多余观测分量与可靠性度量指标研究

讨论了相关观测值与非相关观测值的多余观测分量值域问题；论证了相关观测值的多余观测分量与内可靠性指标的不一致性；进一步研究了可靠性指标的应用问题，认为当观测值的复相关系数不同时，应同时考虑内、外可靠性指标；最后，以ＧＰＳ准动态测量为例作了分析。     

论观测值的可靠性度量

国内外许多文献采用观测值的多余观测分量定义可靠性指标，并且认为多余观测分量的值域为区间［０，１］。本文的研究表明，对于相关值而言，上述结论不一定成立，本文借助于一般平差模型，考虑了观测值之间可能存在的相关性，导出了具有普遍意义的观测值可靠性度量指标，深入讨论了多余观测分量与可靠性指标的关系，作为可靠性指标的应用例子，讨论了ＧＰＳ相位三次差分法探测周跳的能力。     

导线网可靠性分析和粗差探查

采用相关平差算法计算导线网中每个观测值的多余观测分量和各类观测值的内可靠性指标，按统计假设检验理论构成观测值的粗差检测统计量，经过探查指出可能含有粗差的观测值。最后给出内可靠性分析的结果，并提出导线网设计和施测要点建议     

相关观测值的可靠性研究

本文从一般平差模型出发,证明了在观测值相关的情况下,多余观测分量值域不为[0,1],且不是内、外部可靠性的唯一影响因素时,多余观测分量就失去了原有意义。文章还论证了内、外部可靠性在同一观测位置的统一性和不同观测位置的矛盾性,建议采用一种新的可靠性度量指标,将内、外部可靠性综合考虑,对新指标的值域和与多余观测分量的关系也做了说明;并论证了新指标统一性原则,它既适用于独立观测,也适用于相关观测,文章最后对算例的有关指标进行了比较分析。     

导线网可靠性分析和粗差探查

采用相关平差算法计算导线网中每个观测值的多余观测量和各类观测值的内可靠性指标，按统计假设检验理论构成观测值的粗差检测统计量，经过探查指出可能含有粗差的观测值。最后给出内可靠性分析的结果，并提出导线网设计和施测要点建议。     

相关观测情况的可靠性研究

可靠性是测量网优化设计和数据质量控制要考虑的重要因素之一。在独立观测情况,测量网的可靠性可用多余度（或称多余观测分量）来表示,多余度越小,该余度越小,该观测位置的可靠性越差,但在相关观测情况,多余度的值域超出（０,１）区间,已不能可靠性特征。本文建议采用一种新的可靠性度量指标：ｒｉ＝（ＰＲ）ｉｉ／Ｐｉｉ,其中Ｐ是观测权阵,Ｒ是平差因子阵。ｒｉ的值域在一种新的可靠性度量指标;ｒｉ＝（ＰＲ）ｉｉ／ｐｉ     

可靠性分析与数据探测

首先从方差比检验出发，建立了用于可靠性分析和数据探测的统一基本关系式，由此导出了相关权情况下的可靠性指标Ri的表达式，证明在权阵为对角阵时其特例就是常用的多余观测分量内可靠性指标ri，其一致性说明了Ri的合理性，同时，提出了与可靠性度量密切联系的一种新的数据探测方法，实现了可靠性分析和数据探测在理论上的统一和实用上的一致。     

控制网可靠性研究中若干问题的探讨

本文主要讨论了控制网的可靠性指标及与精度的相互关系。通过理论分析和数值计算,证明了目前普遍使用的观测值的多余观测分量不宜用作控制网二类设计的可靠性指标,并建议直接采用控制网可发现粗差的下界值作为可靠性指标。文中通过分析控制网二类设计中可靠性与精度准则的相互关系,获得了一些有益的结论。     

精密单点定位的可靠性研究

从传统最小二乘的可靠性理论出发,推导了卡尔曼滤波观测方程和预计状态向量的可靠性理论,并与传统多余观测分量的可靠性进行比较。结果表明,两种方案的观测方程的内部可靠性不仅与观测值的精度有关,还与卫星几何结构和卫星高度角有关。卡尔曼滤波的预计状态向量的内部可靠性比观测方程的内部可靠性更易受卫星几何结构的影响。虽然两种方案的外部可靠性在收敛之后都在mm级,但伪距的收敛速度要快于载波相位。     

导线网方差分量估计的综合研究

提出方差分量估计的多余观测分量平均匹配方式；总结出导线网方差分量估计定权的基本规律，并给出其权增量循环算法和特征根法以及将两个实对称矩阵同时对角化的实用方法。     

几何条件与变换模型对坐标变换质量的影响

提出同名点的信噪比是影响坐标变换质量的根本因素,各种变换方法的区别在于对信号的模拟能力和抗噪音干扰能力。设计一套包含可靠性指标和模拟水平指标的坐标变换评价体系。通过计算各个同名点的多余观测分量和内、外可靠性,评价在某种坐标变换方法下各同名点发现和抵抗噪音的能力,通过讨论坐标变换过程的精度和扩展性、可逆性、唯一性,评价各种模型面对不同应用要求时对信号的模拟能力。对典型数据的对比试验证明采用上述指标的可行性、必要性和有效性,考察了不同几何条件和变换模型对上述指标的影响,指出改善几何条件的办法和各种变换模型适用的条件。     

