总体最小二乘的加权GPS高程曲面拟合法

针对GPS高程转换的问题,提出了一种基于总体最小二乘的加权GPS曲面拟合直接求值的方法,根据系数矩阵A列向量部分修正引入权阵PA、PX、P0,根据距待求点越近受其影响越大的特点引入权阵P,建立较最小二乘法更加合理的模型,并且可直接求得待定点的高程异常值。经实例计算证明基于总体最小二乘的加权GPS高程曲面拟合的方法更加合理,可以获得更高精度。     

GPS高程拟合的方法比较

GPS高程拟合的方法有很多,各有其优点和适用范围。本文在最小二乘估计算法的基础上,讨论主成分估计法和半参数模型估计法及各自的优点,并利用六参数模型的最小二乘估计、主成分估计和半参数模型三种拟合方法对GPS高程进行拟合,通过实例计算结果比较分析,得出半参数估计方法优于其他方法,在一定条件下精度高的优点。最后得出半参数估计方法精度达毫米级,论证了其在实际应用中的优越性。     

基于最小二乘法的车载网络RTK高程拟合精度分析

在阐述车载网络RTK测量原理的基础上,论述了基于最小二乘法的高程拟合及精度评定方法,通过实例分析道路高程数据的相对精度与绝对精度,验证了车载网络RTK应用于道路高程数据采集的可行性,可满足相关领域测图要求。     

三种综合高程异常的方法

在工程实践中,应用单一方法确定高程异常的问题存在着局限性,提出综合高程异常的三种方法,分别是经典权法、最优权法和最小二乘支持向量机回归法.通过实例验证这三种方法的有效性,最后,分析这三种方法的优缺点.     

含有DEM误差的立体正射影像对上高程量测精度探讨

在DEM支持下,通过引入投影视差光线,以数字正射影像为基础,制作立体辅助影像,并与原正射影像共同构建正射立体影像对,产生与实地相似的几何模型,进行立体观察与量测,可以量测地貌高程,是另外一种构建立体三维环境的思路.然而生成正射影像和辅助影像的原始DEM是含量有误差的.这种误差是否会对产生的立体正射影像对的高程量测结果产...     

部分变量误差模型的整体抗差最小二乘估计

部分变量误差模型(partial EIV model)的加权整体最小二乘(weighted total least-squares,WTLS)估计不具备抵御粗差的能力。鉴于粗差可能同时出现在观测值和系数矩阵中,本文在提出部分变量误差模型WTLS估计的两步迭代解法的基础上,运用抗差M估计的等价权方法,发展了一种整体抗差最小二乘(TRLS)估计方法,并采用一致最大功效统计量确定降权因子。针对WTLS估计两步迭代解法的特点,设计了两个不同的降权方案:第1个方案是在估计系数矩阵元素时,不对观测值降权,仅对系数矩阵降权;第2个方案是在估计系数矩阵元素时,既对系数矩阵降权,同时也对观测值降权。通过对模拟2D仿射变换和线性拟合实例进行计算和分析,结果表明第1方案优于第2方案,并且优于基于残差和验后单位权方差的抗差估计和现有的变量误差模型抗差估计。     

稳健估计的一种改进迭代算法

当观测值不含粗差、观测误差服从零均值分布时,最小二乘算法是最优无偏估计。若观测值包含粗差,由于最小二乘不具备抗差性,往往采用以M估计为代表的稳健估计方法,选权迭代算法是应用最为广泛的稳健估计方法之一。目前,选权迭代算法的每一步都需要对模型的稳健正交矩阵求逆,其运算复杂度是矩阵维数的三次方,在未知参数或粗差个数较多的情况下,计算量大、计算时间长。本文基于矩阵逆的运算法则,对现有选权迭代算法进行了改进,改进的选权迭代算法在迭代计算过程中仅需计算更新权阵后的解的改正项,不需要对正交矩阵求逆,显著提高了算法的效率。     

