基于无人船测量系统的水下地形测量研究与应用

随着测深技术、GNSS技术、高精密传感器集成化的发展,无人船测量系统为水下地形测量提供了新的思路。结合山东省高密市王吴水库,探讨了无人船水下地形测量的作业流程,通过对比分析,选择最优测线间距获取数据,通过差值分析进行精度评价,数据处理后对成果进行展示。研究区结果表明,无人船测量系统基于单波束测深在中型水库中的应用是十分理想的,测深数据质量较好,能够很好地反映库区的水下地形情况,无人船测量系统在水下地形测量中起着重要作用。     

顾及坡度和高程的多波束测深数据抽稀算法

海底地形数据是进行海洋科学研究、工程建设的重要数据源,水深信息作为海底地形数据的基础信息,反映了海底地形的起伏变化。因此,如何有效地处理水深数据成为海洋测绘的重点研究内容。为解决海量多波束测深数据的数据冗余问题,提出了一种顾及坡度和高程的多波束测深数据抽稀算法,能够兼顾数据抽稀的精度和地形特征点的保留。考虑到存在含有空洞、凹边界等局部空白区域的多波束测深数据,首先利用Alpha Shape算法提取测深数据局部空白区域的边界点;然后采用坡度和高程相结合的抽稀算法删除冗余点,得到抽稀结果。在实验区内,通过与基于坡度抽稀、顾及地形复杂度抽稀和基于系统抽稀算法进行对比实验,结果表明：(1)本文抽稀算法在测深数据局部空白区域生成的等深线较上述抽稀算法更贴近原始测深数据等深线的形态,可以有效保持地形形态完整性;(2)对不同地形的测深数据进行抽稀,本文算法的精度较上述抽稀算法均有不同程度的提升,尤其抽稀率较低时,本文算法较上述算法在MSE分别提升了16%、27%、14%和10%、36%、2%,RMSE分别提升了7%、12%、7%和5%、17%、3%,体现了本文算法对不同地形多波束测深数据抽稀的有效性...     

利用卫星测高技术研究地面沉降的初步探讨

基于雷达波卫星测高技术,通过数据处理获取华北平原和华东地区的地面沉降数据;优化地球物理参数和环境改正数,利用高精度SRTM模型进行地形坡度改正,通过改进的阈值算法提高测高数据的观测精度。将获取的地面沉降速率与GNSS基准站观测结果进行比较,偏差为-3.4±9.1 mm/a,相关性为0.88。采用阈值法和改进阈值法进行波形重跟踪改正的偏差分别为-3.2±5.5 mm/a和-2.9±4.1 mm/a,相关系数分别为0.94和0.97。实验结果表明,卫星测高可应用于地面沉降监测研究,尤其在缺少GNSS或传统水准监测数据的偏远地区的地面沉降监测中具有重要的研究价值。     

联合高频GNSS和强震仪观测获取同震位移

采用动态精密单点定位技术处理高频GNSS数据获取GNSS位移,利用空间叠加滤波法消除其共模误差的影响,基于Kalman滤波将高频GNSS位移和强震观测加速度融合,利用GNSS位移校正强震仪加速度的基线漂移,得到融合同震位移和速度,建立顾及基线偏差改正的高频GNSS和强震仪组合模型。以2016年意大利北部6.0级地震为例,探讨本文模型的有效性。实验结果表明,本文模型具有高精度、宽频带特点,能准确描述地震引起的永久阶跃和震时地表位移变化。     

基于RTX-PP获取CGCS2000坐标的精度分析

随着互联网+不断发展,越来越多的技术开始"云化",高精度GNSS位置服务也逐步往云端迁移.本文收集了50个GNSS观测站2020年5月3日观测数据,采样频率为30?s,使用不同Online-GNSS服务获得的平均解算结果,对比分析了当前各类Online-GNSS服务.结果发现天宝RTX服务精度最好,GNSS观测时长达到...     

