利用垂线偏差计算高程异常差法方程的快速构建方法

利用垂线偏差等重力格网数据平差计算高程异常差时,施加少量GPS/水准点进行控制,可以确定区域似大地水准面,但是采用传统方法在构造法方程时,需要对系数阵的每个元素逐一进行操作,并全部或者对角存储系数阵,具有计算速度慢、占用内存高等问题。为此提出了在平差解算中对系数阵先进行矩阵分块(操作单元为分块矩阵),再稀疏化处理(仅存非零元素),最后拼接的方法,实现了法方程阵的快速构建及解算。实验表明,相比于传统方法,该方法的计算效率提高了至少两个数量级,并且可快速解算传统方法在一般计算机上难以解算的平差问题,对于解算比较规则的格网数据平差问题具有一定的参考与借鉴意义。     

一种快速有效的大数据区域网平差方法

针对摄影测量影像来源多样化、复杂化、大数据化等趋势,传统区域网平差算法在应对当前复杂多变的数据来源,矩阵排列毫无规律的法方程结构以及大数据量带来的高内存需求和低计算效率等问题上,遇到了前所未有的挑战,为了解决上述难题,本文引入了预条件共轭梯度法以及不精确牛顿解法求解区域网平差过程中的法方程,同时使用一种块状法方程系数矩阵压缩存储格式,构建了全新的区域网平差技术流程。本文方法避免了直接对法方程系数矩阵的求逆,压缩了法方程系数矩阵所需的内存空间,使得本文算法比传统算法所需计算机内存空间大幅减少,平差计算速度明显提升,同时保证了计算精度与传统方法相当。初步试验证明,本文方法对4500张影像、近900万像点数据的平差计算在普通电脑上仅需要约15min,且计算精度达到子像素级。     

大三角网的分组平差法

本文的主要目的,在追求有效地、系统地处理大三角网的整体平差问题的办法,使之达到（1）计算的大量分工（2）计算简单,机械化（3）保证结果的精度均匀（4）当三角网逐次扩大时,原来的平差计算与结果永远可用（5）各种独立平差了的图形网的有效连接,成一整体（6）利用角方程的独特结构,编制成表,免去平差中这一部分的计算工作（7）高速度计算机的利用全文各节均利用分裂矩阵的办法,来达到分组演算的目的。第一节将大三角网各法方程未知数的系数所阻成的矩阵A,分裂成四个子短阵,而求其逆矩阵k=b_0+b_1+b_2+b_3+…+b_n这一办法收敛不快,但计算非常机械,正适宜于电子计算机与纸片打扎计算的使用,虽收敛上有小的缺点,但不因此而减少它在平差中的重要意义。第五节将法方程作几次分组,各组分别近似求未知数的值。经过58个法方程试验的结果,由6人计算约3天即可全部答解完毕。而且答解精度不受限制,随我们的要求而决定。这对于测量平差工作于时间与分工上显示了它不可忽视的作用,它开辟了大规模三角网整体平差的另一条非常优秀的道路。A~(-1)的求得,即Ak=ω的解k=A~(-1)ω的求得了。如果再加新方程时,以此时求得的A~(-1)当成A_(11)~(-1),新增的方程当成A_(22),以同一的办法再求污A~(-1)来     

三角网的混合间接观测平差法

当平差一个按方向观测的三角网时,平差方法一般有下面三种类型：第一类型是条件观测平差法,其中也包括带有未知数的条件观测平差法;第二类型是以三角网中观测方向的定向角及三角网中某些几何量（三角点的坐标、三角边的边长和方位角等等）作为未知数的一般间接观测平差法,其中也包括带有条件的间接观测平差法;第三类型是以三角网中观测方向的定向角,和当三角网按第一类型条件观测平差法平差时的部分条件式的联系数,作为未知数的间接观测平差法,属于这类型的有：阿湼尔平差法和弗利特里希平差法等。本文将叙述一种混合间接观测平差法的基本原理,这种平差法是以三角网中观测方向的定向角、三角网中某些几何量（三角点坐标、三角边的边长和方位角等）以及当三角网按上述第一类型的条件观测平差法平差时的某些条件式的联系数作为未知数的间接观测平差法。这种平差法可以看作为上面第二、第三两种类型平差法的混合。因此这种平差法亦综合了这二种类型平差法的某些优点,主要表现在法方程式数目少（有时少得很多）和便于分区平差。这种平差法可能适用于按等权方向观测的三角网平差,如：具有复杂图形的城市三角网、大规模的天文大地网、Ⅱ等补充网和某些插点的平差。     