Another approach to reliability measures for systems with correlated observations

An approach to internal reliability analysis is presented which, compared to existing approaches, offers further insight into the system responses to observation gross errors. The proposed reliability measures are defined on the diagonal and non-diagonal elements of the modified reliability matrix being an oblique projector. It maps the observations into the least squares residuals, both expressed as multiples of the a priori standard deviations of the observations. The system responses to a single gross error, such as the local, the quasi-global or the global response, are discussed and their consistency with non-correlation case is proved. Also, the reliability criteria interpretable in terms of those responses are proposed. They enable one to evaluate the observation systems with correlated and uncorrelated observations with respect to internal reliability. An attempt is also made to relate the global responses to reliability numbers that are the basis for determining the magnitude of the minimal detectable bias. Some differences of the new reliability measures in relation to existing measures are indicated. A numerical example is provided, showing the reliability analysis for a simulated horizontal network (distances, angles and GPS vectors), with given covariance matrix for GPS-vector components. In addition, a reliability analysis is presented for a simple leveling network being a study case for other authors referred to in this paper.     

一种基于可靠性的工程控制网优化设计新方法

在论述工程控制网优化设计方法及网的精度、可靠性、灵敏度以同用等准则的基础上，提出了一种基于观测值内部可靠性指标的工程控制网模拟法优化设计的新思想和算法，指出了该方法的优点和特点；介绍了该优化设计方法所采用的“科傻”软件，并用实例说明了进行工程控制网优化设计的计算步骤、优化效益以及优化设计的必要性。     

支持向量回归辅助的GPS/INS组合导航抗差自适应算法

卡尔曼滤波残差分量受到观测信息误差和动力学模型误差的双重影响,由于GPS/INS松耦合导航系统中观测值个数少于状态参数个数,导致异常检测时难以正确区分误差来源,提出一种支持向量回归辅助的组合导航抗差自适应算法。该算法克服了组合系统观测信息无冗余情况下异常检测的局限性,基于遗传算法参数寻优构建回归模型,预测次优观测值,结合整体异常检验法自主选择抗差或自适应滤波,进而调整观测值或动力学模型对导航解的贡献,进行导航预报。最后利用车载实测数据进行验证,结果表明：该算法能够对存在的异常故障智能判定,减弱观测值异常和动力学模型误差影响,保证组合导航精度,提高导航解可靠性。     

Reliability checking for GNSS baseline and network processing

Reliability analysis is inseparably connected with the formulation of failure scenarios, and common test statistics are based on specific assumptions. This is easily overlooked when processing observation differences. Poor failure identification performance and misleading pre-analysis results, mainly meaningless minimum detectable biases and external reliability measures, are the consequence. A reasonable failure scenario for use with differenced GNSS observations is formulated which takes into account that individual outliers in the original data affect more than one processed observation. The proper test statistics and reliability indicators are given for use with correlated observations and both batch processing and Kalman filtering. It is also shown that standardized residuals and redundancy numbers fail completely when used with double differenced observations.

灰色系统预测模型在沉降监测中的应用

在深入研究和分析灰色系统预测模型的基础上,用Matlab软件编写了灰色系统模型用于沉降监测数据处理的程序。通过对某建筑物沉降项目的数据处理,得出较高的预测精度,证明了灰色系统预测模型在沉降监测应用中的可行性和可靠性。     

观测与测量标准在水文观测建模中的应用

介绍了观测与测量信息模型的基本构成,研究了复杂观测模型和时间序列观测模型及其建模方法,实现了对金沙江下游攀枝花水文站的多要素观测建模和水位过程观测建模及建模结果可视化。     

CCTV主楼施工变形监测技术应用研究

以中央电视台新址主楼工程为背景,介绍了塔楼1和塔楼2的变形测量监测方案。根据现场条件建立平面及高程变形监测基准控制网和建筑物内部控制网;根据监测点的位置和特点,平面位移监测分别采用内部观测和外部观测方法;高程监测分别采用几何水准和静力水准测量方法施测,保证了监测成果的准确性和可靠性。对倾斜超高层建筑的变形监测在理论和实践中作了有益的探索。     

自变量优化的一元线性回归

一元线性回归是应用最为广泛的参数估计方法之一。文中提出一元线性回归的自变量在等差级数的基础上进行双向黄金分割,提高两端点观测值的多余观测分量,缩小观测值之间多余观测分量的差异,在不增加观测值数量和不改变观测值精度的前提下,提高稳健估计方法消除或减弱粗差的能力。