导航卫星原子钟时域频率稳定性影响因素分析

分析了影响原子钟时域稳定性的主要因素,主要包括测量分辨率噪声、相位跳变和频率峰值以及能量渗漏误差和截断误差等.研究了各种影响因素对时域稳定性的影响规律,推导了数学表达式,并给出了减小影响的方法.利用模拟数据进行了计算分析,验证了所提出方法的有效性.     

重力场对飞行器制导的影响及海洋重力测线布设

重点围绕远程飞行器飞行轨道控制保障需求,开展了空中扰动引力计算和地面重力异常测量精度指标及海洋重力测量测线布设方案的分析与论证。首先通过解析和简化飞行器导航误差解表达式,定量估计了地球重力场对远程飞行器飞行轨迹的影响,并以一定量值的落点偏差为限定指标,研究论证了空中扰动引力的计算精度要求。在此基础上,通过对地面重力异常截断误差及数据传播误差的估计和分析,研究确定了地面/海面网格平均重力异常的观测分辨率和计算精度指标。以此为依据,提出了相对应的海洋重力测量测线布设方案,并通过数值计算验证了所提方案的合理性和有效性。     

一种新的综合Kalman滤波及其在星载GPS 低轨卫星定轨中的应用

针对将Kalman滤波方法应用到星载GPS定轨时，由于动态噪声和观测噪声确定不准而造成滤波的发散、污染观测值造成Kalman滤波估值的扭曲及计算舍入误差可能带来协方差阵的不正定性等缺陷，提出了一种新的综合Kalman滤波方法。该方法用拟准检定法准确地探测和修正量测方程中存在的粗差；用UD分解算法克服了数值的不稳定性，改进了计算精度；用Sage自适应滤波器克服滤波器的发散。算例结果表明，这种综合卡尔曼滤波方法具有数值稳定性好、较强的自适应性和较好地削弱粗差影响等优点。     

基于超高阶重力场模型阶方差的截断误差分析

针对利用重力场模型方法计算地球外空间扰动引力的精度时,模型截断误差是主要的影响因素这一问题,该文利用重力场模型阶方差分析地球外部空间扰动引力截断误差,并与用重力异常阶方差Rapp模型进行比较。实验结果表明:在低阶低空部分,Rapp模型与实际重力异常阶方差相差最大,达到17.125 3mGal;重力场模型计算扰动引力与计算点高度有着密切联系,截断误差的大小随着高度的增加迅速衰减;当计算高度为0.2km时,使用36阶的模型计算扰动引力,截断误差达到25.957 8mGal;当计算高度超过400km时,即使用36阶模型,截断误差也可以控制在1.5mGal内。     

修正的Gram-Schmidt正交化广义逆平差方法

直接从条件方程或误差方程系数阵入手,利用修正的Gram-Schmidt正交化过程对系数阵进行三角分解,实现最小二乘求解,导出了基于修正的Gram-Schmidt正交化过程求解系数阵广义逆的数学公式和计算步骤,给出了通过广义逆表示的未知数解向量及其协因数阵的数学表达式。计算过程不仅避免了对矩阵的求逆,并从理论上解决了Gram-Schmidt正交化方法由于舍入误差的影响表现出的数值不稳定性问题,从而很好地解决了具有秩亏系数阵方程组解的不唯一性。算例结果表明,基于修正的Gram-Schmidt正交化方法可以处理包括秩亏阵在内的任意矩阵;在处理不设起算数据的变形监测网观测数据时,能够方便地获得其经典解、伪逆解或拟稳解,而不需要重复计算。     

重力异常阶方差模型精度及其截断误差分析

在评估重力场模型计算空间扰动引力精度时,对模型截断误差常采用阶方差方法。文中将6种经典的重力异常阶方差模型与现有超高阶重力场模型的阶方差进行比较,TSD模型与重力场模型的差值最小。根据重力异常阶方差模型TSD,文中分析不同高度、不同阶次利用重力场模型计算空中扰动引力时截断误差的影响。实验结果表明:36阶模型截断误差最大径向和水平方向分别为26.455 1mGal、25.946 3mGal;360阶模型截断误差最大径向和水平方向分别为9.969 0mGal、9.960 9 mGal;2160阶模型截断误差最大径向和水平方向分别为2.538 5 mGal、2.538 1mGal;2160阶模型计算空中扰动引力时,即使在低空附近,截断误差在2.5mGal以内,计算高度超过5km,截断误差可以忽略;超过400km的高度,都可以用36阶模型计算,截断误差在1mGal以内。     

