天球参考架的稳定源选取及其最新实现

天球参考架是对理想的天球参考系的实现,其稳定性直接决定了所描述天体运动规律及某些地球物理现象的精度。基于1979-2007年期间全球IVS(international VLBI service)网近30年的观测资料,利用上海天文台的Calc_Solve系统对天测与测地VLBI资料进行解算和分析,得到一系列由射电源坐标(赤经和赤纬)构成的时间序列。通过对该时间序列的稳定性的检验和分析,制定选择稳定源的标准,得到一套稳定的河外射电源表列,最终实现由173颗稳定的定义源与135颗补充源构建的稳定天球参考架。     

地球参考标架和动态地球

本文首先对天球参考标架和地球参考标架作了一般叙述。其次较详细地说明地球参考标架究竟是什么,它是如何形成的,直到现在它的发展情况。最后说明了地球参考标架在有关学科中的应用。     

天球参考系的基本理论和方法研究进展

天球参考系的研究在天体测量、大地测量等研究领域中占有重要的地位。随着配置有CCD的地面光学望远镜和空间望远镜观测精度的不断提高 ,以及其它空间大地测量技术 (VLBI、LLR、SLR和GPS等 )的发展 ,对天球参考系也提出了越来越高的要求。本文从天球参考系的基本理论和方法出发 ,详细地介绍了天球参考系目前的发展状况 ,指出乌克兰里克米亚天文台、上海天文台和IERS在计算河外射电源参考架时采用的小角旋转法公式是错误的 ,并进行了改正     

Ka波段天测与测地VLBI观测的利弊分析

分析了天测与测地甚长基线干涉测量（very long baseline interferometry,VLBI）观测频率设置的必要性,重点分析了Ka波段观测的利弊。相比于X波段,Ka波段观测的优点包括河外源更致密、核移效应更小,更有利于提高射电天球参考架的实现精度以及与天体物理学全球天体测量干涉仪（global astrometric interferometer for astrophysics,Gaia）计划准惯性光学参考架的连接精度。在深空探测方面的优点表现为遥测数据率高,VLBI跟踪测量精度高,更有利于减小大气电离层和太阳等离子体对测量时延的不利影响。缺点包括河外源相对较弱,天线反射面精度和指向精度要求较高,大气吸收和辐射效应的影响更大等,但是这些因素所造成的系统灵敏度的降低有望通过高数据率采样而得到补偿。结合我国VLBI技术现状提出了发展建议。     

天球参考极的定义与选择

利用矢量分析的方法研究了刚体地球的形状轴、角动量轴和自转轴的相对运动.在Murray关于地球形状轴的矢量解的基础上,针对选择天球参考轴的原则和方法,对天球历书极(CEP)、天球中介极(CIP)和非旋转原点(NRO)的选择进行了形象化的分析和讨论.     

上海VLBI站相对于欧亚板块运动的测定与讨论

利用 1 988～ 1 996年共 8年的上海天文台 VLBI站与国际 VLBI站基线长度变化的精确测定结果 ,重新估计了上海 VL BI站的形变速率 ,证实了基于不同地球参考架系统对估计的上海站的运动有明显差异 ;基于最新的 ITRF96地球参考架和 Sillard等 (1 998)欧亚板块的欧拉矢量 ,估计得到上海站的地壳垂直形变速率为 -1 .95± 1 .0 2 mm/a呈下降趋势 ,水平形变速率为 1 3.5 5± 1 .2 0 mm/a,方位 77.5°± 4.5°;估计得到乌鲁木齐 VL BI站的地壳垂直形变速率为 -6 .0 8± 2 .77mm/a呈下降趋势 ,水平形变速率为 2 1 .87± 2 .5 2 mm/a,方位 45 .5°±6 .6°;进一步分别基于 NNR-NUVEL -1 A地球板块运动模型和 Zhang等 (1 999)的欧亚板块的欧拉矢量 ,得到与上述较一致的结果     

测站坐标时间序列跳变探测研究及对TRF的影响

针对地球参考架测站坐标残差数据中仍存在一些较大的未被标注的跳变,这会引起该测站坐标和速度因未标注的跳变而估计有误的问题,该文利用广义离群检测(GESD)算法的粗差和野值探测及基于t-检验序贯格局转换分析(STARS)法的跳变探测,更好地剔除了野值、标志出了未被标注的跳变.由于测站坐标时间序列的复杂性,跳变检测的误报率和漏检时有发生,故该文采用了与STARS方法相结合的差值法和人眼观察法综合检测跳变;然后基于上海天文台建立的中国地球自转与地球参考系服务地球参考架和地球定向参数确定软件包,重新进行地球参考框架建立和维持,消除未标注跳变对地球参考框架的不利影响.结果 表明,重新解算的测站坐标残差明显减小,对测站非连续性也有了很好修复,不仅提高了地球参考架精度和稳定性,而且有助于后续周期性信号的拟合和提取.     

