基于非线性误差模型的参数估计

测量平差与数据处理所涉及到的误差模型大多为非线性模型。对非线性模型作线性化处理必然导致信息的损失和牲的改变。因此,在非线性模型空间内进行测量平差与数据处理是学科发展的必然趋势。在对非线性函数误差模型与非线性随机误差模型作出假定的基础上,本文着重讨论了关系型函数模型与相关型函数模型中参数的估计准则与解算方法。     

卫星多普勒半短弧法定位解的稳定性

对于测量中的问题,卡尔曼滤波法和逐次平差法是一致的。卫星多普勒半短弧法定位网是亏秩自由网,卫星位置初值的误差有正有负,无同向误差,用合极小法对此种网进行逐次平差的数学模型是可控的,可测的,其解是稳定的,即虽然各测站坐标的初值有较大的误差,但测站坐标的平差值收敛于其最优估值。     

序贯分配法在井下水准测量平差中的应用

在煤矿井下水准测量中,水准网常布设为沿巷道的长条型或方格网型,这些水准网中经常含有多个闭合环。然而,由于测量过程中各种误差影响,其闭合环存在一定高差闭合差。通常采用条件平差或间接平差法以消除高差闭合差。但是因其计算的复杂性,所以在实际井下作业时经常带来不可避免的麻烦,尤其是复杂的井下测量水准网。为了进一步提高和优化井下水准测量成果的精度,方便、有效、快捷地完成井下测量作业,采用了逐环分配闭合差的方法对其进行数据处理。通过理论分析及实例计算验证分析,结果表明,相比较条件平差法,逐环分配闭合差法是一种更简便、实用和行之有效的水准网数据处理方法。     

模型偏差的统计分析

由于建模中存在种种近似,所建平差模型(包括回归、拟合、滤波模型等)在理论上必然包含模型误差。基于单位权意义下的均方误差概念,讨论了模型偏差的含义以及模型偏差和模型误差的关系;同时给出了模型偏差的识别和估计方法。通过对模型误差统计问题的深入分析,进一步明确了平差模型的常用假设检验的意义。作为实际例子,非线性模型线性化是平差中常用的建模方式,对舍去二次项引起的模型误差对平差结果的影响进行了统计分析。     

卫星网与地面网联合平差中随机模型的估计

本文讨论了卫星网与地面网联合平差中随机模型误差及其对联合平差结果的影响,应用方差分量估计方法对卫星网和地面网的随机模型进行了估计,并对模拟网与实测网的计算结果进行了分析。     

伪距单点定位两域联合平差解的等价性分析

针线性观测模型观测值域联合平差解和平差值域联合平差解完全等价,但实际中联合平差的观测模型多为非线性模型,参数估计时常常需要进行线性化处理,存在线性化引起的模型误差,该误差对两域平差解的等价性影响值得探讨. 以伪距单点定位(SPP)为例,论文推导了其平差值域联合平差求解公式,分析了两域联合平差不能完全等价的原因,并用实例进行了数值对比. 研究表明:在配置相同的情况下,不同全球卫星导航系统(GNSS)组合SPP的两域平差位置解在毫米量级上数值相同,就SPP应用而言,两域平差解可认为相同. 论文内容对于一些GNSS其他应用也具有一定的参考意义.      

模型偏差的统计分析

由于建模中存在种种近似,所建平差模型(包括回归、拟合、滤波模型等)在理论上必然包含模型误差.基于单位权意义下的均方误差概念,讨论了模型偏差的含义以及模型偏差和模型误差的关系;同时给出了模型偏差的识别和估计方法.通过对模型误差统计问题的深入分析,进一步明确了平差模型的常用假设检验的意义.作为实际例子,非线性模型线性化是平差中常用的建模方式,对舍去二次项引起的模型误差对平差结果的影响进行了统计分析.     

基于附加参数模型的自检校光束法区域网平差算法运行结果对比

像点偏移是影响光束法区域网平差结果精度的主要因素之一。克服平差过程中像点偏移的影响,以提高区域网平差精度,一直受到业界高度重视。当前,克服像点偏移的常规做法是借助特定的参数模型对其进行描述,构建基于附加参数模型的自检校光束法区域网平差模型,在区域网平差的同时求解引入的参数,进而实现对系统误差的补偿。Bauer模型、Ebner模型、Brown模型、光学畸变模型是现有算法中描述像点偏移的常用模型。为了对上述4种模型的系统误差进行验证,本文首先在经典的光束法区域网平差模型基础上分别设计了与4种模型相对应的自检校光束法区域网平差模型,并予以编程实现;然后通过实例对上述4种模型的算法运行结果进行了验证、比较及分析。试验结果表明,Ebner模型和Brown模型的引入可有效提高光束法区域网平差的精度;Bauer模型的引入对小型区域网平差精度的提升更加有效;光学畸变模型的引入对区域网平差结果的精度提升作用相对较小。     

利用PICS导航数据进行独立模型法区域网联合平差的研究

用PICS导航系统所记录的摄站坐标作控制点，进行独立模型法区域网联合平差，用二次多项式作摄站坐标控制方程式中的附加参数，以消除导航定位数据中的系统误差。研究分三个阶段进行。首先，用带有各种误差的模拟数据进行平差方法试验；然后，用真区域网进行稠密地面控制加密并分析PICS记录坐标的精度；最后，用PICS导航数据和稀疏布设的地面控制点进行了区域网联合平差。本文介绍的研究结果表明，摄站坐标随机误差对区域网加密精度的影响，平面元素存在跳跃而失去其使用价值，而PICS的摄站高程坐标可减少大量的高程控制点，加密精度能满足中、小比例尺加密的要求。     