总体最小二乘平差理论及其在测绘数据处理中的应用

最小二乘法是测量数据处理的最基本、应用最广泛的方法,对于经典的最小二乘法是只考虑观测向量的误差,假设系数阵没有误差或不考虑系数阵的误差。然而系数矩阵包含误差的情况在测量数据实践中是存在的。总体最小二乘法旨在解决顾及系数矩阵误差的一种数据     

附有约束最小二乘配置的信号与观测误差的方差分量估计

介绍方差-协方差分量估计理论的研究和发展情况,讨论最小二乘配置模型信号与观测误差的方差分量估计问题。在实际应用中,考虑到未知参数间存在几何或物理约束,针对附有约束条件最小二乘配置的方差分量估计的问题,基于Helmert方差分量估计原理,导出相应的计算公式。模拟算例结果表明,利用约束条件能够改善方差分量的估计精度,验证方法的有效性。     

粗差的拟准检定法(QUAD法)

以往对付粗差的各种方法都是以余差（残差）为研究对象的。本文提出一种全新的研究思路和方法,从真误差入手。真误差与观测值有确定的解析关系。但关系式的系数阵是秩亏的。本文借鉴周江文的“拟稳平差”思想,提出“拟准观测”的概念,附加“拟准观测的真误差范数极小”的条件,解决了关于真误差的秩亏方程组求解定解的问题,推导了粗差的拟准检定法算式。该方法依据真误差估值的分布特征,检测粗差准确可靠。不仅能有效地同时定位     

融合互补仿射不变特征的倾斜立体影像高精度自动配准方法

提出一种基于最大稳定极值区域(maximally stable extremal regions,MSER)与Harris&Hessian Affine的互补仿射不变特征高精度自动配准算法。算法分3个阶段:①融合MSER与Harris&Hessian Affine互补不变特征,采用最小生成树算法选取一定数量的最优互补特征集合,基于特征的仿射不变信息实现局部图像的仿射与方向归一化,特征匹配采用多层次自适应策略,首先基于SIFT描述符的欧氏距离比率测度获得初始匹配,继而估计影像间的基本矩阵与单应矩阵,然后在双重几何约束下利用归一化互相关(normalized cross correlation,NCC)测度进行扩展匹配,以增加特征匹配数量且最大限度地消除误匹配;②通过最小二乘匹配(least square matching,LSM)使匹配结果达到子像素精度,以提高配准精度,最小二乘匹配的迭代参数初值由同名仿射不变特征间的协方差矩阵与主梯度方位获得;③基于②的匹配结果和投影变换模型,完成影像的高精度配准。针对地面近景倾斜立体影像和无人机倾斜立体影像的试验结果证明了算法的有效性。     

地形特征约束下的失真DEM修复方法

数字高程模型（DEM）在描述地形时会存在一定程度的失真现象,对失真DEM进行修复可以有效地提高其精度及保真度。本文针对DEM在描述规则地形时存在的失真现象,提出了用地形特征约束失真DEM形态结构的失真修复方法,以规则地形中的平地结构地形为例,进行了失真修复试验。首先根据地形特征确定平地地形的DEM应为平面结构,再采用最小二乘法（LS）及随机抽样一致性算法（RANSAC）对其平面方程进行参数估计,进而得到修复的DEM数据。试验结果表明,本文所提的修复方法有效可行,修复后的DEM数据不仅提高了精度,还能充分地反映原地形的地形特征。两种修复算法的修复能力相接近,当存在大量格网点时,都能达到很好的修复效果,但RANSAC更能适应高程异常的情况,鲁棒性更好。     

基于SYSTOLIC阵列的空频联合自适应调零算法

在卫星导航自适应调零天线研究领域,分为超高自由度算法方向与稳健自适应计算方向。超高自由度算法的代表是空频自适应处理(SFAP),SFAP极大的增加了自适应计算的自由度,可以提高通道失配时系统的干扰抑制度。稳健自适应计算的代表是QR-RLS算法,因为QR-RLS算法属于数据域算法,因此它对自相关矩阵条件数恶化具有很好的适应性。结合两种算法的优点,给出一种SYSTOLIC-SFAP算法。该算法在SFAP框架下,采用SYSTOLIC阵列完成QR-RLS自适应计算,具有对通道失配不敏感且收敛性能良好的特点。      