ITRF2000参考架的评价及其探讨

通过ITRF2 0 0 0速度场建立完全独立于任何地质模型假设的ITRF2 0 0 0VEL模型 ,求出总角动量 |L|为 0 .12 7°/m·a ,在运动中应加以改正 ,从而实现无整体旋转参考架     

地球参考系的实现

本文简要讨论了组合不同空间技术建立全球最优协议地球参考架（ＣＴＲＦ）的理论和方法；重点分析了影响ＣＴＲＦ稳定的几种主要地球长期形变因素的性质和规律。首次考虑到地球质心运动对ＣＴＲＦ的影响，提出了协议地球质心的概念，给出了更为完整的四维地面点位模型。     

地球参考系的基本理论和方法研究进展

地球参考系的研究无论在基础科学,还是在国民经济建设中都具有重要的意义。随着空间大地测量技术(VLBI、LLR、SLR和GPS等)的发展,对地球参考系也提出了越来越高的要求。本文详细地介绍了地球参考系的定义,建立和维持的基本理论与方法,综述了地球参考系目前的发展状况和存在的问题。本文可为从事地球参考系研究的学者提供一定的参考。     

WGS84与ITRF框架间的坐标转换分析

简要介绍了WGS84坐标系和ITRF框架,给出了不同ITRF框架间的坐标转换流程,并利用实例对WGS84与ITRF框架间的转换关系进行了验证分析。结果表明,ITRF2008与WGS84坐标基本一致,但由于ITRF框架的站速度对站坐标的影响与时间成正相关,当需要采用ITRF框架时,应选用最新的国际地球参考框架。     

一种无人机视频影像快速配准方法

针对应急测绘中对无人机视频数据快速获取及处理的需求，提出了一种无人机视频影像快速配准方法。首先采用时间索引和线性/球面插值方法实现视频帧与无人机定位定姿信息的时间同步，根据数字微分纠正算法实现视频帧的地理编码，实现视频帧间的粗略配准，然后控制仿射变换模型中的缩放因子不变对纠正后视频帧的坐标进行调整，完成视频帧间的精配准。试验结果表明该方法能够得到航带内视频帧较好的配准效果。     

用于行星探测车定位的视觉测程新方法

用于行星探测车的视觉测程方法已经被广泛研究,但传统的视觉测程方法仅根据相邻的两帧影像进行运动估计,忽略了连续多帧影像间更强的几何约束。本文提出一种新的视觉测程方法,在连续多帧影像间进行特征追踪构成影像网,并用光束法平差进行运动估计。在特征追踪过程中,根据不同立体影像中欧氏距离的一致性剔除离群值,并自适应地选择几何关键帧。用蒙特卡罗方法分析了不同几何配置下视觉测程的精度。野外实验结果表明本文提出的新方法能有效提高探测车定位精度。     

一种关键帧的自动提取方法

本文首先介绍了2种主要透镜畸变及摄像机标定方法;然后结合摄像机内部参数和视频帧率推导出关键帧航向重叠度计算公式;在此基础上实现了指定航向重叠度关键帧从文件源或实时源中的自动提取,文件源中采用定位关键帧自动提取算法,实时源中采用定时自动提取算法;最后利用得到的标定参数完成关键帧影像矫正。实验结果表明本文采用的算法能够高效、准确地得到矫正好的指定航向重叠度关键帧。     

基于重叠区域相关系数的视频影像关键帧提取算法

提出了3种基于影像重叠区相关系数的视频影像关键帧快速提取算法。该算法首先采用多项式快速、准确地拟合出视频影像相关系数的变化趋势，然后利用相邻关键帧影像重叠区的高相关特性实现关键帧帧位的快速、准确提取，并通过实例与基于重叠度计算关键帧算法的时效性进行对比。结果表明，该算法单次计算相关系数的时间相对于单次重叠度计算时间缩短了近4倍，准确度达到88%，且针对不同拍摄手段下的视频影像，提取的关键帧影像精度较高。同时，还对基于视频提取的关键帧影像进行全景图拼接，结果显示未出现明显场景缺失，且可靠性高，适用性强。     

