地壳形变分析的抗差最小二乘配置迭代解法

利用最小二乘配置进行地壳形变分析,其结果的合理性关键在于经验协方差函数的拟合.考虑到观测数据存在粗差的情况,提出基于观测值中位数初值的抗差最小二乘配置方法和基于中位参数法的抗差最小二乘配置方法.两种方法首先分别利用观测值中位数给出观测值初始权阵以及利用中位参数法给出最小二乘配置初始解,然后均在给定协方差函数参数初始值的情况下,应用合适的等价权进行抗差估计并通过迭代计算,最终获得稳健的协方差函数参数估值及最小二乘配置解.利用本文提出的两种方法以及传统方法分别对庐山地震的GPS垂直位移数据和意大利L'Aquila地震的InSAR同震位移数据进行处理分析.结果表明:相对传统方法,基于观测值中位数初值的抗差最小二乘配置方法效果更好,更具稳健性.     

基于多项式拟合模型的实测海磁数据平差处理

通过对海洋实测地磁数据和不同阶次多项式拟合模型的几何特征进行分析,提出了利用多项式拟合模型对实测地磁数据进行平差处理的方法.根据不同测线上交叉点地磁场强度差值的特点,分别采用不同阶次的多项式拟合模型对地磁数据分区进行平差处理,最后通过比较平差处理总精度值和生成的磁场强度等值线图验证了本文提出的平差处理方法的有效性.     

起算数据误差对平差结果的影响和检验

当起算数据误差较大时,应顾及它们对平差结果的影响。探讨了在起算数据误差Δλ的数学期望Ｅ（Δλ）≠０的情况下,非基准起算数据误差对未知参数平差值和单位权中误差估值的影响,同时讨论了非基准起算数据误差的检验方法。     

缓慢沉降地区沉降量的估计

通过实际和模拟例子讨论了缓慢沉降地区的监测资料数据处理问题，指出逐级平差方法有可能民沉降量估计偏差过大；在地面沉降较为缓慢时，这种偏差甚至会导致对地面沉降的错误结论。最后提出了改进方法。     

地壳形变监测中的水准与重力资料联合解算

重复水准测量提供了点位高程变化的重要几何信息,但水准测量本身又受地球重力场的影响,在水准观测值中同时含有重力场的信息．重复绝对重力测量或相对重力测量提供了丰富的局部重力场的信息,由于点的重力值随高程变化而变化,因此,它们同时也含有点位高程变化的信息．经典平差方法将两类观测值分别解算,将互补的信息作为干扰加以改正,或作为噪声处理,这不仅丢失了有用的信息,而且有损于成果的精度． 本文在整体大地测量框架内构制了这两类观测值的联合解算模型,给出了解算方法,研究了形变场的拟合和预测问题,并用实例进行了验证,得到了一些有益的结果．研究表明:联合解算可同时给出地面点的高程及其变化率和局部重力场的参数及其变化率,有利于信息的提取;联合解算的精度优于单独解算的结果;秩亏抗差解和拟稳抗差解分别优于相应的非抗差解;拟稳抗差解算方法自动选择拟稳点,有效地抵制了粗差和形变异常对起算基准的干扰;对于多期复测的资料,使用动态拟稳抗差估计,不仅能动态地寻找可靠的拟稳点,而且能保证动态变化参数免受或少受各历元观测粗差的干扰,可明显地提高动态参数的验后精度;当点位丰富时,建立形变模型并据此内插未测点的变形和推测某个时刻地壳的形变状态也是可行的．      

地球物理抗差估计和广义逆方法

为进行观测数据误差较大的地球物理资料的反演,引人抗差估计,称作地球物理抗差估计;为使病态方程组的反演解更可靠,又结合广义逆方法进行了算法改进．首先介绍抗差最小二乘（ＲＬＳ）的基本原理,然后推寻出适于广义逆反演方法的改进算式,最后举例加以讨论．分析表明,抗差估计可以有效地抑制地球物理观测异常的影响,得出正常模式下的较好估计值;而用改进后的算式和广义逆反演可以使反演解更加改善,不仅如此,改进后的方法还能直接给出解估计的可靠性评价．     

