基于我国全球连续监测与评估系统的ERP测定的精度分析

利用GPS观测资料解算地球自转参数，用全球均匀分布的22个IGS跟踪站（IGS05）的连续观测资料估计地球自转参数（ERP），并与IERSC04（UTC0时）的结果相比较，二者相差很小，均在IERS的ERP估计精度范围之内。基于即将建成的COMPASS全球连续监测与评估系统跟踪站，选择其网的8个IGS跟踪站的资料进行了解算并进行了分析和比对。     

函数模型和随机模型双约束的GNSS数据融合及其性质

推导了基于函数模型和随机模型共同约束的参数最小二乘解及其验后精度估计模型;作为双约束参数解的特例,给出了仅含函数模型约束或仅含随机模型约束的参数解,以及无任何约束的参数解。侧重从理论上讨论了双约束参数解的性质,并分析指出,函数模型约束本身的误差将给参数估计带来强制性扭曲(简称"硬性影响"),先验随机模型本身的误差将给参数估计带来随机性影响(简称"软性影响")。最后,通过实际GNSS数据融合,分析了函数模型约束和随机模型约束的贡献。     

边界约束最大p区域问题及其启发式算法

针对城市空间内的自动化分区，顾及空间域边界对于分区结果的约束效应，提出一种边界约束最大p区域问题。在最大化区域个数p前提下，针对单元与多个边界交叉产生的单元从属不确定性，设计一种顾及空间单元从属不确定度的单元差异性加权目标函数。并在满足阈值约束等最大p区域问题原有约束下，增加若干边界约束，保证形成的区域一般在某个边界之内，若需跨越多个边界，则需涵盖整个边界。针对该非确定性多项式难题设计并实现一种基于禁忌搜索的启发式算法，并在模拟数据和实际数据集上进行实验。实验结果表明，该方法可以使科研和实验人员能够将现实世界中的边界约束灵活地加入到分区问题的模型中，以对最大p区域问题的求解结果进行更为实际的控制。     

坐标参考框架长期解内约束模型

地球参考框架是一切测绘活动、地球科学研究的物理基础。目前,地球参考框架常采用长期解的形式,即利用一组全球分布的基准站在某一参考历元的坐标和速度来表示。由于观测有误差,且各基准站又具有非线性变化,故需要对不同历元的瞬时地球参考框架进行累积,形成稳定的长期参考框架。以不同历元观测数据得到的瞬时参考框架成果为输入,构建了一种基于多历元观测数据建立参考框架长期累积解的融合模型。从坐标转换模型和测站坐标的时变模型出发,详细推导了建立长期解的函数模型,依据该函数模型的秩亏数设计了转换参数的内约束基准。采用2010-08—2014-12的国际全球导航卫星系统服务第2次处理结果进行试算,并与国际地球参考框架2014成果进行了对比。结果表明,X、Y、Z方向标准偏差分别为3.45 ?mm、4.04 mm、2.84 mm,速度精度分别为1.53 mm/a、1.46 mm/a、1.21 mm/a,X、Y、Z方向的加权均方根误差优于3 ?mm。     

VLBI和GPS观测联合解算地球自转参数和日长变化

利用GAMIT软件处理了2005年9月、2006年1月和2月每天17个IGS国际GNSS服务(International GNSS Service,IGS)站的GPS观测数据,获得了地球自转参数(Earth rotation parameter,ERP)和日长变化(ΔLOD),并与IGS综合解进行了对比。利用OCCAM 6.2软件处理了相同时间内的甚长基线干涉测量(very long baseline interferometry,VLBI)观测数据,将解算结果与国际VLBI服务(International VLBI Service,IVS)结果进行了对比。分别采用基于内符合精度和IERS 08C04序列的定权方法对VLBI解算结果与GPS解算结果进行了加权平均,获得了VLBI和GPS技术对ERP和ΔLOD的协议结果。研究结果表明,VLBI解算结果与采用的插值方法有较大的关系,基于IERS 08C04序列的加权平均方法达到了利用VLBI解算结果对GPS解算结果进行修正的目的。VLBI和GPS技术的联合弥补了VLBI观测数据密度不够和GPS解算结果不稳定的缺陷,使解算结果的稳定性和可靠性有所提高。     

