形变监测网的设计与优化

本文从一般大地网优化设计理论出发,讨论了形变网优化设计的有关问题。这些问题包括:1)在概括现有网设计分类的基础上,对形变网增加复测周期设计作为4阶设计;2)在分析现有网各阶设计优化目标函数的基础上,研究了4阶设计与其解;3)给出了形变网由形变量推求应变张量和转动张量臥一般公式,并讨论了形变网的准则矩阵;4)综述了形变网设计的特点和原则,给出了形变网设计优化实施的工作流程图。     

附有等式约束病态模型正则化解的单位权中误差无偏估计

利用平差参数间合理的等式约束虽能提升病态模型解的精度,但其本质仍是通过引入正则化参数来改善模型的病态性,由于改变了观测方程的结构,所得的估值残差及单位权中误差均有偏。针对这一不足,在病态模型正则化解的无偏单位权方差估计式基础上引入等式约束条件,根据约束正则化解的残差二次型期望公式,导出约束正则化解的无偏单位权中误差估计式,并用数值算例和病态测边网算例验证其正确性。结果表明,本文公式所估的单位权中误差精度优于传统公式所估结果。     

关于现行中误差估式的修正

首先推证了现行中误差估式的有偏性,据此指出,应以中误差无偏估计作为对现行估式的修正,并给出了相应的计算公式。同时,对基于χ²检验和t分布区间估计的修正方法进行了推证、概括和评述,可供测量生产、教学及规范修订参考。     

方差估计及其在变形分析中的应用

在阐述方差估计的赫尔默特方法的基础上,本文讨论了方差估计的一些应用,得出在形变测量大地网中应用方差估计的一些分析结果。     

地壳形变测量学发展的几个问题

本文从科学管理的角度,研究并提出了地壳形变测量学与大地测量学的区别和联系,笔者认为,从学科划分上讲,应将地壳形变测量学作为大地动力学的一个分支。笔者从几个基本理论问题、需要解决的实用问题以及为地震预报及其研究服务的地壳形变网的布设原则等方面,论述了地壳形变测量学的学科发展的一些问题。     

建筑物负荷引起的地面和大地水准面形变研究

根据地球固体潮的有关理论,从物理大地测量的角度推导了建筑物负荷引起的地面和大地水准面的形变量的计算公式,并通过模拟计算,对单幢高层建筑、城市建筑群以及环形高架桥引起的附近地面和大地水准面的形变情况进行了定量分析。计算结果表明：建筑物负荷引起的地面垂直形变量要比水平形变量和大地水准面形变量大,城市建筑群引起的附近地面和大地水准面的形变量可达几毫米,对实际测量结果有一定的影响。     

大地形变测量中的应变计算

本文讨论了大地形变测量中应变计算方面的一些问题。本文说明,虽然三维大地测量技术将会在大地形变测量中得到应用,但即使采用三维测量技术,大地形变测量一般只能得到地表的倾斜与二维应变。文中给出了三维测量中边长与天顶距变化同应变与倾斜的关系式。从目前大地形变测量的实际出发,本文详细讨论了常规测量中应变计算的各种情况,指出今后会出现二维与三维大地形变测量观测值联合处理的情况。本文讨论了应变量精度估计问题,给出了详细的实用估计公式。     

基于信噪比检验的双参数岭型Kalman滤波及其在BDS星地联合定轨中的应用

将Kalman滤波病态性诊断与处理相结合,提出基于信噪比检验的双参数岭型Kalman滤波。在分析Kalman 滤波的病态性以及岭型 Kalman 滤波的缺陷后,引入信噪比统计量度量每个待估参数受病态性影响的大小,将待估参数区分为涉扰参数和非涉参数,并利用两个岭参数对两类参数进行不同强度的修正,结合广义岭估计思想给出两个岭参数的选取方法。该算法在降低状态参数估计方差的同时尽量减少岭型Kalman滤波引入的偏差。利用STK仿真5颗GEO卫星+24颗MEO卫星+3颗IGSO卫星的北斗卫星星座并进行分布式自主定轨,结果表明提出的新算法能够有效改善病态性对Kalman滤波的不良影响,且相对于岭型Kalman滤波具有更高的定轨精度。     

参考椭球面上的水平形变网平差

本文讨论了水平形变网在参考椭球面上的平差问题,以邢台地震区的水平形变网为例,说明在参考椭球面上作高精度水平形变网平差是可行的。这种平差的关键是作高精度大地主题反算,这不难用数值积分方法在微机上实现。本文采用了一种更适合于形变测量特点的在参考椭球面上平差的误差方程式。在参考椭球面上作水平形变网平差不仅可以解决大规模水平形变网的平差计算问题,而且其计算结果利于同空间大地形变测量平差结果作直接比较。此外,参考椭球面上水平位移解的一个优点是没有子午线收敛角的影响。     

基于非差与历元差分两种观测模型估计精密卫星钟差的方法比较

研究了非差与历元差分两种观测模型估计精密卫星钟差的方法,评价了分别利用两类观测模型估钟的特点。通过实际算例分析了两种观测模型估钟的处理速度与精度。计算结果表明：基于非差观测模型估计卫星钟差精度高、观测信息没有损失、可靠性高、可以实现模糊度固定,但由于未知参数多,解算速度较慢,且需要经过一段时间的收敛才能达到所需精度;而历元差分模型估计卫星钟差待求参数较少,计算效率高,且不存在收敛过程,但估钟精度比非差模型估钟收敛后的精度略低,且得不到钟差初值,需从导航电文中提取或通过其他方式获取,不过由此引起的系统性偏差,在定位时可被模糊度和接收机钟差吸收,不影响最终的定位结果。     

