形变分析中权矩阵的确定

介绍了形变分析中经常采用的两种方法:直接法和间接法.针对形变分析中关键的形变参数及其精度估计问题,提出了改进间接分析方法,即采用验后方差估值和协方差矩阵重新定义间接法中伪观测值的权矩阵.通过分析和算例表明,改进以后的间接法计算得到的监测网的形变量更能准确的反映实际形变情况.     

导线网间接平差算法分析与实现

本文基于间接平差模型,定义了导线网平差程序设计中数据格式,分析了近似坐标自动概算、误差方程构建以及法方程生成3个关键问题,给出了构建法方程的两种方法:基于误差方程系数矩阵B、常数项矩阵L及权阵P的间接法与逐观测值法化的直接法。结合定义的数据格式,设计了近似坐标自动概算与法方程生成的程序实现算法,用实例验证了算法的正确性及可行性,并对两种方法在计算中所耗费的计算资源进行了分析。     

地壳垂直形变模型的研究

本文重点研究了建立整个形变区域的形变速率曲面和形变加速率曲面,同时也研究了求这两种曲面的方法(基于多元逐步回归分析的间接法和直接法),从而使我们对整个形变区域有一个形变的整体概念,也使我们能方便地得出形变区任何一个已知其平面位置的点在任一观测期内的形变量。     

影响三轨法D-InSAR形变测量的相位测量误差定量分析

从三轨法D-InSAR基本原理和数据处理流程出发,分析讨论了相位测量误差对三轨法D-InSAR形变测量精度的影响,详细给出了相位测量误差对三轨法形变测量影响的定量关系式。从定量分析中可以看出,基线比是造成相位测量误差对三轨法形变测量精度影响的一个关键因素,同时,卫星视角也是影响三轨法形变测量的一个比较重要的因素。     

短基线集形变模型反演的正则化解算方法

针对短基线集形变模型反演中法方程系数矩阵呈病态的问题,提出一种正则化稳健解算方法。该方法基于Tikhonov正则化理论,将形变速率求解问题转化为极小化问题,根据L-曲线法选取正则化参数,考虑最小二乘残差各个分量间的关系选取正则化矩阵,实现短基线集形变模型反演的稳健解算。分别采用LS法、岭估计法和Tikhonov正则化法对覆盖北京地区的29景ENVISAT ASAR数据进行处理,反演出研究区沉降速率图。通过对代表不同沉降情况的21个点的均方误差值和时间相干值、整个研究区的均方误差图等的对比分析,表明本文提出的短基线集形变模型反演的正则化稳健解算方法可获取更可靠的形变监测结果。     

水准监测网的分段速率整体平差

本文介绍了一种整体处理水准监测网多期复测资料的分段速率整体平差法。该法可在统一基准上整体解算各分时段的形变速率，反映出垂直形变场的整体动态变化过程。其平差模型是一种通用的水准网间接平差模型，可包含原有的静态平差和速率动态平差模型。本文还分析了该模型的有关特点，介绍了在平差计算中解巨型法方程式的算法和编程，并给出了算例。     

约束秩亏间接平差模型的虚拟观测算法

约束秩亏间接平差模型的法方程系数矩阵为分块矩阵,其左上角的子块矩阵秩亏,因此无法直接计算分块矩阵的凯利逆矩阵.利用矩阵运算,构建一个能直接求凯利逆的分块矩阵,进而推算出约束秩亏间接平差模型法方程系数矩阵的凯利逆的直接显性表达式.提出将约束条件看作虚拟观测,和原有的秩亏间接平差模型组合成新的误差方程,再和约束条件组成约束...     

