基于广播星历的GPS卫星坐标的多项式拟合算法

以实例分析为基础,主要讨论了利用切比雪夫多项式拟合GPS卫星轨道时多项式阶数、时段长度、拟合点间隔等因素的设置问题;并对使用多组轨道参数进行轨道拟合的情况进行了分析;最后讨论了轨道参数的使用范围和选择问题;得出了有用的结论。     

基于最小二乘和卡尔曼滤波方法进行原子时预报的研究

介绍和分析了最小二乘和卡尔曼滤波方法在时间预报中的应用。通过IGS站提供的钟差数据，分别运用这两种方法对其中六个原子钟进行了时间预报的实验。通过对预报结果进行分析，结论证明为了取得较好的预报效果，不同的预报方法和钟参数的模型对于观测数据的要求有一些差别。从实验数据所成图形来看，当采用一天的观测数据进行模型预报时，最小二乘法的预报精度比卡尔曼滤波法稍高一些。     

基于最小二乘与径向基函数神经网络的海平面变化预测

在对海平面变化规律进行深入分析的基础上,应用最小二乘神经网络组合模型对海平面变化趋势进行预测;对卫星测高海平面异常序列中的周期项及线性趋势项利用最小二乘模型进行拟合,残差部分则采用径向基函数神经网络模型进行预测。对中国近海海域卫星测高海平面异常序列的预测表明,连续1个月的预测精度为0.52 cm, 3个月的预测精度为0.65 cm,证明了该组合模型在海平面变化短期预测方面的可靠性,其在海平面变化预测领域具有较高的应用价值。     

临时潮位站实时潮位质量控制方法研究

为满足水上施工对临时潮位站实时潮位数据质量的要求,研究使用基于最小二乘的二次函数曲线拟合法将离散的潮位点拟合为潮位曲线,在此基础上实现潮位数据的补缺、加密和外推。在拟合节点的选取上除了传统的固定节点以外,还增加了滚动节点的拟合方式。以连云港徐圩潮位站的实测水位数据为依据,在不同的时刻计算拟合曲线,并给出了两种拟合节点的拟合外推潮位与实测潮位的比对分析结果,结果表明,滚动节点的拟合方式可以使拟合曲线的外推时间有所延长,在各种起始位置和节点质量条件下,在不超过20 cm偏差的前提下,潮位外推时间可达到50～300 min。     

抗差估计在倾斜刃边法MTF检测中的应用分析

传统倾斜刃边法没有充分考虑噪声的影响,在进行刃边直线拟合和ESF(edge spread function)拟合时均采用最小二乘拟合估计,当影像噪声较大时会使得调制传递函数MTF(modulation transfer function)重建结果失真。采用抗差估计代替最小二乘估计,优化了传统倾斜刃边法中刃边直线拟合和ESF拟合过程,并采用模拟仿真的方法对倾斜刃边法的边缘直线拟合精度及MTF重建精度进行了评估与分析。实验结果表明,基于抗差估计的倾斜刃边法可有效抑制噪声影响,边缘直线拟合结果及MTF重建结果均与真实值吻合较好,且稳定性强。     

使用回折波走时数据的起伏地表速度建模方法

传统的走时层析方法依赖于初始速度模型,需要射线追踪计算,速度建模效率低。常规的回折波走时反演方法速度建模效率较高,但通过对走时曲线拟合获取射线参数,受地形起伏和走时误差的影响很大,速度建模精度较低。为兼顾近地表速度建模的效率与精度,本文改进了回折波走时方程,提出一种基于回折波走时方程的起伏地表速度建模方法。该方法将每一个共中心点道集按偏移距大小进行选排并分段,在每一个偏移距段内,先利用回折波走时方程逐道计算相应的回折点位置和速度,再对各个炮检对的计算结果进行最小二乘拟合及反距离加权,获得统计平均回折点位置和速度值。对每个共中心点道集均做上述处理,从而建立近地表速度模型。理论模型测试和实测资料应用验证了本文方法的正确性和实用性。     