全国重力联网和精度评定

本文以收集现有全国各省地震局流动重力测量资料和图件为主，结合大区域联测资料，用绝对重力点控制联网并进行统一平差。平差程序采用经典相关间接平差方法，以压缩存贮方式解算法方程。计算结果表明：全国重力网段差平均精度为０．０１０７×１０－５ｍｓ－２。辽宁地区点值精度最高为０．０１９×１０－５ｍｓ－２，一般为０．０２０×１０－５－０．０３０×１０－５ｍｓ－２。     

附合重力网的严密平差

本文首先证明了传统的强制符合条件平差法已不适用于现代高精度附合重力网平差,而应根据相关分组平差原理将控制网起始数据作为具有先验精度的虚拟观测值与附合网观测值一起进行平差,其结果与对控制网和附合网实行不等精度一并平差等价.按长段差法组成相对观测方程能获得较高的重力值和仪器格值线性项求定精度.本文推导了有关数学模型,并通过算例对这种平差方法的结果和精度进行分析讨论.      

卫星精密轨道综合自适应抗差滤波技术

首先讨论了动力定轨、几何定轨存在的问题, 进而简要介绍了目前广泛使用的Sage自适应滤波和抗差滤波, 研究了一种综合利用Sage滤波和自适应抗差新的滤波技术. 该技术除自适应地估计卫星状态预报向量的协方差矩阵外, 还能自适应地估计任意历元观测量的权. 计算结果也表明, 新的技术不仅计算简单, 而且能有效地控制卫星几何观测异常和卫星动力学模型噪声异常对卫星轨道参数估值的影响.     

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。     

基于GNSS网络的实时精密单点定位及精度分析

基于局域GNSS网络,以历元间、星间差分技术实时估计了GPS卫星相对钟差的历元间差值;针对所估计实时精密钟差的特征,推导了实时精密单点定位的估计模型.对所估计得到的相对钟差的历元间差值、实时定位结果分别进行了比较、分析.结果表明,相对钟差的历元间差值与IGS的最终星历相比其精度可以达到0.08 ns;每小时观测的实时静态定位结果在N、E、U三个方向的精度分别为1.47、3.62、4.09 cm.动态模式,实时结果在N、E、U三个方向的精度分别为2.63、3.82、5.20 cm.与采用IGS最终轨道和钟差解算的结果相比较,实时计算结果优于采用精密轨道和精密钟差计算结果.     

粗差的自动定位与剔除：鲜水河断裂带水平形变监测网的可靠性分析

讨论了多粗差的定位方法－“向前、向后”探测法，并编制了相应的平差计算程序，对鲜水河断裂带上具有代表意义的虾拉沱小测边网和老乾宁小测边网进行了粗差探测与自动剔除，结果表明效果显著，方法简单、有效。     

复测水准网动态平差及其在川滇地区垂直地壳形变中的应用

以1995—2016年川滇地区实测水准资料为例,分别采用动态经典平差、拟稳平差、伪逆平差和GPS速率约束平差4种平差方法进行平差计算,分析探讨4种平差方法在水准网平差处理时的适用条件及优缺点;最后分析了1995—2016年川滇地区的地壳垂直形变特征。结果表明:①在条件具备的情况下,GPS速率约束平差优于动态经典平差、拟稳平差和伪逆平差,主要体现在GPS速率可知、平差后速率误差明显减小,且能有效地抑制误差的传播与积累;而拟稳平差、伪逆平差虽优于动态经典平差,但同样存在着基准假定的问题;②1995—2016年川滇地区整体处于差异隆升阶段,只有四川盆地、滇西北和滇南少部分区域下沉,跨断裂剖面结果显示几条断裂带以继承性运动为主。     

