一种改进的北斗三频长基线模糊度固定算法

针对TCAR法在北斗三频长基线模糊度固定中成功率不高的问题，提出采用滑动窗口的方法对EWL、WL和NL模糊度进行固定。通过实验分析窗口大小与模糊度固定成功率的关系得出，在长距离定位中，模糊度固定成功率主要受到电离层延迟和对流层延迟的影响。因此采用滑动窗口固定EWL和WL模糊度后，通过GIF-TCAR法解算NL模糊度，同时使用滑动窗口法来固定NL模糊度。实验结果表明，该方法可用于北斗三频实时定位。     

一种快速重叠开窗拟合算法及其在电离层拟合中的应用

提出一种基于分段的重叠窗口拟合算法，它将分段窗口分为边界区、重叠区和内部区，通过对前后窗口重叠区拟合值的加权平均，使窗口间拟合值的变化连续。采用实测GNSS电离层数据，分别对逐历元滑动窗口、独立分段窗口和重叠窗口3种算法进行实验对比，其中在以400历元窗口对NKLG站G01的电离层拟合计算中，逐历元法耗费121.618 s，而独立分段法和重叠分段法只分别用了0.396 s和0.985 s，计算效率分别为前者的307倍和123倍。结果证明，该算法兼顾计算精度与执行效率，是处理数据量较大、连续且变化剧烈的时间序列的有效方法。     

基于密集多点变形监测的公路滑坡主滑方向动态判别

滑坡主滑方向是研究滑坡形成机理和确定抗滑防治方案的重要依据。滑坡随着时间的演化，其主滑方向也是一个动态变化的过程。滑坡主滑方向是滑坡位移状态的综合反映，在滑坡体上布设密集多点变形监测系统，根据小样本监测数据服从ｔ分布的规律，使用肖维勒准则剔除监测数据中的异常值，运用区间估计的方法来求取所有监测点位移方向的均值，通过主滑方向－时间过程曲线来动态判别滑坡主滑方向。将该方法运用到某公路滑坡工程实例研究中，在滑坡体上布设由５３个地表位移监测点和１９个深部位移监测点组成的密集多点变形监测系统，运用由全站仪和 ＧＰＳ组成的监测仪器系统，对该滑坡开展为期２５个月的地表水平位移监测。通 过地 表位移数据分析对比，采用此方法估计的主滑方向和滑坡体宏观变形体现的滑动方向基本一致。经过误差分析和显著性检验，表明此方法可以较好地对滑坡主滑方向进行了动态判别。将此结果与深部测斜监测到的滑动方向进行了对比，结果基本保持一致，再次说明运用上述方法来动态判别滑坡主滑方向是可行的。在 防 治 工 程 中，确定了准确的滑坡主滑方向后，指导抗滑桩长轴布设方向和锚索主要受力方向均沿此确定的主滑方向实施，经过长
达８个月的持续监测表明，防治措施起到了良好的控制作用，体现了该方法的工程应用价值。      

交叉点结构特征约束的机载LiDAR点云与多视角航空影像配准

针对机载点云与航空影像配准精度受点云密度影响较大的问题,本文提出一种交叉点结构特征约束下的机载点云影像配准方法。该方法充分利用激光测距精度较高这一优势,采用点云中的平面结构对影像区域网进行绝对定向约束。首先,利用POS辅助平差后的影像内外方位元素和影像交叉点结构匹配结果,以反投影距离为测度,按照最小二乘准则交会得到交叉点物方结构;然后,在LiDAR点云中自动探测交叉点结构的同名LiDAR平面点;最后,进行交叉点结构特征约束下的航空影像联合区域网平差,得到精确的相机内参数和影像外方位元素。实验结果表明,本文方法在平面和高程方向上均可达到1~2个像素的配准精度。与基于建筑物角特征的配准方法相比,有效克服了点云密度对配准精度的影响,当点云密度较低时,本文方法依然可以取得较高的配准精度。     

航空重力测量的数据归算方法

采用径向改正方法将航线高度处的重力观测值归算到平均飞行高度面,采用交叉点两步平差法来进行测线系统误差补偿,并选用加权平均法和Shepard曲面拟合法对重力观测值作格网化处理。对美国大地测量局（NGS）发布的EN01进行数据处理,〖JP〗给出大地高6 200 m处2°×3°范围内5′×5′规则格网重力扰动数据。相对于该区域的EGM2008格网重力扰动参考值,加权平均法和Shepard曲面拟合法精度分别为±1.59 mGal和±1.36 mGal。     