缓和曲线坐标计算误差分析

通过在独立坐标系内推导缓和曲线坐标计算表达式中第n项多项式的通式，分析了计算缓和曲线坐标时，取级数展开式前n项时的计算误差，以便在线路测量计算时选取合适的n值，确保计算误差可以忽略，不影响点位的放样精度。     

矢量GIS环境下多边形叠置中位置误差的传播分析

本文首先推导出多边形叠置中两条随机边相交后交点坐标及其方差的计算通式,然后讨论了多边形叠置后交点多边形几何特征的误差状态,并给出了交点多边形物理特征的估算解析表达式,最后以三角形和五边形随机叠置为例,说明了在ＧＩＳ环境下实现交点多边形误差状态评价的具体方法。     

Meissel-Stokes核函数应用于区域大地水准面分析

为提高区域大地水准面计算精度,基于EGM2008地球重力场位系数模型分析Meissel-Stokes核函数、截断误差系数以及截断误差。选取实验区,采用移去-恢复法评价Meissel-Stokes核函数计算大地水准面的精度。结果表明:Meissel-Stokes核函数及其截断误差系数收敛速度快;截断误差小且稳定。在积分半径不易扩展的情况下,应用Meissel-Stokes核函数计算区域大地水准面,比标准Stokes计算大地水准面精度略高。     

我国5′×5′平均空间重力异常的计算及检核

阐述了适用于5种不同情况的5′×5′网格平均空间重力异常及其中误差的计算方法;给出了计算结果和误差统计;用实测值检核了各地区的推值误差,并依此估计出本次计算的我国陆地和海洋5′×5′平均空间重力异常的总体精度约为±9×10-5ms-2。     

利用TSVD参数估值变化特性确定算法截断参数

TSVD是大地测量病态问题解算的常用有效方法。影响TSVD解算效果的关键因素是截断参数,现有截断参数确定方法可提供有效的截断参数,但仍难以给出最优截断参数。以均方误差最小为准则确定截断参数是一种理论依据较充分的截断参数确定方法,但均方误差计算所需的模型参数真值在实际应用中无法获得,导致该方法难以给出理论最优截断参数。鉴于此,本文研究了基于均方误差影响下(方差与偏差联合影响)参数估值变化特性的TSVD截断参数确定方法。通过TSVD依次截掉小奇异值,获得奇异值截掉前后的方差与参数估值变化,利用两者变化分析确定偏差影响,避免依赖参数真值计算偏差,从而确定出均方误差最小理论下的截断参数。数值与应用试验结果表明,本文方法确定的截断参数可有效改善TSVD解算效果,是一种行之有效的截断参数确定方法。     

向下延拓航空重力数据的Tikhonov双参数正则化法

为了避免正则化参数对向下延拓过程可靠成分的修正影响,提出了Tikhonov双参数正则化法。引进截断参数,将法矩阵的奇异值分为相对较大的奇异值（可靠部分）和相对较小的奇异值（不可靠部分）;引进正则化参数,只对法矩阵的小奇异值进行修正,以抑制高频误差对向下延拓解的影响。采用改进的广义交互确认法（GCV）确定截断参数和正则化参数。基于EGM2008重力场模型仿真了一组航空重力数据,验证了该方法对航空重力数据向下延拓过程的有效性。     

重力三层点质量模型的构造与分析

点质量模型理论是研究区域重力场的一个非常重要的方法,本文简要介绍了点质量模型逼近区域重力场的原理,计算分析了构造点质量模型过程中系数矩阵元素的特性。以32~34N和103~105E为计算中心区域,利用EGM2008的720阶次的位系数计算出的重力异常作为观测数据,在36阶次位系数模型的基础上,构造了四层点质量组分频段从低到高来逼近该区域重力场。数值试验的结果表明：三层点质量模型效果较好,点质量模型计算的扰动重力在径向上的截断误差优于2 .     