北京土层GNSS连续观测站沉降影响的识别和改正

以基岩GNSS连续观测站为背景,考察各土层GNSS连续观测站垂直、水平分量的变化特征。观测结果表明,排除沉降干扰,严重沉降站一般需要改正,一般沉降站视研究需要决定是否改正。最后给出受沉降影响的测项的改正方法。     

基于经验小波变换的GNSS多路径误差改正

多路径误差是影响GNSS测量精度的主要因素及误差改正难点。将经验小波变换(EWT)算法在分解复杂信号上的优势与GNSS多路径误差的周日重复特性相结合,提出基于EWT的多路径误差提取及改正新方法。将能量熵与相关系数相结合来定义筛选系数,并将其变化显著的点作为含噪分量及信息分量的分界点;通过对含噪分量进行去噪并与信息分量重构的方式建立基于EWT的去噪新方法。模拟和实测数据实验表明,EWT能较好地提取及改正GNSS多路径误差,并且其效果显著优于EMD及小波分析方法。     

环境负载对GNSS坐标时间序列噪声特性的影响研究

基于中国大陆构造环境监测网络的连续GNSS观测数据,选取云南省25个测站的坐标时间序列研究地表质量变化对建立噪声模型的影响。计算陆地水负载、大气压负载和非潮汐海洋负载引起的测站非线性变化,采用极大似然估计对不同噪声组合进行分析,分别建立负载改正前后各GNSS测站的最优噪声模型,同时估计速度的不确定度。结果发现,云南省GNSS测站各分量的噪声特性主要表现为闪烁噪声+白噪声(FN+WN);环境负载改正能够改变坐标时间序列的最优噪声模型;用加入环境负载改正后建立的最优噪声模型估计各测站的速度不确定度,对于E、N、U分量,分别有72%、80%、68%的测站的速度不确定度变小。     

基于MATLAB语言的大比例尺重力中远区地形改正程序设计

采用地形改正方域计算方法,利用MATLAB语言编写了重力中、远区地形改正程序,该程序可用于大比例尺重力中、远区地形改正工作,使以往繁重的地形改正手工数图工作能够用计算机实现,不但减轻了中、远区地形改正工作的劳动强度,而且提高了工作效率和地形改正工作的精度。     

基于PyQt5的水深比对检测系统在水下地形测量检查中的应用

水下地形测量质量检查主要通过布设一定数量的检查线,通过比对检查线和主测线相交处一定范围的测点水深差值来衡量,还需检查主测线长度、检查线长度、各深度区间中误差、不符值比例等参数信息。主测线数据和检查线数据量一般都比较大,单纯依靠人工对比计算难以高效、准确实现。目前Python语言以其简洁易用、可扩展行强的优点逐渐成为主流编程语言。PyQt5是Python中一个广泛使用的GUI工具包,可方便构建图形用户程序。本文针对水下地形测量质量检查检测数据量大、检查参数多的特点,利用Python语言,基于PyQt5设计开发了一套水深比对检测系统,在山东省水库水下地形测量质量检查中得到了实际应用,取得了较好的效果。     

ArcGIS Model Builder在历史数据处理中的应用

在智慧潍坊时空大数据与云平台的建设中,需要将历史地形图数据进行数据入库。与传统的地形图人工内业数据入库处理方法相比,基于ArcGISModelBuilder技术对数据处理过程建模,对数据进行自动化处理的做法在作业中具有极大的优势。利用该工具创建了房屋、高程点、控制点等几种地物的自动化处理模型,实现了多种地形图要素的自动化处理,简化了传统的地形图入库作业流程,提高了数据处理效率。该文以潍坊市历史地形图为例,验证了该方法在保证数据质量的同时,能够有效提高数据的生产效率,为历史地形图数据的生产入库提供了切实可行的操作思路和实现工具,同时可为其他地区历史地形图数据入库工作提供参考。     

Volume estimation of small scale debris flows based on observations of topographic changes using airborne LiDAR DEMs

This paper describes a geographic information system(GIS)-based method for observing changes in topography caused by the initiation, transport, and deposition of debris flows using highresolution light detection and ranging(LiDAR) digital elevation models(DEMs) obtained before and after the debris flow events. The paper also describes a method for estimating the volume of debris flows using the differences between the LiDAR DEMs. The relative and absolute positioning accuracies of the LiDAR DEMs were evaluated using a real-time precise global navigation satellite system(GNSS) positioning method. In addition, longitudinal and cross-sectional profiles of the study area were constructed to determine the topographic changes caused by the debris flows. The volume of the debris flows was estimated based on the difference between the LiDAR DEMs. The accuracies of the relative and absolute positioning of the two LiDAR DEMs were determined to be ±10 cm and ±11 cm RMSE, respectively, which demonstrates the efficiency of the method for determining topographic changes at an scale equivalent to that of field investigations. Based on the topographic changes, the volume of the debris flows in the study area was estimated to be 3747 m3, which is comparable with the volume estimated based on the data from field investigations.     