土质边坡空间临界滑动面搜索的优化算法

将二维均质土坡作为平面应变问题,假定滑动面是一个圆弧,将滑弧圆心与半径转变为后缘剪入点、坡脚剪出点和过后缘点滑弧切线与x轴的交点等3个点的横坐标,然后以这3个参数为变量,给定合理的取值区间,应用黄金分割法搜索二维边坡的最小稳定系数及相应的临界滑动面。进一步假定均质土坡的三维空间滑动面为一旋转椭球体,旋转椭球体的竖向中轴面和二维的圆弧面一致,给定椭球体不同的水平轴半径值,采用以上二维滑动面搜索方法可求出不同水平半径所对应的三维最小稳定系数及相应的椭球面。结果表明:边坡的三维稳定系数没有极小值,但有极限值;对于横向延伸长的无限边坡,三维稳定系数逼近二维稳定系数,当旋转椭球长轴与短轴之比大于3时,二者很接近,边坡稳定性可简化为二维来分析;对于受地形、地下水等条件约束的短边坡,三维效应明显,在考虑实际边界条件的情况下按三维来分析。     

基于滑动窗口对数标准离差法的地球化学异常识别:以青海多彩地区１∶５万水系沉积物地球化学测量为例

利用滑动窗口对数标准离差法对青海省多彩地区１∶５万水系沉积物地球化学测量 Cu,Mo,Pb,Zn等主 成矿元素进行了异常信息提取,该方法与常规的数据处理方法相比,在低背景区识别出了多处异常,且异常的面 积以及与已知矿床点的套合率相对于传统统计法均提高了２~３倍,此方法不仅可压制高背景宽缓异常,而且可 有效强化低背景区弱小异常.通过野外异常查证,在低背景区新圈定的龙格东多与米扎那能东２处异常区内均 发现了含铜矿化蚀变带,证明了该方法提取异常信息的有效性.      

元分维曲线滑动窗口尺寸自动判定方法与应用

基于地图目标在空间形态上存在的内部差异性和邻近趋同性,在其分形分析中引入了元分维模型的思想。该模型是对传统分形分析的方法扩展,在其建立过程中滑动窗口决定着空间单元的局部影响范围,因此该窗口尺寸成为元分维模型构建的重要参数之一。在前期基于地图目标元分维模型的研究中,滑动窗口大小主要通过人为判断选取,没有考虑地图目标本身的形态结构特点,缺乏科学的定量化指标判定原则,因此存在随意性和执行效率低等问题。本文以地图线目标的元分维模型,即元分维曲线为主要研究对象,通过对其分维扩展的尺度分析,在倒置的Logistic模型函数拟合的基础上提出了一种自动确定滑动窗口尺寸的定量方法,并将该方法应用到对长江河道形态特征的分析研究中,验证了其可行性和合理性。     

谈利用地质勘查新方法在贫水区找水

三十多年来，传统的找水方法，多数使用DDC-2系列仪，都是测电位，读电流，计算电阻率，观测主参数是视电阻率，利用观测到的电阻率联剖“正交点”处的异常特征来分析，推断涌水量的大小。若没有发现电阻率“正交点”，则认为没有发现含水构造带，找水参数单一。上述方法在电阻率异常反应明显的地区，找水效果比较好。而在电阻率异常差很小的地区，很难发现电阻率“正交点”的地方，利用电阻法进行找水，给推断解释带来了困难。     

南京台短水准场地改造及对比观测研究

南京台短水准场地NS测线北端点O点稳定性差,年变幅度约10 mm。2018年对场地进行改造,改造完成后,对比分析2019年的观测数据和原测线数据。结果表明,埋设的新O点、新C点点位趋于稳定,且新O点稳定性远优于老O点;改造后场地满足台站跨断层测量观测的需求。     

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基于地形数据的长距离越野路径快速规划方法研究

越野环境下机动车辆的快速路径规划在野外搜救、应急抢险及军事作战等领域均具有重要意义,在以上场景中,随着空间维数的增加,传统路径搜索算法计算复杂性急剧增长,可能无法在既定时间内求解可靠路径。为解决上述不足,本文结合越野路径规划不受路网通行限制以及两点之间直线最短的特点,提出以方向指向作为搜索策略的启发式算法,该算法搜索效率大幅提升,却难以保证求解质量。为进一步提高求解质量,提出了带有方向指向的Dijkstra分段算法,该算法在较低精度环境模型下通过Dijkstra算法找到最优路径,并将该路径进行分段,各分段以方向指向作为搜索策略进行路径搜索,从而在长距离越野路径规划中快速规划通行方案。为验证该算法的有效性,本文利用山西省某市的数字高程模型数据进行实验,引入了窗口移动法对地形进行先期的坡度计算和通行性分析,构建越野环境模型,调用路径搜索算法进行规划。实验结果表明,本文所提算法相比Dijkstra算法计算效率得到了大幅提升,且规划路径的长度接近于最优解。     

