基于修正Gram-Schmidt算法的GPS基线向量网伪逆平差

直接从GPS基线向量法方程系数阵入手,利用修正的Gram-Schmidt算法对法方程系数阵进行三角分解实现最小二乘求解,导出了基于修正的Gram-Schmidt算法求解法方程系数阵广义逆的数学公式和计算步骤,给出了通过广义逆表示的未知数解向量及其协因数阵的数学表达式.计算过程不仅避免了对矩阵的求逆,并从理论上解决了Gr...     

约束秩亏间接平差模型的虚拟观测算法

约束秩亏间接平差模型的法方程系数矩阵为分块矩阵,其左上角的子块矩阵秩亏,因此无法直接计算分块矩阵的凯利逆矩阵。利用矩阵运算,构建一个能直接求凯利逆的分块矩阵,进而推算出约束秩亏间接平差模型法方程系数矩阵的凯利逆的直接显性表达式。提出将约束条件看作虚拟观测,和原有的秩亏间接平差模型组合成新的误差方程,再和约束条件组成约束间接平差模型进行解算的虚拟观测值算法。该方法和前述推算的直接显性表达式的计算结果是一样的。通过数值实验和不同算法的比较,证明文中推算出的算式及算法是正确的。     

变形观测水准网严密平差及其简易计算法

近年来有关变形观测水准网（即自由水准网）平差方法的文章发表较多，大多采用广义逆矩阵、伪观测值等方法来解决误差方程和法方程系数秩亏的求逆问题。虽然分析网中各控     

秩亏水准网平差公式的一维表达式

秩亏水准网按附加条件法平差的法方程系数阵和参数先验权阵具有对称特性,利用此特性和水准网附加矩阵的特殊形式,以及文献［２］中给出的线性方程组未知数及其函数、系数阵逆阵计算的一维公式,可导出秩亏水准网按附加条件法平差的一维平差计算公式,使秩亏水准网平差计算和程序设计简单易行。     

约束秩亏自由网平差的一种新算法

秩亏自由网平差能够处理控制网中没有足够起始数据的问题，在测量数据处理中得到广泛的应用。平差参数间存在等式约束的情形下，一般采用广义逆法。它需要计算法方程系数的M—P逆，计算比较烦琐。针对这一问题，提出附加等式约束秩亏自由网平差的虚拟观测值法，给出解向量及其统计性质。     

选主元矩阵原位替换解算方法

矩阵行列式、矩阵方程未知数和矩阵逆阵元素,可采用矩阵原位替换解算方法,利用矩阵元素约化值进行解算,但矩阵元素约化值计算过程中要求矩阵主元约化值不能等于零,在没有确认矩阵是否满秩的情况下,其值等于零有可能由矩阵元素排列结构引起,也有可能由矩阵秩亏引起,如何判别矩阵主元约化值为零的成因,在排除矩阵秩亏的情况下,如何利用选主元矩阵原位替换解算方法继续完成相应矩阵解算,是本文研究的内容。该研究可使矩阵原位替换解算方法得到更加广泛的应用。     

加权广义逆与秩亏网平差

本文叙述了加权广义逆矩阵的概念。由加权广义逆与线性方程组的解之间的关系,说明了三种秩亏网平差(普通秩亏网平差、拟稳平差、加权秩亏网平差)同属于加权秩亏网平差,只是它们各自选取了不同的权阵P_x,因此均可用加权广义逆来解释它。     

秩亏水准网平差公式的一维表达式

秩亏水准网按附中条件法平差的法议程系数和参数先验权阵具有对称特性,利用此特性和水准网附加矩阵的特殊形式,以及文献[2]中给出的线性议程组未知数及其函数,系数阵逆阵计算的一维公式,可导出秩亏水准网按中条件法平差的一维平差计算公式,使秩亏水准网平差计算和程序设计简单易行。     

加权广义逆的一种新的构造方法及其在秩亏网平差中的应用

本文将一种新的加权广义逆表达式应用于秩亏自由网的平差计算,推导出新的秩亏网平差解算公式和精度估算公式。将代数上最近关于Moore-Penrose广义逆的结论做了改进,提出Moore-Penrose广义逆的一种新的算法,并将此算法应用到秩亏网的平差计算。最后,通过秩亏网算例进行了解算,验证了本文方法的正确性和有效性。     

关于用伪观测法作亏秩平差的一点看法

本文系80年5月西德 W.Welsch 教授来华讲学期间的学习心得体会。阐述了利用广义逆作亏秩平差的理论,并针对原文中要求伪观测方程系数矩阵 B 须满足提出并从数学上证明只需即可。即不用伪逆(A~TA)~ ,而仅用满足彭罗斯(Penrose)条件(1)(4)的广义逆便可实现亏秩情况下的最小有偏平差,从而使伪观测条件得以减弱。     

超高阶重力场模型最小二乘快速实现

采用最小二乘方法解算超高阶重力场模型,不可避免会遇到大型矩阵的计算,直接求解是难以实现的。本文从重力场模型的基本观测方程出发,利用正余弦函数和面球谐因子的正交性,分析系数矩阵及法矩阵的特点,在法矩阵块对角化的基础上,利用系数矩阵求解法矩阵时“次m”递增的特点,对法矩阵求解方程进行约化、对Legendre函数的计算和存储方式进行了设计,结合缔合Legendre函数关于赤道的对称性,解决了大型矩阵存储及计算效率低下的难题,实现了超高阶重力场模型最小二乘方法的小存储、高效率的解算。通过试验模拟,改进后的方法相比传统块对角方法效率提高300倍,利用此方法可以在普通PC机上快速、高精度地解算2160阶次超高阶重力场模型,算法精度相比数值积分方法至少提高了5个数量级,并且在一定程度上可以评估原始观测数据的精度。     

