判断观测值粗差能否发现和定位的一种验前方法

由于最小二乘(LS)残差统计相关，使得粗差发现和定位关系变得相当复杂，且至今未见有效的理论和方法。作者依据在LS平差前进行粗差发现和定位的思路，有意避开LS残差统计相关的难题，从条件平差模型推导出粗差判断方程(GEJE)Vr＝JVt Wc建立起以上式判断矩阵J为基础的粗差发现和定位的判断准则：1．不能发现含有粗差的观测量；2．能发现含有粗差但不能定位粗差的观测量。通过算例的检验，证明了判断矩阵J与控制网中观测量数据结构的对应关系，同时说明粗差不能定位的观测量，再好的粗差检测方法也无法正确定位粗差。     

ERS卫星雷达干涉测量:1999年台湾集集大地震震前和同震地表位移

1999年集集大地震(Mw=7.6)是20世纪以来台湾岛内最大的地震.在本研究中,5个不同时间获取的ERS-1/2卫星合成孔径雷达图像被组合,并被处理成多个差分干涉图,以此来考查与该地震相关的地表位移场.这些差分干涉图(空间分辨率为50m×50m)详细地揭示了沿台湾西海岸震中附近150km2陆地范围内的震前和同震地表形变.几个具有较长时间(2-3a)跨度的震前干涉图呈现出高度的相关性和一致性,并均显示出约1个干涉条纹,相当于沿kd 雷达视线方向的地表位移在空间尺度上呈相对总量为28.3mm的分布;而具有短时间跨度(0.5-la)的同震干涉图呈现出显著的反映地震形变的干涉条纹(9-10个条纹),相当于沿雷达视线方向的地表位移在空间尺度上呈相对总量为25.5-28.3cm的分布,这些由干涉处理所得到的形变观测结果与GPS测量结果吻合程度很高(相关系数达0.95),证实了干涉形变精度可达1cm.特别地,这些高分辨率的同震形变干涉结果可以为该地震的物理机制解释提供极好的观测数据,同时也展示了使用短波段InSAR监测长时间累积的微小震前地表位移是可能的.     

基于观测值质量指标的GPS观测量随机模型分析

卫星高度角、载噪比及信号强度是反映GPS观测值质量的重要指标,基于这些指标的随机模型可进一步削弱GPS残余大气延迟、衍射以及多路径效应等误差的影响,但这些随机模型对不同误差的处理效果具有一定差异.为合理利用这些随机模型,利用实际观测数据进行了比较计算,结果表明信号强度和载噪比随机模型的效果基本一致,当观测数据中载噪比输出时,可用信号强度代替载噪比建立随机模型;信号强度和载噪比随机模型对削弱衍射误差十分有效,而高度角随机模型能更有效地削弱残余对流层延迟误差.     

GPS建筑物振动变形监测中的单历元算法研究

充分利用建筑物振动变形监测的特点，提出了一种带变形特征及最大变形量约束条件的单历元算法。实例计算证明，该算法可以极大地缩小单历元模糊度搜索空间，减少候选坐标的计算量，有效地提高解算成功率，而且约束尺度越小成功率与效率越高，尤其是加入以平面或竖直方向变形为主的变形特征约束时，单历元算法的效率越为明显。     

基于改进LAMBDA方法的PSInSAR相位解缠

相位解缠是PSInSAR技术的一个重要环节,本文提出了一种基于谱修正迭代法改进的LAMBDA方法,用于PSInSAR的相位解缠.新算法使得LAMBDA方法在不需要确定伪观测值的情况下,也可成功进行相位解缠,从而避免了伪观测值选取时的不确定性及由此引入的误差.本文先从理论上分别介绍了LAMBDA方法和基于谱修正迭代法改进...     