基于几何特征约束的建筑物点云配准算法

针对人工建筑物表面存在的几何特征关系提出了基于几何特征约束的建筑物点云配准算法,根据点云数据中平面与平面重合关系,推导点在平面上和平面法线平行的2种线性不等约束条件。在6独立参数模型中增加几何特征约束的不等约束条件组成了附有约束条件的配准模型。通过对建筑物3维激光扫描点云数据的采集和处理,详细分析了几何特征约束配准算法的处理结果。试验结果分析表明几何特征约束条件可以合理地改善3维空间转换参数解算结果,提出的配准模型较适合于人工建筑物点云数据的配准。     

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。     

GPS控制网约束平差精度探讨

简要介绍了GPS生产过程中局域范围的坐标转换常用模型、重合点选择以及对约束平差精度进行分析，根据约束平差精度要求选择重合点、转换模型和方法，对GPS相对定位测量数据处理中的约束平差、坐标转换模型及重舍点选择对约束平差精度的影响进行系统分析，以统计图表方式进行系统研究，从GPS应用中探讨约束平差的方法。     

基于有效约束的附不等式约束平差的一种新算法

不等式约束是客观实际中普遍存在的一种约束,但目前大地测量数据处理领域并没有成熟、完整并被普遍接受的处理理论和方法。首先简要总结附不等式约束平差的各种方法及其存在的问题。然后对现有测量平差中附有等式约束的平差模型进行扩展,提出一种新的处理附有线性约束(包括等式和不等式约束)的平差方法。该方法在有效约束概念下,通过库恩-塔克条件来寻找有效约束条件,把不等式约束平差问题转化为我们熟知的等式约束平差问题,因此实现解向量与观测向量之间的显式表达。最后,用一个数值算例验证新方法的可行性,同时算例分析表明:用等式约束代替有效约束或集成约束进行平差计算,能得到正确的平差结果,但得不到正确的精度评定结果。     

边缘约束下的分形网络分割算法

分形网络演化算法（fractal net evolution approach，FNEA）是一种有效的多尺度影像分割算法，但对于具有斑点噪声、局部区域对比度低等特点的高分辨率合成孔径雷达（synthetic aperture radar，SAR）图像，直接应用FNEA算法得到的分割结果难以用于后续的面向对象影像分析。提出了基于边缘约束的FNEA（edge restricted FNEA，eFNEA）算法，通过加入边缘信息和构建异质性规则来为分割融入更多信息，提高分割效果。实验结果表明，对于微弱边缘和噪声污染严重等情形，eFNEA算法的分割结果均优于FNEA算法。     

地球自转参数的LS+AR超短期预报方法

地球自转参数（ERP）是卫星精密定轨中联系天球坐标系与地球坐标系的必要参数,是国际GNSS服务组织（IGS）和国际GNSS监测评估系统（iGMAS）分析中心的重要产品。为了提高中国测绘科学研究院分析中心（CGS）的线性模型预报精度,本文研究了最小二乘（LS）和自回归模型（AR）组合的超短期预报最优方法;通过不同周期数据确定最佳预报时长,利用LS+AR模型进行超短期预报,并通过IGS和iGMAS与线性模型产品对比。结果表明：利用8 d（时段）数据进行超短期预报最优;LS+AR模型预报精度明显优于LS模型;LS+AR的超短期预报方法优于分析中心的线性预报方法;EOP的PMX和PMY分量利用时段数据预报、LOD利用天数据预报精度更高。本文超短期预报方法能够提高ERP预报精度,为IGS或iGMAS分析中心的ERP预报提供了一定的参考意义。     

Earth rotation parameter estimation by GPS observations

The methods of Earth rotation parameter (ERP) estimation based on IGS SINEX file of GPS solution are discussed in detail. There are two different ways to estimate ERP: one is the parameter transformation method, and the other is direct adjustment method with restrictive conditions. By comparing the estimated results with independent copyright program to IERS results, the residual systemic error can be found in estimated ERP with GPS observations.     

Earth Rotation Parameter Estimation by GPS Observations

The methods of Earth rotation parameter （ERP） estimation based on IGS SINEX file of GPS so- lution are discussed in detail. There are two different ways to estimate ERP： one is the parameter transformation method, and the other is direct adjustment method with restrictive conditions. By comparing the estimated results with independent copyright program to IERS results, the residual systemic error can be found in estimated ERP with GPS observations.     