基于自适应拟合推估的最小二乘配置改进模型在地壳形变分析中的应用研究

系统论述在地壳形变场的构建过程中,以最小二乘配置模型作为基础结合自适应拟合推估法对模型加以改进的方法.通过建立自适应因子对信号向量与观测向量间的先验权比进行调整,以提高对形变量推估的准确性,防止并克服由于协方差函数选择不合理所产生的系统偏差.以川滇菱形块体GPS速度场作为实例进行对比分析,结果显示,基于最小二乘配置的自适应拟合推估模型能够更为准确地反映区域形变特征.     

系数矩阵误差对地壳应变参数反演的影响

针对地壳应变参数反演模型中系数矩阵含随机和非随机元素及观测数据存在相关性等情况,以部分变量误差（partial-errors-in-variables,PEIV）模型为基础,采用了地壳应变参数反演的加权总体最小二乘算法,该算法不受系数矩阵和权矩阵结构的限制,能够快速、有效解决系数矩阵含有随机误差的模型问题。结合推导得到的最小二乘改正项公式,对地壳反演模型中坐标点误差对反演参数求解的影响进行了分析。通过对模拟数据和川滇地区的实际数据进行处理,得出系数矩阵误差对地壳应变参数反演的影响主要受GPS站点坐标值量级以及应变参数量级的牵制。     

高纬度GNSS时间序列的自适应分析与速度误差估算

针对当前高精度地球参考框架动态维持技术研究中,国内外缺少高纬度地区GNSS测站的非线性特征专题研究的现状,采用改进的HHT算法CEEMD和自相关函数准则组合形成一套自适应信噪分析方法,分析了南北半球22个高纬度地区测站的周期特征和噪声特性,并估算了速度场误差。结果显示：N方向具有比E方向更明显的半年周期,垂直方向上,南半球比北半球具有更明显半周年和周年运动,水平方向和垂直方向上分别主要表现为纯白噪声和单纯的闪烁噪声,如果不采用合适的噪声模型,速度误差在水平和垂直方向上可分别低估15.5倍和10～1 500倍,北半球受影响高于南半球。研究表明,高纬度地区大部分测站水平方向速度场可仅顾及纯白噪声,但不能忽略有色噪声的个别影响,垂直方向上则应顾及有色噪声的影响。     

众源空中全景影像位姿的透视变换解算方法

由于缺少位姿信息,众源空中全景影像无法在地理信息空间中精确定位定向,本文提出了基于透视变换的众源空中全景位姿解算方法。首先阐述基于透视变换的球面全景空间交会方法原理,设计了位姿解算方案;其次构建了球面全景模型,使用透视变换实现了“平-球-平”模型变换;然后依据模型变换的变形特征,设计了迭代重加权最小二乘法解算位姿参数;最后以登封市纸坊水库空中全景影像为案例,验证了本文方法的可行性和可靠性。     

结合二维EMD与自适应高斯滤波的遥感卫星影像去噪

传统的遥感影像去噪方法在去除影像噪声时,往往会造成去噪后影像细节信息丢失和模糊的问题。本文将二维EMD去噪理论用于遥感影像的去噪,提出了二维EMD与自适应高斯滤波相结合的遥感影像改进去噪算法。在去噪时能够保留低频信息不变,只对影像高频信息进行二维EMD分解后的不同频率IMF分量图作自适应高斯滤波去噪,从而更好地对含噪影像进行去噪。两组试验对比分析表明：本文算法具有较大的峰值信噪比、平均梯度和结构相似性,具有较小的均方根误差;并且边缘检测结果也表明,噪声在被滤掉的同时,经本文算法去噪后的影像能较多和更好地保留原始影像的细节信息和边缘轮廓信息,具有更好的去噪效果。