一种基于交叉证认技术的自适应小波变换及其在削减GPS多路径误差中的应用

多路径效应影响是目前限制GPS定位精度进一步提高的瓶颈。提出用交叉证认技术自动识别小波分解的信号层,再通过小波重构实现降噪和信号提取,并将该方法应用于GPS多路径误差的削减中。对模拟数据和实际GPS观测资料的分析表明,该方法能合理分离不同噪声水平下资料序列中的信号和噪声;当噪声水平小于信号振幅的一半时,能成功分离资料序列中的高频信号。同时,运用该方法得到的多路径改正模型和GPS多路径效应的重复性,可有效地削弱多路径效应的影响,提高GPS定位精度。     

基于雷达干涉永久散射体网络探测地表形变的算法与实验结果

为削弱常规卫星DInSAR技术在区域地表形变探测应用中时空失相关与大气延迟的负面影响,探索和发展了基于永久散射体(PS)观测网络建模与参数稳健估计的算法并开发一套完整的计算程序,可达到分离和提取线性与非线性形变时间序列、地形数据误差与大气信号的目的。以上海市沉降场为对象,选取1992~2002年间ERS-1/2卫星所获取的26幅SAR影像为源数据,分别开展模拟和真实数据的实验,证实该算法和计算程序是有效而可靠的。     

基于BFGS法融合InSAR和GPS技术监测地表三维形变

虽然InSAR技术具有高精度、大范围和高空间分辨率等优点,但只能监测雷达视线方向上的一维地表形变;而GPS技术虽可以监测地表的三维形变,但其空间分辨率很低.本文针对融合InSAR和GPS技术监测地表高空间分辨率三维形变展开研究.首先证明了简单的局部最优化迭代算法就能求得综合InSAR和GPS监测地表形变速率的能量函数模型的全局最优估值.随后提出了利用BFGS局部最优算法反演最优的地表三维形变速率.该方法既能避免全局最优化算法计算复杂且难以收敛的问题,又能克服传统的解析法中数值计算不稳定的缺点.最后,通过模拟实验和美国南加州真实数据实验表明,该方法能够得到高精度的地表三维形变速率场.而且当观测或插值误差导致解析法误差较大时,BFGS方法仍能得到高精度、稳定的全局最优解.     

SAR偏移量跟踪技术估计天山南依内里切克冰川运动

流动性是冰川的一个主要特征,监测其流速变化可以为冰川物质平衡和冰川灾害研究提供重要信息.本文研究利用2007-2008年的7景ALOS/PALSAR影像和偏移量跟踪技术提取亚洲最大的山岳冰川之一--南伊内里切克冰川的运动场.ALOS/PALSAR影像的时间连续性和南伊内里切克冰川的冰碛覆盖为SAR偏移量跟踪技术获取连续的冰川表面流速提供了基础,然而冰川积累区降雪、附加冰带消融、陡坡区域裂缝发育等客观事件的发生对速度的获取仍有局部影响.尽管如此,本文仍得到了整个冰川不同季节的平面运动场,并且在所有6个时间段内观测到的运动场非常吻合.详细地分析揭示南伊内里切克冰川运动具备以下规律:流速由轴部向两侧递减,由源头向下至雪线处运动速度逐渐增加,然后再向末端逐渐递减;流速大小和坡度大小呈非线性正相关,坡度从1°突变至16°时,冰川运动加速会导致裂缝发育;夏季受冰川湖影响,尾部分支流速能激增至96 cm/d;暖季速度会高于寒季5～10 cm/d.该冰川的冰舌主体日平均速度为20～50 cm/d,局部最高速度可以达到65 cm/d.在冰舌上提取了一些样点的速度作统计,结果显示各个时段中所有样点的平均速度最高可达33.3 cm/d,最低可至27.9 cm/d.冰舌部分的速度和2004年的数据相比下降了约5 cm/d.     

多孔径InSAR技术电离层校正方法及二维形变场应用研究——以玉树地震为例

差分合成孔径雷达干涉测量技术只能监测地表在雷达视线方向上的一维形变,这极大的限制了其发展和应用.本文详细介绍了一种利用单对干涉影像监测地表二维形变的方法——多孔径InSAR(MAI)技术,研究了基线误差和电离层对该技术的影响,发展了利用顾及方向性的滤波和插值方法改正电离层的影响.最后,以2010年玉树地震为研究对象,利用两景PALSAR影像给出了地表的同震二维形变场.研究结果表明,MAI技术要明显优于传统的灰度偏移量法,在同震形变监测和震源参数反演中具有巨大的潜力.