总体最小二乘法在浮游植物色素吸收系数模型估算中的应用

采用常规最小二乘法(LS)和总体最小二乘法(TLS)对浮游植物色素吸收系数与叶绿素a浓度之间的关系进行了研究。利用2003-2012年6个航次243组实测数据,建立了LS和TLS模型,应用模型估算典型波段的色素吸收系数值,并对两种模型进行了验证。采用平均绝对百分误差和均方根误差两种方法进行模型效果评估,结果显示,两种评估方法均能很好地说明,在400～700 nm光谱范围内,TLS拟合结果优于LS拟合结果。总体最小二乘法在综合考虑了参数误差和测量误差的情况下,拟合结果精度更高,更符合实际情况,估算结果的准确性要优于常规最小二乘法。     

JASON-2卫星高度计波高数据同化对中国渤黄海海浪数值预报影响研究

利用原国家海洋局北海分局浮标所测有效波高数据对Jason-2卫星高度计所测有效波高数据进行验证,采用50km空间窗和0.5h时间窗,得到219个时空配准点。对配准结果进行统计分析表明,Jason-2卫星高度计测得有效波高与浮标测量结果存在-0.277m的偏差,均方根误差为0.372m。利用最小二乘回归(OLR)对Jason-2有效波高数据进行校正可使其均方根误差下降至0.247m,减少34.5%。基于第三代海浪模式WAVEWATCH III对Jason-2有效波高数据进行最优插值同化试验,其中背景误差相关函数取为指数形式,相关距离尺度选为500km。与浮标观测数据比较表明,同化后模式有效波高均方根误差比未同化时减少11.56%,,能够有效地改善模式精度。以此为初始场进行为期3d的数值预报实验。与未同化实验相比,卫星高度计有效波高数据同化对模式0～72 h预报有不同程度的改善,改善程度随预报时间的增加而降低。     

基于星载GPS数据的HY-2B卫星简化动力学精密定轨

为研究满足HY-2B星载GPS定轨要求的EGM2008重力场模型合理阶次和HY-2B卫星简化动力学定轨精度,采用HY-2B卫星14天星载GPS观测数据及不同阶次EGM2008重力场,进行简化动力学轨道确定。结果表明：采用120阶及以上阶次的EGM2008重力场模型,能够获得厘米级高精度定轨结果。同时,检核结果显示：采用简化动力学法定轨时,载波相位残差结果稳定在6.2～6.8 mm之间,重叠轨道对比结果在轨道径向、切向、法向上均优于0.6 cm, SLR检核整体轨道精度优于4 cm。定轨结果满足测高卫星需求,可为后续我国海洋系列卫星精密轨道确定等相关科学研究提供借鉴。     

Bancroft算法应用于GPS/BDS/GLONASS三系统伪距单点定位

为了提高多系统组合单点定位的运算效率,将Bancroft算法推广应用于GPS/BDS/GLONASS三系统伪距单点定位,并推导了该方法的详细计算流程,比较了Bancroft算法、最小二乘算法和组合两种算法的精度、迭代次数以及运算时间。利用实测数据进行实验,结果表明,3种算法精度相当,Bancroft算法比最小二乘算法迭代次数少,运算效率提高了38%,利用Bancroft为最小二乘算法提供初值,收敛速度加快,运算效率提高了36%。最终得出结论,Bancroft算法应用于GPS/BDS/GLONASS三系统伪距单点定位满足精度要求,且Bancroft算法对于减少迭代次数,提高运算效率有重要意义。     