水准监测网的分段速率整体平差

本介绍了一种整体处理水准监测网多期复测资料的分段速率整体平差法。该法可在统一基准上整体解算各分时段的形变速率，反映出垂直形变场的整体动态变化过程。其平差模型是一种通用的水准网间接平差模型，可包含原有的静态平差和速率动态平差模型。本还分析了该模型的有关特点，介绍了在平差计算中解巨型法方程式的算法和编程，并给出了算例。     

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。     

SAR干涉图降噪的稳健协方差矩阵分解法

干涉图降噪在InSAR技术应用中发挥着重要作用,若降噪效果不好将引起干涉图相位解缠的误差,并进一步导致DEM或形变结果的错误。由于干涉图分辨单元的信号(相位)是由分辨单元内多个散射体的回波信号(相位)叠加而成,本文针对单一主导散射体的散射模型(永久性散射体模型)和只考虑一种散射机制的分布式散射体模型相位的特点,对多基线SAR数据估计的协方差矩阵采用特征值分解的方法来分离相位中的噪声,通过提取最大特征值对应的特征向量(相位),从而实现干涉图降噪的目的。而对于协方差矩阵估计时引入的异质点,本文采用了一种稳健的协方差矩阵估计方法。通过覆盖山西清徐地面沉降形变区的8景真实TerraSAR数据试验验证了该方法的有效性。结果表明该方法比改进的Goldstein滤波方法在相干性提高、有效目标点增加两方面均有显著提高,特别在低相干区域由于相干点的增加也获取了更多的形变监测信息。     

用遗传算法搜索GPS单频单历元整周模糊度

介绍了短基线利用单频单历元双差载波相位定位时模糊度固定的基本理论，探讨了利用遗传算法快速搜索GPS单频单历元整周模糊度的一些理论和实现的方法．提出了用改进的正则化方法改善浮动解来提高搜索成功率的新思路。算例分析表明，在一定的条件下．应用遗传算法搜索整周模糊度成功率高、稳键性较好。     

GPS连续运行参考站网络的解的精度及其稳定性研究

利用澳大利亚的维多利亚GPS连续运行参考站网络的原始观测数据、GPS精密数据处理软件和统计分析方法,对GPS网络的解的精度(CORS)及其稳定性与所用的数据量之间的关系进行了深入研究。结果表明：(1)解的精度与数据量之间存在密切的相关关系,其关系可以用非线性回归方程来表示;(2)数据量从1h增加到6h,解的精度随着数据量的增加而迅速提高,而在数据量大于6h以后,提高的速率较为缓慢;(3)对于平均基线长度为数百km、最长的基线边超过1000km的GPS连续运行参考站网络,其在6h以内的解的精度和稳定性不高,不宜用于高精度的测量与定位服务,当数据量达到12h以后,解算结果及其精度趋于稳定,24h解(单日解)具有很高的稳定性,其坐标精度优于5mm;(4)GPS网络的解随着数据量的增加而收敛于单日解。     

Bursa模型用于局部区域坐标变换的病态问题及其解法

GPS应用经常涉及坐标变换。用局部区域的GPS网数据求解的3维坐标变换模型的转换参数时,求得的转换参数特别是平移参数的精度较差。这是由于GPS网的范围太小,引起平移参数与旋转参数间存在强相关性,导致解算模型病态。正则化解法是求解病态方程的有效工具,本文探讨用正则化方法解算小范围GPS网3维坐标变换的转换参数,以提高转换参数的解算精度,扩大参数的使用范围;给出只对平移参数进行正则化的计算模型。500次模拟计算结果表明:正则化解参数转换外围点坐标的精度在统计上明显优于最小二乘解;且随外推距离增大,精度几乎成线性降低。     

非线性模型参数估计的直接解法

提出了非线性模型参数估计的直接解法。该方法不仅不需迭代,而且由于顾及了二次项和三次项的影响,参数估值的精度优于传统的线性近似时参数估值的精度,且易应用传统的精度评定理论进行精度评定。     

