基于磁异常反演的磁航向误差实时补偿方法

三轴磁力仪是一种常用的磁场测量工具,在地磁导航、海洋磁测、地磁勘探等领域应用较为广泛。作为一种磁场矢量测量工具,三轴磁力仪的磁测误差主要来源于三轴非正交、敏感轴灵敏度不一致及零偏误差等方面,磁力仪的标定优劣影响磁力仪的测量性能。为解决三轴磁力仪的标定问题,建立了磁力仪误差补偿模型,提出了基于正弦拟合的三轴磁力仪标定方法。将磁力仪沿平面旋转时的三轴输出数据拟合成正弦曲线,利用正弦曲线的幅值、初相角和平移量等信息计算出磁力仪的标定参数。仿真结果表明：该方法无需非线性优化过程即可实现标定参数的求解,得到的标定参数与设定值吻合度高;磁测噪声对三轴灵敏度系数及非正交角的计算结果影响较小。     

基于GNSS-R技术的实时潮位高度变化反演方法

潮位高度变化反演过程中易产生部分数据丢失情况,导致实时潮位高度变化反演精度不高,为了提高对潮位实时监测能力,研究基于全球导航卫星系统反射信号（GNSS-R）技术的实时潮位高度变化反演方法。通过信号采集设备采集GNSS-R原始信噪比（SNR）信号后,采用奇异谱分析（SSA）和经验模态分解（EMD）相结合的去噪方法去除原始SNR信号的噪声,保留有价值SNR信号;通过线性尺度变换得出线性化SNR信号,经多项式去掉直射信号分量,得出多径振荡分量;采用小波变换分析多径振荡分量提取实时潮位,完成实时潮位高度变化反演。试验结果表明,该方法应用效果较好,可实现实时潮位高度变化反演,SSA-EMD针对不同信号的去噪效果均较好,其中GNSS-R信号去噪最佳,在保留原信号趋势同时,可去除信号中多余噪声;该方法的海面高度反演结果和对比区域实际潮位高度基本一致,且可增强实时潮位反演结果时间分辨率。     

航空矢量重力测量中光纤陀螺随机漂移误差实时补偿方法

光纤陀螺随机漂移误差是影响航空矢量重力测量系统姿态解算精度的关键因素。建立模型并在输出中对其补偿是抑制该项误差的有效方法。针对传统ARMA模型只能对平稳随机漂移误差建模,且模型无法满足实时滤波需求的问题,本文引入适用于非平稳随机漂移误差的ARIMA模型,同时给出详细的建模过程,并提出采用实时平均算法消除原始采样序列中常值分量的思路,实现了随机漂移误差的实时Kalman滤波估计。基于本文所提出的模型和实时滤波算法,对光纤陀螺实测数据进行分析,结果表明处理后信号中随机漂移误差的方差减小了46.5%。Allan方差分析结果表明,滤波后角度随机游走系数和角速率随机游走系数分别降低了约50%和40%。本文的结果说明ARIMA模型能够准确描述陀螺的非平稳随机漂移误差。基于实时平均算法的Kalman滤波可实现随机漂移误差的在线估计,有望提高航空矢量重力测量系统的姿态解算精度。     

一种基于新息向量的动力学方程误差补偿方法

主要研究扩展卡尔曼滤波在动态精密单点定位中的应用,给出了一种基于新息向量的动力学方程随机模型误差补偿方法,通过自编的软件GPS-PPP,验证了该方法在精密动态定位中的优越性。     

模型误差平差补偿方法比较

在高精度数据处理中,模型误差是不可忽视的。针对模型误差,简单介绍了模型误差补偿的四种方法。通过某一实例四种方法的补偿比较发现在此例中最小二乘方法补偿效果最好,并分析解释了半参数法在此例中不适合的原因。     

基于误差补偿预测树的多光谱遥感图像无损压缩方法

预测树方法是一种有效的无损多光谱图像压缩技术,将自适应线性预测方法与传统预测树方法相结合,提出了一种多光谱遥感图像的误差补偿预测树压缩方法。该方法利用多光谱图像谱间的局部统计冗余和结构冗余建立自适应预测器,对传统预测树方法产生的误差进行补偿,从而进一步减少了多光谱图像的数据量;并且利用多光谱图像的局部平稳特性对算法进行了简化。实验结果表明,该方法得到的压缩比与原始预测树方法相比有明显提高,同时算法简化后可以使计算复杂度大幅度降低。     