基于总体最小二乘自适应切片的点云孔洞修补

针对普通孔洞修补方法在修补复杂曲面的孔洞无效或者所修补的曲面不光滑等缺点,提出基于自适应切片的孔洞修补方法。首先,在考虑点云局部特征的情况下对整体点云进行自适应切片,在得到切片后引入总体最小二乘进行拟合,最后,在线上取点填充缺失的点云。实验结果表明,采用自适应切片法修补孔洞能够顾及到点云的曲率和密度变化,保持点云的局部特征,用总体最小二乘法拟合切片得到的孔洞填充点云精度较高,光滑性好。通过对比常规方法,可以得到基于总体最小二乘自适应切片方法修补效果更优。     

一种区域似大地水准面模型拟合方法分析

GPS技术结合(似)大地水准面模型,可快速高精度的获取测点正常高,因此精化区域(似)大地水准面成为各国家和地区建立现代高程基准的重要任务。利用GPS水准进行区域似大地水准面拟合,通过实验比较分析了二次多项式、三次多项式、多面函数、移动曲面模型,论证了各自模型的特点,实验结果表明:对于地势较平坦的实验区,以上几种方法拟合的区域似大地水准面精度都在4cm以内,都能满足一般工程应用的精度要求,其中移动曲面模型拟合的实验区似大地水准面最佳。     

基于GPS的飞机航迹预测方法研究

简要介绍了GPS动态测量系统的组成及存在的缺陷。提出了采用滑窗多项式拟合方法进行航迹推算的数学模型，通过改变系统信息流向、重新组织下发数据报文结构等一系列技术措施来提高航路数据的拟合精度。仿真结果说明，该方法计算量小、速度快、精度高，利于飞机航迹的实时预测。     

一种基于深度学习的热带气旋路径集成预报方法

本文提出了一种基于深度学习的热带气旋(tropical cyclone,TC)路径集成预报方法.该方法以长短期记忆深度网络为模型构架,利用前4个时刻(24 h,间隔6 h)及当前时刻的TC路径记录,以及由不同环境因素所计算的方向预报因子作为输入,分别直接预报和间接(通过预报移动速度)预报路径,集成两者预报结果实现时效为...     

一种针对滩涂LiDAR强度信息的条带噪声修正方法

针对滩涂机载激光雷达(LiDAR)数据的强度信息中存在的条带噪声,提出一种基于非线性RANSAC拟合强度联合直方图的修正算法。所提方法首先利用两个航带重叠区域数据的最近点构建强度联合直方图,之后强度联合直方图上利用二阶多项式构建归一化模型,再利用非线性RANSAC算法对二阶多项式进行拟合,最后利用拟合的二阶多项式对一条航带的数据进行强度修正,从而消除两个航带点云强度信息的不匹配现象。实验表明,相比于直接利用权重最小二乘法或RANSAC方法匹配联合直方图的强度修正方法,本文方法修正效果更好,且修正后航带重叠区的点云强度具有更好的同质性。     

基于GPS数据的CHAMP卫星简化动力法轨道确定

利用CHAMP卫星星载GPS实测数据,通过非差简化动力学定轨的方法,计算了CHAMP卫星2008年3月3日～10日的轨道,并以GFZ的快速轨道作为参考标准,评价了本文简化动力法轨道精度.结果表明,CHAMP卫星非差简化动力学轨道1D位置精度可达到7cm,1D的速度精度可达到0.1mm/s.     

基于模型相似度拟合的海杂波统计方法

本文提出一种基于模型相似度拟合的海杂波统计方法。首先根据合成孔径雷达(SAR)图像计算瑞利分布、对数正态分布、韦布尔分布、K分布、G0分布5种经典的海杂波分布的概率密度函数,然后根据模型间的相似度准则拟合得到新的海杂波分布模型。文章利用四景不同类型的真实SAR数据对算法的拟合性能进行了评价,结果显示利用该算法得到的拟合模型与真实SAR数据的平均Kullback-Leibler距离仅为0.015 84,远优于其他分布模型。基于该拟合模型的恒虚警率舰船检测算法对四景SAR数据的平均检测精度达到95.75%,在控制虚警和漏检方面均优于采用其他模型的同类方法。