多期复测水准网和重力网的动态联合平差

在利用重力测量结果研究地壳垂直运动时，重力－高程因子的确定是一个重要研究的问题。本文提出利用多期复测水准网与重力网动态联合平差的方法，同时求解地壳垂直运动速率和重力－高程因子。利用此方法对北京地区１９８３－１９９１年的水准和重力复测结果进行了计算，结果表明：两类不同观测值的权比配置是恰当的，平差模型是正确的，重力－高程因子的分布符合一般规律。     

抗差自适应Kalman滤波在动态变形监测中的应用研究

抗差自适应Kalman滤波算法中,抗差等价权矩阵和自适应因子的计算,要求观测信息具有多余观测量且准确可靠,但在动态变形监测应用中,通常滤波观测值仅为三维坐标且存在较强噪声和粗差的影响。为此,先对该算法中的自适应因子和抗差等价权矩阵的计算进行研究和改进,然后计算了某高速公路边坡的GPS动态监测数据。结果表明,抗差自适应Kalman滤波能够有效地抵制动态变形监测中观测值异常的影响。     

滇西实验场地磁总强度的变化分析

采用滇西实验场流动地磁总强度差值的测量资料，应用地磁差值变率，年同期处理计算方法，着重分析了研究了滇西实验场及其附近发生的1996年2月3日－7日丽江地震（震群），1995年7月10日－12日孟连中缅交界地震，2001年4月10日及6月8日施甸地震和2001年10月27日 生－宾川地震有关流磁差值年变率及年同期差值的异常变化特征。结果表明，在上述地震前，滇西实验场流磁差值年变率及年同期差存在明显的异常变化。该异常变化特征为：先从震中区的外围开始出现异常点，形成一定范围的异常区域，然后逐步向震中区发展，地震发生在异常区内或外围边缘地区。这些结果对滇西实验场Ms≥5．0地震的短期预测具有重要意义。     

多网重力数据联合平差和系统误差改正

华北地区现行的地震重力监测网由于独立联测, 自成体系, 绝对控制点较少, 获得的重力场动态变化图像在绝对控制较弱的地区会产生畸变, 也不能有效的消除仪器标定系统所引起的测量误差。 本文以华北大网作为控制网, 结合绝对重力点进行联合平差计算, 使各省区地震重力监测网平差精度提高了(0~4)×10^-8 m/s², 平差起算基准相统一, 绝对控制较弱的地区畸变减小。 采用相关系数检验法, 对华北地区各省区地震重力监测网2010年二期重力平差计算结果进行检验, 部分重力点位系统误差高达60×10^-8 m/s², 经过系统误差改正后, 重力场动态变化趋于一致。 经过各项改正后, 华北地区2010年重力场动态差分图像对地震前兆具有更好的反映。     

精密测边小网不能忽视的一项计算

本文指出精密测边小网无论在野外图形闭合差及限差计算或室内的平差分析中都不应忽视归化到同一高程面上进行计算。笔者在文中还给出了计算实例,并提议补充《大地形变测量规范补充规定》图形闭合差计算的编号规则。     

和极大似然估计及其性质

将小误差和粗差看成同一正态分布时,最小二乘估计不抗差,而其和极大似然估计是抗差的,其统计性质受尺度因子（方差因子）ｋ影响。ｋ＝１．４１６时,有最小最大偏差,即最强的抗差能力,效率为８３．８５％;ｋ＝２．７３时,其最大偏差不超过无粗差时（以２倍中误差为阈值）最小二估计的最大偏差,具有很好的抗差性,效率为９７．９１％,是最合适的取值;ｋ＝∞时,与最小二乘估计等价。     

磁法和重力测量基点网平差计算方法探讨

通过公式推导和举例说明,介绍一种高精度磁法测量和重力测量基点网平差的计算方法。此方法简便快捷,并且能更好地应用计算机进行平差计算。