Multi‐Scale Qualitative Location: A Topology‐Based Model

Qualitative locations describe spatial objects by relating the spatial objects to a frame of reference (e.g. a regional partition in this study) with qualitative relations. Existing models only formalize spatial objects, frames of reference, and their relations at one scale, thus limiting their applicability in representing location changes of spatial objects across scales. A topology‐based, multi‐scale qualitative location model is proposed to represent the associations of multiple representations of the same objects with respect to the frames of reference at different levels. Multi‐scale regional partitions are first presented to be the frames of reference at multiple levels of scale. Multi‐scale locations are then formalized to relate multiple representations of the same objects to the multiple frames of reference by topological relations. Since spatial objects, frames of reference, and topological relations in qualitative locations are scale dependent, scale transformation approaches are presented to derive possible coarse locations from detailed locations by incorporating polygon merging, polygon‐to‐line and polygon‐to‐point operators.     

基于序列影像的人体运动信息获取

实现了一种通用的从序列影像中获取任意的人体运动的软件系统。该系统基于一个普通的三维人体模型 ,该模型的尺寸可以改变 ,以与影像中的人体相匹配。该系统不需要特殊的设备和标志 ,对序列影像也没有特殊的要求 ,可以处理任意的人体运动 ,操作简单 ,适合人体运动信息获取的需要。     

基于J2EE的WebGIS结构研究

WebGIS是GIS社会化、大众化的必经之路。首先分析对比了常见WebGIS模型的特点及其存在的一些不足,在此基础上提出了WebGIS要解决的关键问题。进而通过研究J2EE组件化的多层体系结构在构建WebGIS方面的优势。提出并设计了一个基于J2EE多层体系结构的WebGIS的解决方案。该方案不但弥补了常见的WebGIS的不足,而且具有功能强大、应用广泛、跨平台、组件化多层体系等特点。     

On the consistency of the current conventional EOP series and the celestial and terrestrial reference frames

Precise transformation between the celestial reference frames (CRF) and terrestrial reference frames (TRF) is needed for many purposes in Earth and space sciences. According to the Global Geodetic Observing System (GGOS) recommendations, the accuracy of positions and stability of reference frames should reach 1 mm and 0.1 mm year\(^{-1}\), and thus, the Earth Orientation Parameters (EOP) should be estimated with similar accuracy. Different realizations of TRFs, based on the combination of solutions from four different space geodetic techniques, and CRFs, based on a single technique only (VLBI, Very Long Baseline Interferometry), might cause a slow degradation of the consistency among EOP, CRFs, and TRFs (e.g., because of differences in geometry, orientation and scale) and a misalignment of the current conventional EOP series, IERS 08 C04. We empirically assess the consistency among the conventional reference frames and EOP by analyzing the record of VLBI sessions since 1990 with varied settings to reflect the impact of changing frames or other processing strategies on the EOP estimates. Our tests show that the EOP estimates are insensitive to CRF changes, but sensitive to TRF variations and unmodeled geophysical signals at the GGOS level. The differences between the conventional IERS 08 C04 and other EOP series computed with distinct TRF settings exhibit biases and even non-negligible trends in the cases where no differential rotations should appear, e.g., a drift of about 20 \(\upmu \)as year\(^{-1 }\)in \(y_{\mathrm{pol }}\) when the VLBI-only frame VTRF2008 is used. Likewise, different strategies on station position modeling originate scatters larger than 150 \(\upmu \)as in the terrestrial pole coordinates.     

Similarity Measurements on Multi‐Scale Qualitative Locations

Qualitative representation of spatial locations and their similarity measurements are essential for the analysis of linguistic term‐based data. Existing methods have focused on the similarities of spatial relations and spatial scenes but have not considered the variations in geometrical representations and relations over scales. This study developed some new measures to assess the similarities of both single‐ and multi‐scale qualitative locations. Region‐ and cell‐based models were used to formalize qualitative locations of spatial objects with respect to multi‐scale frames of reference. The similarities were assessed by integrating the similarities of frames and qualitative relations. The frame similarity measures how two objects are compared considering the common elements that they occupy in the reference frames. Moreover, the similarity of qualitative relation measures how two relations relate two objects to the corresponding elements in the frames. The location similarities at a single level integrate the similarities of the frames and qualitative relations, whereas the location similarities at multiple scales incorporate the variations in qualitative locations over scales. These methods were used to assess location similarities concerning residential areas, roads, and lakes. The results indicated that the location‐based measurements can disclose the distributions of the similarities and that the cell‐based model is more accurate than the region‐based model.