平方根法在分区多组平差中的应用

大规模三角网平差，必然导致解算阶数较高的线性方程组，如果对这类方程进行直接解，分块平方根法比高斯约化法优越。这种方法不但计算程序紧凑，而且可以充分利用累积运算。我国天文大地网采用条件联系平差法所组成的法方程〔3〕，也是采用这种方法进行解算。本文着重介绍这种方法在分区多组平差中的应用，以便在实际工作中加以推广运用。     

区域网空中三角测量数据平差计算效率提升策略

针对光束法空中三角测量区域网平差数值计算中计算量占比很大的法化方程组系数矩阵,提出了一种摄影区域影像片号编排下的法化方程组系数矩阵降维精简策略,可以有效降低数据处理的时间复杂度和空间复杂度,从而明显提升平差计算效率。利用实际作业数据进行了计算效率试验,与常规空中三角测量区域网数据平差相比,计算效率提高了近11倍。     

GPU并行区域网平差

为了进一步解决大数据量带来的平差效率低下的问题,引入GPU并行计算技术,同时使用预条件共轭梯度法以及不精确牛顿解法求解区域网平差过程中的法方程,构建了适用于GPU并行计算的全新的区域网平差技术流程。本文方法避免了存储法方程系数矩阵,而是在需要的时候实时的计算该矩阵,使得本文算法相较于传统的算法所需的计算机内存空间大幅减少(仅需要存储平差原始数据即可),平差计算速度明显提升,同时计算精度与传统方法相当。初步试验证明,本文的方法在普通电脑上仅需要约1.5min即可完成对4500张影像、近900万像点数据的平差计算,且计算精度达到子像素级。     

试用数字电子计算机进行二等网的平差

1959年10月,试用数字电子计算机直接解算三角网平差中的误差方程,现将解算的情况简述如下。（一）解算的问题解算的问题为二等补充三角网,按角度进行间接观测平差,网中共有待定点12O个,网的周围共有固定点42个。误差方程的总数为872个,所有式中的系数和自由项都是预先给定的。试验的任务在于直接由误差方程式按最小二乘法原理求出各待定点的坐标改正。     

具有奇异主子矩阵的法方程式的处理方法

在应用电子计算机进行平差计算时，为了使计算程序更具有规律性，常常采用附有条件的间接平差法或附有未知数的条件平差法。此时，在某些情况下，所得到的法方程式系数矩阵本身是非奇异阵，但它的某些主子矩阵是奇异阵。如果按高斯约化法解算这种法方程式，其约化系数就会变为0，使方程不能继续约化解算下去。因此，需要对这种法方程式作一定的处理，使之能够继续解算。     

秩亏水准网平差公式的一维表达式

秩亏水准网按附加条件法平差的法方程系数阵和参数先验权阵具有对称特性,利用此特性和水准网附加矩阵的特殊形式,以及文献［２］中给出的线性方程组未知数及其函数、系数阵逆阵计算的一维公式,可导出秩亏水准网按附加条件法平差的一维平差计算公式,使秩亏水准网平差计算和程序设计简单易行。     

多次计算可靠性矩阵Q_vv·P的逐次递归快速算法

在平差系统的质量分析和优化设计以及粗差检测等许多问题中，都需多次计算对可靠性研究至关重要的幂等矩阵Q_(vv)·P。本文推导了Q_(vv)·P之元素与权矩阵P之元素的微分关系式，据此又导出了相应的函数关系式，最后提出了当观测值的权阵P改变时，利用先前的Q_(vv)·P计算新的Q_(vv)·P的逐次递归法。实验表明，逐次递归法有较常规方法高得多的计算效率。     

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...     

一种改进的水准网条件平差算法

在实际工程应用中,水准网网形复杂多样,当进行平差时,间接平差未知参数个数选取要求高,条件平差方程建立不唯一,针对此类问题,本文提出了一种利用传递数矩阵建立条件方程的算法,判断水准网中的水准路线和水准点是否是已知值,依据传递数矩阵运算规则,确定条件平差中的系数矩阵和常数项矩阵,并利用2个算例进行分析比较,证明了所提算法的有效性。     