基于模型误差补偿的AR(p)最佳建模方法

以AR(p)模型为例,讨论识别和补偿模型误差的方法.介绍识别模型误差的均方连差检验法和笔者在有关文献中给出的模型偏差均方误差度量法,给出AR(p)模型的模型误差补偿规则,最后对某台站定点沉降监测5年的数据进行基于模型误差补偿的平差计算,给出AR(p)最佳的建模方法.     

基于χ2准则的磁梯度张量3D聚焦反演方法

针对铁磁性物质反演中正则化参数自适应选择的问题,提出了基于χ2准则的磁梯度张量3D聚焦反演方法。利用深度加权矩阵和最小支撑矩阵对经典Tikhonov正则化理论框架下的反演模型进行约束得到目标函数,避免了由于反演参数多于采集点数而导致反演解的多解性,并有效解决了核函数随深度增大而快速衰减的问题。通过对目标函数进行迭代奇异值分解获得最佳物性参数,并根据χ2准则自适应地确定目标函数在迭代过程中的正则化参数,提高了迭代速度和求解精度。仿真和实验结果表明:该方法能准确还原磁性异常体的轮廓形态,具有较好的模型分辨率。     

基于球坐标系的卫星磁异常数据处理与正反演方法研究

<正>岩石圈磁场主要反映岩石圈内部的岩石磁性分布,携带着矿物成分、岩石结构、温度与压力状态、地质构造及其经历的构造运动与演化过程等地质与地球动力学信息。随着地面、海洋、高空与航空磁测等的数据积累以及卫星磁测技术的快速发展,人类已经获得海量的全球磁场观测数据,由此建立的岩石圈磁场模型的精度与分辨率也越来越高。然而,对于区域性乃至全球性尺度而言,磁力数据的观测面是一个曲面而且岩石圈磁性也呈近似的球壳或椭球壳形态分布,因此需要基于球坐标系进行     

利用垂直重力梯度异常反演海底地形的解析方法

目前,基于重力数据反演海底地形方法的主要原理是利用测深数据拟合出海底地形与重力（或重力梯度）数据之间的线性关系,这会导致对不同的海底地形会有不同的线性关系。为了克服这种不确定性的制约,本文基于长方体海山产生的垂直重力梯度的表达式,通过将研究海域进行格网化,建立了垂直重力梯度（vertical gravity gradient,VGG）与海深之间的函数关系,即关于海深的观测方程组,在此基础上,通过模拟计算,验证了观测方程组的解不仅唯一可解,而且具有较好的抗误差干扰性质。由于观测方程组受到研究海域外海山的影响（分为边界效应、远区影响）,因此,需要相应的数学方法来处理这些影响。本文将研究海域进行扩充得到扩展区域,然后在扩展海域上研究观测方程组,此时为了避免观测方程组出现奇异性,引入了正则化方法对扩展后的观测方程组进行求解,并从中截取研究海域上的海深。模拟试验表明,使用正则化方法后,边界效应对反演海深的均方根误差为0.48 m。最后,对南中国海真实海底地形进行了反演计算,将反演的海深与研究海域内的289个船测数据点进行对比,反演结果的均方根误差达到109 m。     

一种基于方差分量估计的异常定位数据实时检测方法

在分析海道测量定位数据实时处理要求和异常定位数据特点的基础上,提出了异常定位数据的一种实时检测和修复方法。该方法基于Helmert方差分量估计原理和位置预测信息构建自适应因子。实例计算表明,该方法能够在实时检测异常数据的同时有效修复动力学模型偏差,并且其效果优于采用整体预测信息构建自适应因子的检测方法和采用速度不符值构造自适应因子的检测方法。该方法更适用于海道测量中的异常定位数据的实时处理。     

一种基于方差分量估计的异常定位数据实时检测方法

在分析海道测量定位数据实时处理要求和异常定位数据特点的基础上,提出了异常定位数据的一种实时检测和修复方法.该方法基于Helmert方差分量估计原理和位置预测信息构建自适应因子.实例计算表明,该方法能够在实时检测异常数据的同时有效修复动力学模型偏差,并且其效果优于采用整体预测信息构建自适应因子的检测方法和采用速度不符值构造自适应因子的检测方法.该方法更适用于海道测量中的异常定位数据的实时处理.     