顾及测量方式的地球自转参数差异性分析

随着甚长基线干涉测量(VLBI)、卫星激光测距(SLR)、激光测月(LLR)、全球卫星导航系统(GNSS)、多里斯系统(DORIS)等多种空间大地测量手段的使用,地球自转参数(ERP)的测量精度不断提高,为航天器导航、深空探测等诸多领域提供了高精度的国际天球参考系(ICRS)和国际地表参考系统(ITRS)之间的转换参数. 以国际地球自转与参考系服务发布的C04序列为基础序列,选取500天ERP序列,分析不同测量手段得到的ERP数据的误差分布情况,为研究利用不同数据之间的一致性进行精度检核的可行性及精度水平提供数据基础,同时也为ERP预报提供更多的数据选择.      

Prediction of Earth rotation parameters by fuzzy inference systems

The short-term prediction of Earth rotation parameters (ERP) (length-of-day and polar motion) is studied up to 10 days by means of ANFIS (adaptive network based fuzzy inference system). The prediction is then extended to 40 days into the future by using the formerly predicted values as input data. The ERP C04 time series with daily values from the International Earth Rotation Service (IERS) serve as the data base. Well-known effects in the ERP series, such as the impact of the tides of the solid Earth and the oceans or seasonal variations of the atmosphere, were removed a priori from the C04 series. The residual series were used for both training and validation of the network. Different network architectures are discussed and compared in order to optimize the network solution. The results of the prediction are analyzed and compared with those of other methods. Short-term ERP values predicted by ANFIS show root-mean-square errors which are equal to or even lower than those from the other considered methods. The presented method is easy to use.Acknowledgments. The presented study was undertaken during a six-month stay of the first author at the DGFI (Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut) in Munich. The authors wish to thank the DAAD (German Academic Exchange Service) for its support of this project. The first author would like to express many thanks to Prof. Dr.-Ing. Hermann Drewes and all other administrative and academic staff at the DGFI for providing a very warm welcome which motivated and encouraged him during his study on this project. The cooperation of Dr.-Ing. Katja Heine (TU Cottbus, Germany) is gratefully acknowledged, in particular her hospitality during the two stays of the first author in Cottbus.     

多分析中心站坐标产品的综合方法研究

首先介绍了多分析中心产品融合处理的两种综合策略，然后基于解层面的综合策略，提出了站坐标和地球自转参数同时综合的方法。采用国际GNSS服务组织（International GNSS Service，IGS）9个分析中心1 a的数据进行试验，从站坐标、地球自转参数精度以及地心运动3个方面验证了该方法的正确性。结果表明，基于综合方法得到的综合解和IGS综合解处于同一精度水平。站坐标在平面和高程方向的一致性分别为0.5 mm和1.0 mm，极移和极移速率的一致性分别优于7.0×10-6"和40.0×10-6"/d，日长参数优于7.7×10-6 s/d。所提出的综合方法可用于全球连续监测评估系统（international GNSS monitoring and assessment system，iGMAS）的站坐标/地球自转参数产品综合。     

IGS Earth Rotation Parameters

Since its official start in January 1994, the International GPS Service (IGS) has been distributing, as part of its product combination, two distinct Earth rotation parameter (ERP) series: the IGS Rapid series and the IGS Final series. Initially, the IGS Rapid ERP values were interpolations of the International Earth Rotation Service (IERS) Bulletin A, whereas the IGS Final ERP series was based on the IERS Bulletin B. Since June 1996, the IGS has been generating its own Final ERP series consistent with the IGS combined orbit products and based on weighted means of individual IGS analysis center (AC) solutions. At first, only the polar motion (PM) coordinates and their rates were combined. Length of Day (LOD) and Universal Time (UT) solutions, also based on separate weighted mean combinations, followed in March 1997. Currently, the IGS Rapid and Final combinations are produced and made available within 17 hours and 11 days, respectively, after the last observation. Both IGS and the best AC series are consistent and precise at the 0.1-milliarcsecond (mas) level for PM and at about 30 μs for LOD. Biases in some AC solutions may exceed these consistency levels. Comparisons of both IGS ERP series with external standards, such as the IERS multitechnique Bulletins and atmospheric angular momentum series, confirm the estimated precisions. ? 1999 John Wiley & Sons, Inc.