变形观测水准网严密平差及其简易计算法

近年来有关变形观测水准网（即自由水准网）平差方法的文章发表较多，大多采用广义逆矩阵、伪观测值等方法来解决误差方程和法方程系数秩亏的求逆问题。虽然分析网中各控     

我国天文大地网平差介绍

作者曾在本刊1981年十卷一期上对我国天文大地网平差作了部分介绍〔1〕。其主要内容有：概况，用条件联系平差法进行我国天文大地网整体平差的基本原理；用转换系数法计算约化联系方程；用加常数法处理分区法方程秩亏问题等。本文是该文的继续。将继续介绍用转换系数法计算V~TV值和平差值函数的方差协方差矩阵的方法；加常数法的数学原理；天文大地网平差中若干技术问题的处理以及平差结果的检定等。     

基于稀疏矩阵技术的光束法平差快速算法设计

首先给出光束法平差法方程式及其改化形式的一般化公式,并说明各系数矩阵的实际意义,从而可以方便地借助稀疏矩阵技术直接组建并存储各系数矩阵。其次,详细介绍如何设计一种可行的、高效的,集一般的光束法区域网平差、多片空间后方交会、多片前方交会和自由网平差于一体的快速平差算法。最后通过多组数据说明算法的可行性和高效性。     

平差元素的选择(提供讨论)

1．本文首先叙述了一些基本概念：即采用完全方向观测法或全组合测角法时,以测站平差后的方向作为平差元素（即按方向平差）是严格的;以测站平差后的角度作为平差元素（即按角度平差）则是不严格的。但将测站平差后的所有角度作为观测角而进行带权的平差,则又是严格的。由此引出一个结论,即不管采用何种观测程序,只要测站平差后各方向的权数相同,别在这种网形中,按方向平差与“顾及测站条件和权的角平差”是一样的。2．根据上述结论,作者导出一个按方向平差的要求的表达式,这一表达式是以角度改正数来表示的,这样就便于和角度平差的要求进行分析比较。3．根据分析比较并结合一些实际计算资料,提出平差大面积三角锁网时对于平差元素选取的意见,对于小面积三角网的平差元素的选择,也提出了一个简单的判别法。以上意见是初步的,在于提供参考。     

旋转多基线摄影光束法平差法方程矩阵带宽优化

提出了一种对近景旋转多基线摄影影像进行重新排序编号从而优化光束法区域网平差法方程系数矩阵带宽的方法。首先,根据影像间的相互联系及其地面覆盖范围,计算每张影像的等效摄站位置;然后根据等效摄站间的坐标关系对其进行重新排序编号,得到各影像的逻辑顺序;最后借助影像的逻辑顺序求解平差法方程系数矩阵实际带宽值。试验结果表明,通过上述方法求出的带宽相对于按照影像原始摄影编号计算出的带宽值有很大改进,一定程度上提升了近景旋转多基线摄影实际应用中计算机的运算效率,减少了平差运算对计算机内存的消耗。     

总体最小二乘用于线阵卫星遥感影像光束法平差解算

顾及像点观测方程的系数矩阵中存在随机误差,提出了基于总体最小二乘的线阵卫星遥感影像光束法平差模型。在假定像点观测误差和系数矩阵误差均为独立、等精度分布的基础上,利用拉格朗日条件极值法推导了包含外方位元素虚拟观测方程和控制点误差方程的总体最小二乘光束法平差算法的具体公式和计算方法。该方法利用方差分量估计确定各类虚拟观测值的方差,可求解包含多类虚拟观测量的平差问题,并可用先验信息或岭迹法确定系数矩阵观测值的权比例系数,从而克服了现有总体最小二乘虚拟观测方法不能处理多类虚拟观测值的不足,确保了光束法平差可正确有效求解。分别利用模拟算例与两组真实影像进行了试验验证。结果表明,相比于常规最小二乘虚拟观测法以及现有总体最小二乘虚拟观测方法,本文方法具有更高的求解精度与适应性。相较于传统线阵卫星遥感影像光束法平差方法,本文方法可以获得更高的平差计算精度。     

无偏的自由网平差

用广义逆矩阵一般可以证明,具有奇异法方程矩阵特征的自由网平差,其一般解是有偏的,因而不可佔计谝桓鲎杂纱蟮夭饬客?对任何类型的亏量(原点,定位,尺度),算子的形成可使有偏参数变换为无偏参数。线性独立可估参量的数目可在观测方程内由其系数矩阵的秩确定。根据Moors-Penrose逆或伪逆,它具有最小二乘最小范数的特性。算例表明有偏结果多么矛盾:没有任何固定高程而可预测各个绝对高程值;一个纯角度网的尺度也可以确定。因此,一个原先已知为无偏可估参数的平差似乎是可能的。本文为两种方法(带有奇异法方程矩阵加变换的自由网平差以及对可估参数直接平差的方法)给出“可互换”的条件。