基于误差统计分析台站短水准测量数据异常

针对台站短水准测量数据趋势异常分析与判定基准的单一性与局限性问题,本文以房山台站2013—2016年测量数据为例,利用统计方法对各测段往测高差、返测高差与往返测高差中数的误差进行了归类统计并基于此生成了误差分布曲线,进而根据偶然误差的分布特征结合台站周边历史地震进行了数据趋势异常分析。结果表明,房山台站2015—2016年1—2测段与2—3测段均存在一定的数据趋势异常,考虑与其邻近区域近期频繁的地震活动有所关联。本文研究可为分析地壳形变与判定潜在地震提供参考。     

基于双天线测向的航向对准数据处理方法研究

本文研究了在动态条件下利用双天线测向方法对舰船航向的对准检查,分析了天线架设位置及舰船姿态对航向测量误差影响,提出了数据处理方法,在舰船导航系统试验中进行了应用,结果表明该方法可提高试验精度。      

基于误差补偿的中国区域加权平均温度模型研究

考虑到加权平均温度(Tm)与地表气温(TS)之间关系的复杂性,采用中国及毗邻地区80个气象探空站2003—2013年共11年的数据,结合基于神经网络的模型误差补偿技术构建适用于中国区域Tm估计的融合模型.利用中国区域其余74个气象探空站2014—2018年的数据进行验证,结果表明:融合模型的精度比传统Bevis模型提高...     

融合CNN-GRU的GNSS短基线多路径误差实时削弱方法

针对传统的恒星日滤波方法难以抑制GNSS多星座组合观测的多路径误差问题,该文提出了一种用于削弱多路径误差的卷积神经网络和门控循环单元的融合模型(CNN-GRU),通过挖掘GNSS多路径误差的深层变化规律,对短基线中的多路径误差进行实时预测和改正。实验结果表明,该模型对于BDS和不同系统间组合的多路径误差可以起到实时削弱的作用,能够显著提高定位精度。此外,CNN-GRU模型的预测结果具有良好的鲁棒性,并且不受粗差的影响。     

水下磁性目标探测中磁异常分量换算方法

为了更加准确地判断水下磁性目标空间位置及形态,有必要研究由磁场标量信息向矢量信息换算的方法.根据总强度磁异常与磁异常分量傅里叶变换后的频率域关系,推导由总强度磁异常向磁异常分量换算的公式.利用获取的总强度磁异常,结合测区地磁场方向信息,即可实现标量场向矢量场换算.采用小尺度与大尺度球体以及直立长方体磁场模型对提出方法进...     

磁异常探测中磁场矢量导数快速计算方法

目的 针对计算磁位高阶导数常用的频率域快速傅立叶变换方法在实际应用中存在边界效应的问题,提出了分别在x和y方向上移相π/2二维余弦变换定义及其时域微分定理,推导出了磁场矢量分量的导数计算公式,并将其应用于方向解析信号的磁异常边界识别方法。通过棱柱体源磁场理论数据对比分析,验证了基于余弦变换计算磁位高阶导数的方法在不需要扩边或滤波处理、未增加额外处理数据和算法复杂度的前提下,可避免或减小边界效应,算法稳定性更好,计算结果精度更高。     

基于超快速星历进行实时反演大气水汽总量的可行性研究

从GPS气象学实际应用的角度出发,能够实时获取高时空分辨率的大气水汽场是一个十分关键的问题。基于地基GPS遥感水汽的原理,利用香港地区CORS网的实际测量数据进行试验,根据IGS网站提供的不同精度的轨道信息设计了试验方案,并且比较了方案中最终精密星历、超快速星历以及气象探空站探测得到的大气可降水量序列。实验结果表明,利用超快速星历反演算出的大气水汽总量与最终精密星历一致,其精度可以满足气象预报等实时业务的需求。