GNSS网基线检核对平差结果的影响

基线向量是将全球导航卫星系统（GNSS）接收机采集的观测数据用随机软件、商用软件或者专用软件计算出来的接收机之间的三维坐标差,基线向量是相对定位的结果,他是控制网平差的观测量,基线向量的质量影响着控制网的平差结果,控制网在无约束平差以及约束平差前应对基线向量进行质量检验,检验的目的是为了剔除粗差以及基线解超限的基线,通过对某C级网的计算发现,不进行基线检核的约束平差结果反而比进行基线检核的约束平差结果得到更高的点位精度,通过对点位中误差计算过程的分析,可以得出随着多余观测量的增加,在不进行基线检核的情况下反而会得到虚高的点位中误差,GNSS控制网的点位中误差并不能完全真实反映控制网的精度,而单位权中误差的大小更能反映网的精度,因此GNSS控制网在无约束以及约束平差前进行基线检核很有必要。     

区域GPS形变监测网的数据处理方法比较分析

获得合理的形变分析量是形变监测的前提。本文以测站坐标和速率为参数,分析比较了形变分析数据处理的3种方法:静态平差解、动态平差解以及滤波解,由于随机误差的存在,这3种解变得不等价;进而分析了这3种数据处理的方差分量解。最后以陕西省中部的一形变监测网为例,分析了其应用效果。     

基于方差膨胀模型的多个粗差的探测

本文将粗差归入随机模型,提出了基于方差膨胀模型的粗差探测方法。首先针对测量平差实际给出了非等权独立观测条件下的单个粗差的Score检验统计量,然后提出了基于方差膨胀模型的两种定位多个粗差的方案,最后对一边角网进行了计算和分析。大量试验表明,用本文给出的定位多个粗差的方法是切实可行的,它不仅有效地发现了粗差,而且计算简便、快捷,结果比较理想。     

用信息扩散估计进行水准网平差

信息扩散估计 (ISE)是一维参数估计中的较好方法 ,但不便于直接推广到多维参数估计中去。本文根据水准测量的特点 ,巧妙地将其推广到水准网平差这一多维参数估计中 ,部分地解决了信息扩散估计在测量数据处理中的应用问题。     

线性化误差对于UWB系统定位精度影响分析

针对目前常用的超宽带算法,扩展卡尔曼滤波(EKF)在解算过程中产生的线性化误差,对定位结果产生影响,而无损卡尔曼滤波(UKF)算法可以不进行线性化过程进行解算,避免误差的产生。文中首先对UWB定位系统线性化误差进行分析,在此基础上提出UKF和TDOA相结合的定位模型,通过实验比较两种算法的定位精度。实验结果表明UKF算法定位结果相比于EKF算法在U方向上有明显提升,误差稳定在10 cm之内。同时,通过改变初始坐标偏差,来进一步比较两种算法的定位效果,结果表明,初始偏差设置为0.5 m时,UKF算法比EKF算法U方向精度提升15%;初始偏差设置为1 m时,UKF算法U方向精度提升60%以上;初始偏差设置为5 m和10 m时,UKF算法U方向精度提升可以达到90%。EKF算法会产生不可忽略的线性化误差且误差会随着初始偏差增大而增大,UKF算法则可以保持较好的定位精度和稳定性。     

一元非对称P范分布的极大似然平差

从测量误差的实际情况出发,提出一元非对称P范分布极大似然平差方法,建立该方法的数学模型,得到一元非对称P范分布的密度函数,利用极大似然估计方法推导参数估计值的基础方程.研究表明,结合实际测量数据,通过选择合适的参数估计值,可以增加误差分布模型选取的灵活性,便于P范分布理论在测绘数据处理中的推广应用.     

顾及起始数据误差影响时单位权中误差的估值

本文推导了在附有条件的间接平差和附有未知数的条件平差两种方法中,顾及起始数据误差影响时,计算单位权中误差估值(?)的公式,并以两个实例说明,平差时应该考虑起始数据误差对(?)的影响。     

GPS控制网起算点兼容性分析方法研究与实践

不同等级或分属不同区域的控制点间,以及由不同单位布设的控制点间可能存在较大的误差。若将这些存在较大误差的已知点作为平差计算或坐标转换的约束,其结果必然会扭曲GPS测量的原有精度,特别是当这些点误差较大或含有粗差时,将严重影响GPS成果的可靠性,使高精度的GPS定位成果失去其本来的意义。本文分别探讨了平差结果直接分析法、实测基线比较法、单位权方差假设检验法和附合路线坐标闭合差检验法等对GPS控制网起算数据进行兼容性分析的方法,并采用其中几种对GPS控制网起算数据进行具体分析和计算,剔除了含有粗差的已知点,保证了控制测量成果的精度和可靠性。     

采用弱基准和抗差估计的重力网平差

以沿海某测区绝对重力和相对重力网数据处理为例,详细描述了弱基准重力网平差的方法,绝对重力和相对重力先验权的确定,用抗差等价权来调整相对重力的权、重力仪参数的取舍。结果表明,弱基准能有效地提高整网的精度;抗差估计能有效地探测并降低异常数据的权。重力点平均中误差为13.6×10-8 ms-2,偶然误差检验符合正态分布。     

关于平差残差和单位权中误差的统计分析

从残差的定量关系出发评述了检测粗差的数据探测法和抗差估计的选权迭代法 ,指出了其中用残差代替真误差所产生的问题及解决办法 ,并且导出了单位权方差估值、单位权中误差估值的概率分布 ,给出了后者的数字特征 ,对平差问题的精度体系作了统计分析。