navigation satellite system，GNSS）水汽层析中，受卫星星座和接收机几何分布的影响，穿过层析区域的射线条数有限。针对该问题，设计并实现了一种附加虚拟倾斜路径信号精化水汽层析模型的方法，该方法能够增加穿过研究区域的射线条数和射线穿过的网格数，使层析结果更加逼近真值。利用香港卫星定位参考站网2015年5月共31 d的GPS网实测数据和气象数据进行实验，并结合无线电探空数据验证该方法的可行性及精度。结果表明，该方法能够提高层析结果的精度，与传统层析方法相比，该方法在均方根（root mean square，RMS）、水汽密度廓线和误差分布上均优于传统方法。
在全球导航卫星系统（global navigation satellite system，GNSS）水汽层析中，受卫星星座和接收机几何分布的影响，穿过层析区域的射线条数有限。针对该问题，设计并实现了一种附加虚拟倾斜路径信号精化水汽层析模型的方法，该方法能够增加穿过研究区域的射线条数和射线穿过的网格数，使层析结果更加逼近真值。利用香港卫星定位参考站网2015年5月共31 d的GPS网实测数据和气象数据进行实验，并结合无线电探空数据验证该方法的可行性及精度。结果表明，该方法能够提高层析结果的精度，与传统层析方法相比，该方法在均方根（root mean square，RMS）、水汽密度廓线和误差分布上均优于传统方法。
2017, 42(11): 1665-1672.
doi: 10.13203/j.whugis20160040
摘要:
根据中国芦山地震的余震序列分布和地质构造情况，联合GPS同震位移和水准测量数据，采用格网搜索法和方差分量估计（variance covariance component，VCE）方法建立了芦山地震的断层曲面模型。以建立的断层曲面模型为基础进行滑动分布反演，反演结果表明此次地震以明显的逆冲滑动为主，存在左旋趋势，断层的滑动主要发生在4.56~18.25 km深度范围内，最大滑动量为0.70 m，在深度12.64 km附近，释放的能量为8.77×1018 N/m（相当于Mw 6.57级）。对曲面模型进行棋盘检验，结果表明其能够较好地分辨出断层深度浅于13 km的凹凸体，其面积最小为8 km×8 km。
根据中国芦山地震的余震序列分布和地质构造情况，联合GPS同震位移和水准测量数据，采用格网搜索法和方差分量估计（variance covariance component，VCE）方法建立了芦山地震的断层曲面模型。以建立的断层曲面模型为基础进行滑动分布反演，反演结果表明此次地震以明显的逆冲滑动为主，存在左旋趋势，断层的滑动主要发生在4.56~18.25 km深度范围内，最大滑动量为0.70 m，在深度12.64 km附近，释放的能量为8.77×1018 N/m（相当于Mw 6.57级）。对曲面模型进行棋盘检验，结果表明其能够较好地分辨出断层深度浅于13 km的凹凸体，其面积最小为8 km×8 km。
2017, 42(11): 1673-1680.
doi: 10.13203/j.whugis20170286
摘要:
利用http://geodesy.unr.edu网站发布的新西兰和澳大利亚部分GPS连续观测站的数据处理结果，获取2016-11-13新西兰7.8级大地震同震位移、区域参考框架震前和震后水平位移。新西兰CMBL和KAIK站及日本USUD和TSKB等站的水平位移向量时间序列图直观且清楚地显示，同一GPS站同震水平位移方向和震前积累水平位移的总方向相反，同震水平位移是震前积累的水平位移的回跳或弹性回跳，因此，震前积累的水平位移是地震前兆。利用丰富的GPS观测结果讨论回跳或弹性回跳模型。分析东日本9.0级大地震GPS观测结果，表明，震前震中区一主应变为东西向的压缩，而地震的发生和同震形变是地震断层剪切形变所致。这与岩石破裂实验、应变理论和地震机制研究结果一致。
利用http://geodesy.unr.edu网站发布的新西兰和澳大利亚部分GPS连续观测站的数据处理结果，获取2016-11-13新西兰7.8级大地震同震位移、区域参考框架震前和震后水平位移。新西兰CMBL和KAIK站及日本USUD和TSKB等站的水平位移向量时间序列图直观且清楚地显示，同一GPS站同震水平位移方向和震前积累水平位移的总方向相反，同震水平位移是震前积累的水平位移的回跳或弹性回跳，因此，震前积累的水平位移是地震前兆。利用丰富的GPS观测结果讨论回跳或弹性回跳模型。分析东日本9.0级大地震GPS观测结果，表明，震前震中区一主应变为东西向的压缩，而地震的发生和同震形变是地震断层剪切形变所致。这与岩石破裂实验、应变理论和地震机制研究结果一致。
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