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卫星截止高度角、对流层映射函数和海潮模型对南极GNSS精密定位的影响分析

利用长城站、中山站及周边13个IGS站2018年的观测数据,对比分析不同卫星截止高度角、对流层映射函数和全球海潮模型对GNSS坐标精度的影响。结果表明,截止高度角设为7°时,GNSS坐标解算精度最优,随着截止高度角的增大或减小,精度逐渐降低;采用VMF3模型解算的双差定位精度优于NMF、GMF和VMF1模型,VMF3模型解算的精密单点定位精度与GMF和VMF1模型相当;海潮负荷对GNSS坐标解算的影响与坐标方位有关,高程方向可达cm级,选用不同的海潮模型解算的GNSS坐标差异可忽略不计。     

Kalman滤波在GPS/BDS组合伪距差分定位中的应用

随着各国卫星导航系统的蓬勃发展,单一的GPS系统时代正逐步转变为多系统并存且兼容的全球性卫星导航系统(GNSS)时代。相比于单一卫星导航系统,多系统组合将显著增加可视卫星数目、改善卫星空间几何结构,多系统组合导航定位将是必然的发展趋势。滤波算法是减小GNSS定位随机误差的重要方法,利用非线性滤波方法可消除多种随机误差,从而提高导航定位精度。该文实现了基于Kalman滤波的GPS/BDS组合的伪距差分定位,并将其与最小二乘方法进行比较。实验结果表明:基于Kalman滤波的GPS/BDS伪距差分的定位精度能达到分米级,在差分定位解算过程中,多卫星系统伪距差分精度明显优于单卫星系统伪距差分精度,Kalman滤波解算的精度明显优于最小二乘解算的精度。     

高阶电离层延迟对中国区域双差定位影响研究

给出顾及高阶电离层延迟改正的双差定位模型，探讨中国区域VTEC的时空变化规律，分析高阶电离层延迟对L3观测值的影响。利用41个陆态网测站2015年全年的GNSS数据，基于Bernese 5.2软件的双差定位技术，系统研究高阶电离层延迟对中国区域双差定位的影响及其时空分布规律。结果表明，高阶电离层延迟对中国区域双差定位的影响与测站网型结构相关，明显存在0.5 a的周期变化，影响年均值大小为0～2 mm，且具有方向性差异，对高纬度测站的影响有向北偏移趋势，对低纬度测站的影响有向南偏移趋势。     

基于三维GIS的济南市矿山地质环境航测调查管理系统设计与实现

随着矿产资源大规模的开发利用,加剧了地质环境的不断恶化,矿山地质环境保护迫在眉睫,传统的矿山地质环境调查技术已经显得乏力。该文以济南市矿山地质环境航测调查为例,提出了基于三维GIS的矿山地质环境调查方法,利用三维GIS的高性能空间数据引擎、直观的可视化技术和强大的空间分析能力,整合济南市高分辨率的航空影像数据、DEM数据、倾斜摄影数据和历年的监测图斑数据,重建航测调查区真实的三维地貌。结合矿山开采信息,进行航测调查区矿山开采现状图斑的提取及拓扑处理,查明矿山地质环境破坏、地质灾害隐患情况,有效监测矿山地质环境,加强重点矿山开采区的监测与管理,推动济南市矿山地质环境保护工作。     

一种基于MAD改进的GNSS高程时间序列粗差探测方法

针对GNSS高程时间序列中不可避免地含有粗差,以及在非线性、不平稳性的高程时间序列中粗差难以探测的问题,在传统MAD方法基础上,构建一种引入小波分析的WT-MAD粗差探测方法.利用模拟数据和LHAZ、BJFS、TWTF三个IGS站的实测高程数据进行实验,将WT-MAD法与基于最小二乘的3σ法、IQR法和MAD法进行对比...