广义逆平差理论及其应用——为中国测绘科学研究院五十华诞而作

本文从广义逆矩阵基础知识出发,利用测量误差基本方程的特点,建立一套测量平差数学模型。用这套模型答解测量平差问题,作者将其称为广义逆平差法。此法与最小二乘平差法比较,其推导过程更简单、直观、易懂。文中讨论了各种平差方法的相互关系,给出了各种平差方法的统一模式,指出具有待估参数的平差方法,选择不同的参数近似值对平差结果产生不可忽视的影响,文中算例作了补充说明。     

基于Moore-Penrose广义逆及立体矩阵的可分离非线性最小二乘解算方法

针对测绘领域中函数模型为非线性函数的线性组合的特殊结构,本文提出了基于Moore-Penrose广义逆和立体矩阵的可分离非线性最小二乘解算方法。该方法首先利用变量投影算法消除可分离非线性模型中的线性参数,将包含两类参数的原非线性优化问题转化为仅含有非线性参数的最小二乘问题。然后,基于Moore-Penrose广义逆矩阵的微分和立体矩阵理论计算最小二乘目标函数的一阶导数,进而采用非线性优化的LM方法求解非线性参数的最优估值。最后,根据最小二乘方法求解线性参数的最优估值。通过指数函数模型拟合和机载LiDAR全波形参数求解试验与传统参数不分离优化方法进行对比,结果表明,基于Moore-Penrose广义逆和立体矩阵的可分离非线性最小二乘解算方法对待求参数初值依赖性低,同时避免了迭代过程中线性参数导致的病态问题,算法稳定性好,为测绘领域中可分离非线性最小二乘问题的解算提供了一种思路,也拓展了可分离非线性最小二乘方法的应用。     

模拟退火算法在控制网平差中的应用

线性最小二乘估计在对非线性函数进行线性近似的过程中会产生模型误差,而一些非线性参数估计方法可能因为函数复杂而难以求导,法方程系数矩阵秩亏或呈病态矩阵时难以求解,非线性迭代解法有时对初始值的选择存在依赖性,不恰当的初始值会导致迭代无法收敛。针对这些问题,引入了模拟退火算法,介绍了该算法的基本原理、计算步骤和收敛性,并以3个控制网平差应用为例,说明该算法具有无需求导求逆,简洁实用,易于编程等优势,并能实现全局优化,获得高精度的平差结果。     

GNSS模糊度降相关算法及其评价指标研究

针对Gauss、LDL和LLL算法构造整数阵存在的实数阵元素计算、实数至整数阵转换的排序问题,分别研究了相应的元素升序降相关算法和整逆型(先求逆后取整)降相关算法。分析了谱条件数、降相关系数和平均相关系数等降相关算法评价指标的优缺点,提出了等效相关系数评价指标。研究结果表明,等效相关系数较其他3种指标能更有效地评价不同维数方差阵,尤其是高维情况的降相关算法效果;逆整型优于整逆型降相关算法,升序(逆整型)降相关算法更佳,且优劣顺序为升序LDL、升序Gauss和升序LLL算法。     

On the foundation of collocation in physical geodesy

The boundary value problem in physical geodesy is nowadays mostly presented with the use of an advanced stochastic model by Krarup-Moritz. This model includes a primary Gauss-Markov model and an adjoining Wiener-Hopf model. Degenerations of the Wiener-Hopf section are found in thesingular auto-covariance matrix of the residuals. The non-singular inverse of the auto-covariance matrix of the signal is proved to be a generalized inverse of the singular auto-covariance matrix of the residuals. The joint model is given a non-stochastic evaluation for a case with spherical external surface (using a non-singular inverse). These findings will not prevent a successful application of the model, which has important merits, specially when using suitablea priori values for the stochastic parameters in the covariance functions. A method for quadratic unbiased estimation ofa priori variances is presented in an introductory section. It is meant to be of value when using a solution of the boundary value problem with the collocation technique based on the classical Gauss-Markov solution. (Bjerhammar (1963).)     

球外部空间的Neumann逆问题及逆 Stokes公式

基于修改的Poisson积分 ,首先给出了球面扰动位向上延拓的积分表达式。在此基础上 ,由微分原理得出了球外部空间Neumann逆问题的解式 ,利用物理大地测量学的基本微分方程 ,导出了球外部空间的逆Stokes公式 ,并对这两类积分公式的核函数进行了讨论     

附有病态约束反演问题的岭估计法

提出了处理附有病态约束矩阵的等式约束反演问题的岭估计解法,推导了相应的求解公式及均方误差评定精度的方法,给出了确定附有病态约束矩阵的等式约束反演中岭参数的岭迹法、广义交叉核实法和L曲线法。算例比较了三种确定岭参数的方法在处理附有病态约束矩阵的等式约束反演问题中的优缺点,并与截断SVD法进行了对比分析。     

最小二乘配置的SVD分解解法

最小二乘配置最初是在组合各种资料来研究地球形状与重力场的一种数学方法,目前最小二乘配置已经在测绘数据处理中得到广泛应用。本文首先分析了目前采用的最小二乘配置法解算方法,在讨论了矩阵的奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)方法的基础上,推导得出了矩阵SVD分解与广义逆矩阵的关系,得出了可以直接利用SVD分解求解矩阵的Moore-Penrose广义逆,并推导了应用SVD分解求解最小二乘配置的估值计算公式和精度估算公式,最后通过重力异常实例进行了计算,得出矩阵的SVD分解用于最小二乘配置解算的正确性和可行性,为最小二乘配置的求解提供了一种新方法。