多GNSS系统组合PPP定位精度评估

采用MGEX网提供的GPS、GLONASS、BDS、GALILEO四系统双频观测数据,以CODE、GBM、WUM、GRG精密产品进行了静/准动态模式下多系统组合无电离层延迟PPP浮点解与整数钟法固定解实验。结果表明多系统的组合提升了定位精度,尤其是GLONASS的加入效果最明显,CODE与GBM产品的解算精度优于WUM、GRG产品。部分模糊度固定相比全模糊度固定的效果显著,模糊度固定明显缩短了PPP收敛时间,在静态模式下相对浮点解精度提升10%以内,动态模式下E方向与U方向精度提升效果最好。     

利用序列平均的高精度GPS基线解算模型

系统分析了改进随机模型和改进函数模型两类GPS基线解算模型的优缺点,在此基础上,提出了一种基于序列平均的高精度GPS基线解算模型,即采用动态单历元技术进行静态基线解算,充分利用多路径效应的低频特性,采用小波变化理论,对坐标序列进行多路径效应的去除,提取低频残差项进行序列平均,得到基线向量解。同时,以动态坐标序列为依据,对出现粗差历元或者卫星进行处理,有效弥补了仅采用残差序列进行粗差判断的不足,提高了基线解算的精度和可靠性。实验表明,新模型可以更为有效地削弱多路径效应的影响,而且对于较短的观测时间尤为突出;结合坐标序列和残差序列,能更为有效地进行粗差的探测和去除,提高基线解的精度和可靠性。     

SNREI地球形变理论模拟研究进展

获取固体地球在内外力驱动下的形变特征是认识地球内部结构和动力过程的关键,全球和区域形变的观测与研究是高精度时空基准建立和维持的重要内容之一。本文系统介绍了地球形变理论模拟研究的主要进展,重点介绍了大气、海洋、陆地水和热在地表的负荷效应,以及内部的地震位错产生的形变问题。内容涉及基本的地球(热)弹性变形的初边值理论,及其有效求解方法与计算过程中遇到的困难及解决方案。最后在弹性形变的基础上,结合现今观测精度不断提高和人类活动对环境影响的背景,展望了未来在地球形变理论上的发展需求与应用前景。     

北斗卫星导航系统的毫米级精度变形监测算法与实现

研究了北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)毫米级精度变形监测算法。首先改进了TurboEdit方法,以能够探测到1周的小周跳;针对BDS星座结构给出更为高效的独立双差观测值搜索方法;对于模糊度固定,采用决策函数和序贯模糊度固定相结合的方法。在此基础上,研制了BDS变形监测软件。最后,利用变形监测试验平台的实测数据,从星座分布、解算精度等方面分析了BDS在变形监测中应用的可行性。结果表明,目前在试验区域内BDS与GPS在卫星几何分布等方面基本相当。BDS的短基线解算精度略低于GPS,但仍可达到平面1mm以内、高程2mm以内的精度水平。     

A new GPS/BDS tropospheric delay resolution approach for monitoring deformation in super high-rise buildings

A new approach for deformation monitoring of super high-rise building using GPS/BDS technology is proposed for the case when prior coordinates are known and the baseline is short but has a large height difference. The approach is based on the ambiguity function method (AFM). Considering that the double-differenced (DD) troposphere delay residual error cannot be ignored, the relative zenith tropospheric delay (RZTD) parameter is introduced into the original AFM equation. Thus, the RZTD and 3D coordinate parameters are together obtained through the modified AFM (MAFM). Due to the low computational efficiency of conventional AFM, an improved particle swarm optimization (IPSO) algorithm is used to search the four optimal parameters X/Y/Z/RZTD and replaces the grid search method. In this study, GPS/BDS deformation monitoring data for buildings with approximately 290 m height difference were used to verify the feasibility of the proposed MAFM. Numerical results show a single-epoch average computation time of approximately 0.3 s, which meets the requirements of near-real-time dynamic monitoring. The average accuracy of the GPS single-epoch RZTD solution is better than 1 cm, the combined GPS/BDS MAFM performance outperforms the GPS-only system, and using multi-epoch observations can further improve the accuracy of the RZTD solution. After RZTD correction, GPS/BDS monitoring precision can be improved, particularly the height dimension, whose precision is improved by approximately 6 cm.