一种地图点群空间分布特征的局部分维分析方法

以分数维为分析指标的分形几何理论,为地图点群目标的空间复杂性分析提供了一种定量方法。但是研究表明,地图点群目标的分形性质往往表现出局部的非均匀特性,因此主要以研究对象整体分维估值为主的分维分析方法难以描述这种变化。本文在分维扩展方法的基础上,提出了一种基于滑动窗口的局部分维分析方法--元分维模型,并通过实践证明该方法可以有效地揭示地图点群空间分布特征的差异,从而为地图点群目标的空间分布特征分析提供了一个新的思路。     

一种基于改进TurboEdit的GPS周跳探测与修复方法

基于TurboEdit算法中的MW组合,利用卡尔曼滤波分离宽巷模糊度以提高模糊度精度。利用移动窗口的多项式拟合对原GF组合中的多项式拟合进行改进,并对周跳的浮点解进行计算。使用GPS数据检测方法的正确性,结果表明,该方法能探测并修复小周跳、大周跳以及多个周跳。     

结合PCA和滑动时窗的电离层异常探测方法研究

针对主成分分析（PCA）方法探测电离层异常时探测范围有限且无法区分正负扰动的问题,提出一种结合PCA和滑动时窗的探测方法,并以3次强震为例检测其异常探测能力。结果显示,PCA-滑动时窗方法同时具备了2种方法的探测优势,相较于滑动时窗法,其探测结果更加直观、简明,且不易受空间环境影响,有相对更高的异常探测置信度和可靠度;相较于PCA方法,其能更好地用于长时间时空异常探测,并准确区分出正负异常。另外,通过进一步分析2020年瓦哈卡地震后发现,电离层在震前11~13 d、9 d及4~6 d出现明显异常,且异常位于震中偏南区域。综合4次地震可知,异常主要出现在震中偏南方向,大多呈共轭结构。     

基于线激光扫描的岩石激光钻孔的三维重建和可视化

激光钻进岩石形成的钻孔的孔形较为复杂,具有较小的孔直径和较高的孔壁粗糙度,使得利用传统方法进行钻孔尺寸的测量较为困难。为了精确钻孔测量和方便孔形研究,提出了一种基于线激光扫描及逆向建模的钻孔建模方法。首先,搭建了线激光扫描平台,建立了空间坐标系,以获取钻孔的三维坐标,构建了钻孔的初始点云数据。其次,在MATLAB中对获取的点云数据进行无效点移除及多视角点云配准,其中,无效点移除利用顺序查找法实现,多视角点云配准则基于迭代最近点（ICP）算法,包括初始配准和精确配准两个阶段。最后,基于Delaunay三角网格划分及曲面重建算法,实现了钻孔模型的重建和可视化。此外,还采用滴液法和切割法进行实际钻孔容积值测量及钻孔轮廓线获取,并与由点云重建的钻孔模型上获取的测算结果进行对比分析,以验证所述方法建立的钻孔模型的精度。结果表明:重建的钻孔模型与实际钻孔之间的误差小于4%,重建的模型能够满足激光岩石钻进钻孔的测量要求,证实了所述方法的可行性。与传统测量方法相比,所述方法属于非接触、非破坏性方法,可重复性测量。      

平面剪切岩质边坡滑裂面的确定及稳定性分析

由于传统搜索方法对岩质边坡滑裂面的确定无法兼顾效率与精度, 如何迅速准确确定潜在滑裂面仍然是个难题。极限平衡法在岩质边坡稳定性分析中备受认可, 采用岩质边坡平面剪切滑动模型, 以滑裂面的倾角来表征潜在滑裂面的位置; 基于极值法, 推导了极限平衡条件下平面剪切破坏型岩质边坡潜在滑裂面的解析解, 并结合香港秀茂坪路边坡对其准确性进行了验证, 进一步对四川宜宾打营盘山公路多级边坡进行了整体稳定性分析。结果表明: 香港秀茂坪边坡采用本文方法确定的边坡潜在滑裂面倾角与实际滑坡倾角基本一致。实际工程应用中, 采用Slide软件中布谷鸟搜索法和模拟退火法两种搜索方法得到的滑裂面倾角分别为38.0°和37.0°, 本解析法所得倾角为34.8°; 选用Janbu法、Morgenstern-Price法和Sarma法分别计算对应的稳定系数, 结果均为1.04左右, 本文所得稳定系数为1.15, 可见本文方法所得结果基本准确。通过参数敏感性分析发现, 随着黏聚力的增加, 边坡滑裂面倾角越来越小, 稳定系数也随之增加; 而当内摩擦角增大时, 边坡滑裂面倾角和稳定系数也随之增大。