解算大地测量主题正算问题的两种数值方法

大地测量主题正算问题是一个古老的课题。采用贝塞尔方法时,解算中对椭圆积分方程的求解,一般均采用简单迭代法,且未给出该方程近似解的误差估计公式。针对以上问题,本文提出两种算法,并给出其误差估计公式。又在DJS030计算机上通过实际计算验证了方法及其误差估算公式的正确性。两种算法在长距离大地测量主题解算时,计算效率较简单迭代法均有所提高。     

A Meissl-modified Vaníček and Kleusberg kernel to reduce the truncation error in gravimetric geoid computations

A deterministic modification of Stokes's integration kernel is presented which reduces the truncation error when regional gravity data are used in conjunction with a global geopotential model to compute a gravimetric geoid. The modification makes use of a combination of two existing modifications from Vaníček and Kleusberg and Meissl. The former modification applies a root mean square minimisation to the upper bound of the truncation error, whilst the latter causes the Fourier series expansion of the truncation error to coverage to zero more rapidly by setting the kernel to zero at the truncation radius. Green's second identity is used to demonstrate that the truncation error converges to zero faster when a Meissl-type modification is made to the Vaníček and Kleusberg kernel. A special case of this modification is proposed by choosing the degree of modification and integration cap-size such that the Vaníček and Kleusberg kernel passes through zero at the truncation radius. Received: 14 October 1996 / Accepted: 20 October 1997     

纳伪概率可控的四舍五入法及其在RTK模糊度固定中的应用

RTK模糊度固定通常采用序贯四舍五入方法,该方法只固定能可靠固定的部分模糊度,因此控制四舍五入的纳伪概率是实现RTK可靠性的关键。从含多个备选假设的假设检验理论出发,研究纳伪概率可控的四舍五入方法,根据风险水平和实数解的质量自适应地确定四舍五入取整区域,从而有效地控制整数固定的纳伪概率。并结合GNSS应用中两种特殊情况,发展两种简单实用的应用策略。采用基线长94.6 km的CORS站GPS双频数据进行网络RTK模糊度固定试验,分析本文纳伪概率可控的四舍五入方法的效果。结果表明,纳伪概率可控的四舍五入方法的固定率与传统四舍五入方法的固定率相当,且较传统方法更能有效地控制纳伪概率,提高整数解的可靠性。     

A method of evaluating the truncation error coefficients for geoidal height

Neglecting distant zones in the computation of geoidal height using Stokes' formula gives rise to some truncation error. This truncation error is expressible as a weighted summation of the zonal harmonic components of the gravity anomaly. Making use of the well-known properties of Legendre polynomials, a compact method of computing these theoretical coefficients has been developed in this paper.     

P范分布的实数阶与对数矩估计法

从参数估计的精度和算法的复杂度出发,对P范分布参数的估计方法进行了改进。根据误差分布的实际情况,引入实数阶和对数矩估计方法,建立了P范分布的参数估计的实数阶矩估计方法。首先,利用实数阶矩估计法,导出了形状参数p与实数阶阶数r的关系式,对形状参数的选取给出了相应的建议;其次,改进矩估计理论,利用对数矩估计方法导出了形状参数、期望及中误差的非线性估计公式,消除了函数截断误差对参数估计值计算的影响,并利用迭代算法给出了相应参数的解算方法和计算流程;最后,用一个模拟算例和两个实测算例分析了实数矩、对数矩和极大似然估计3种估计方法的稳定性和精度。结果说明,本文提出的矩估计方法在稳定性、精度和收敛速度等方面均优于极大似然估计方法,推广了现有的误差理论。     

大型桥梁线形控制监测技术应用与研究

本文以大型铁路桥梁建设线形监控项目为研究对象,探讨线形控制监测的目标意义和技术方法,建立仿真模型进行计算分析,利用测量监测技术对影响线形和受力的参数进行现场采集,并对具体的监控方法和过程进行了详细介绍。经现场监测数据与理论计算值进行比较分析,各施工阶段高程控制准确,高程误差在控制范围内,主梁控制截面应力变化规律与理论计算一致,符合线形控制的预期目标。     

基于近景摄影测量的基坑土方量计算及精度评价

土方量的计算是工程建设中的重要环节,计算精度将对合理选择施工方案有很大影响。针对传统土方量测量方法外业任务繁重、作业复杂、不能快速计算等问题,提出一种以非量测数码相机、多基线数字近景摄影测量为基础,通过获取DTM数据来计算土方量的方法。研究表明,与传统测量方法相比,计算结果误差小于5%,满足土方量计算的精度要求。也验证了近景摄影测量用于土方量计算的实用性和可行性,为快速、精准计算土方量提供了可靠途径。