大地形变资料解释的某些一般问题

大地形变资料解释是一个极为复杂的问题,目前还没有用于这种解释的普遍理论和方法。本文提出和一般地讨论了大地形变资料解释中的若干基本问题。作者认为,对有关问题的广泛讨论,将有利于大地形变资料解释理论的建立和实际运用。     

测距网中两个方差因子的估计

本文介绍了用最小范数二次无偏估计(MINQUE)法进行测距网的两个方差因子估计的具体做法。结合实例讨论了应用中的几个具体问题。     

形变监测网的基准与形变模型反演

本文利用自由网位移解之间的相似变换关系,讨论了利用各种自由网位移解作形变模型反演及求形变网基准问题,说明形变网除了可以用网内的点作为基准(称为内部基准)外,还可以根据某些外部条件,例如通过形变模型反演,得到与形变相拟合的观测位移场,即以形变模型为基准的观测位移场。这类基准可以称为外部基准。把相似变换参数及水平位移旋转中心也作为反演的未知参数,可以利用形变网的任何一个自由网位移解作某一形变模型反演并得到唯一的解。这种反演方法不仅可以充分利用有形亏的重复边长、角度或高差观测资料,而且可以同时利用观测方法不同的多个独立形变观测网的位移资料。     

变形分析的Bayes估计与检验

由于观测条件的变化，观测值方差将产生随机波动。本文根据Ｂａｙｅｓ估计理论，推导了线性模型待估参数的分布函数及观测值方差估计公式，并将其用于位移检验。计算结果表明，在同样的置信度下，本方法更符合实际。文中还对参数估值的统计性质进行了讨论。     

矿区GPS网坐标转换的高崩溃污染率抗差估计

采用高崩溃污染率抗差估计,将ＧＰＳ网由ＷＧＳ－８４坐标系下的坐标转换成局部坐标系下的坐标,不仅能识别不稳定的地面基准点,而且对所产生的形变大小能作出近于实际的估计,从而保证了求得的坐标转换参数的可靠性。     

GPS城市沉降监测网数据处理方法研究

GPS技术在大地测量、维护大地坐标系和进行全球板块运动或区域地壳形变监测中已得到非常广泛的应用,但在城市地面沉降监测方面,仍存在基准选取、系统参数对高程形变影响等问题.比较了平差过程中的不同基准模型,分析了各自的适用性,讨论了系统参数对平差结果的影响,得出附加系统参数和附有约束条件的网平差计算模型,最后对西安地区布设的GPS地面沉降和地裂缝监测网进行计算,比较了不同的平差方案,得出系统参数和不同基准模型对地面沉降数据处理的影响和适用性.     

用GPS测量数据模拟中国大陆现今地壳水平速度场及应变场

基于连续介质力学理论,提出了直接利用ＧＰＳ测量资料建立地壳运动与形变模型的方法。把整个中国大陆视为由无穷多个微元集合而成的连续介质体,并假定每一个微元体的转动矢量服从统一的、连续的泰勒级数分布,由此引进一组待定参数,称之为地壳运动与形变参数。利用全国网１９９４年和１９９６年的两期ＧＰＳ观测数据,组成矛盾方程组,应用阻尼最小二乘方法,经迭代解算,得到所需要的地壳运动与形变参数。依据这些参数模拟地壳水平速度场及应变场,并将ＧＰＳ结果与地质、地球物理的研究成果作了对比分析,这些结果基本上一致,能相互印证。最后初步探讨了周边板块对中国大陆的作用。     

汶川地震地形形变监测与分析

地形形变监测与分析对于研究汶川地震对震区及青藏板块地形变化的影响有重要意义。通过收集相关监测点的汶川地震前后地形形变数据,采用统一模式进行数据处理,将震前与震后的形变监测成果归算到ITRF2005参考框架和2008.363(2008年5月12日)历元,计算得到震中区域的大地基准造成严重破坏,监测点形变位错,水平位移量达243 cm,沉降量达68 cm,隆起量达36 cm。并对汶川地震地形形变监测进行分析,认为位于"映秀镇—北川—青川"断裂带西侧块体呈现向东南方向移动并呈现隆起趋势;东侧块体向西北方向移动并呈现下沉趋势;北侧块体向东北方向移动,南侧块体向西南北方向移动,块体两侧形成了明显挤压形态。上述研究为进一步揭示汶川地震产生的机理和龙门山断裂带的活动提供了良好基础。     

非固结储水系统形变的体积互换机理及意义

从不同假定条件下质量守恒方程的物理意义分析入手，提出了反映非固结储水系统形变量与地下水补排水量关系的体积互换机理的理论，为抽注地下流体导致的地形变量的计算及允许开采量的确定提供了理论依据，阐明了储水层形变的水动力学原因在于渗流的非稳定过程。从环境地质及水文地质角度探讨了由于体积互换机理导致的非固结储水层的形变模型与水流模型耦合的必然性以及重新定义非固结储水层随时间变化的导储水参数的必要性。研究成果加深了对地层形变尤其是人类抽注地下流体导致的地层形变灾害(如地裂缝、地面沉降、井管折损等地质灾害)产生机理的理解，为进一步完善地层形变与渗流理论指出了新的研究方向。     

基于2000国家大地坐标框架的矿区坐标系统转换模型与方法

随着2000国家大地坐标系的推广使用,我国各矿山均存在大量的测绘成果坐标系统转换的任务。为了实现矿山坐标系统成果的顺利转换,在矿区首先建立基于2000国家大地坐标系统矿区控制网。并根据七参数模型和四参数模型的适用情况,从坐标系统框架建立、水准面精化、坐标转换模型、精度评定及实例分析等方面系统讨论了矿区坐标系统转换的理论与技术方法。