四维整体大地测量模型中的重力向量观测方程

本文论述了四维整体大地测量的基本概念。根据Hein和Grafarend等人的基本思想,推导了四维整体大地测量模型中的重力向量观测方程。其中顾及了地球固体潮和地壳形变所引起的观测量的时间相依变量。     

四维整体大地测量和应变分析

本文研究了四维整体大地测量实用化和空间应变的一系列问题。利用整体大地测量和动态平差的理论,建立了实用模型,导出了重力向量、天顶距、方位角、距离、正常高差和重力位差的观测方程,解决了实用化的局部重力场协方差函数求定的问题。改进了西德学者Landan、Hein等人的OPERA软件,并转换为MASSCOMP小型机用Fortran语言编写的程序;用这套程序进行了周长约970公里、总面积约5万平方公里、包含一个一等三角锁环和部分二等三角点(共124个点)的三角网和重力、水准、天文测量两期资料的整体平差;推导了三维应变的公式并计算了应变参数;取得了一些有参考价值初步结果。     

四维整体大地测量的有限单元法

本文以有限单元法为基础，将四维整体大地测量模型与固体力学方程求解构造应力场结合起来，在四维整体大地测量方程中加入了由地壳构造运动产生的地面点重力变化的观测方程，其中包含测点的位移参数，边界结点上待求以数利用有限单元法在四维整体大地测量平差过程中推估，采用统一的插值函数。     

整体大地测量的虚拟点质量模型

本文根据局部重力场逼近的虚拟质点方法,导出整体大地测量的虚拟点质量模型,给出了地面大地测量及GPS水准观测在这一模型下的观测方程,并讨论了有关问题。     

整体大地测量的确定性参数模型

本文将整体大地测量各类观测方程中作为随机信号的重力场参数（ΔN，ξ，η）均表达为重力异常Δg的泛函，又引入Δg的B样条函数并以样条系数C_(11)作待定参数，提出一种整体大地测量的确定性参数模型，给出了相应系数矩阵的表达式和算法，最后对该模型的求解问题作了说明。     

动态大地测量的平差基准

从平差基准的基本概念出发 ,说明动态大地测量的平差基准的意义和基准的数量 ,讨论动态高程系统的转换关系 ,建立等价于原观测值的坐标差与速率差的观测方程及基准方程 ,并通过分析说明 ,四维大地测量平差必须恰当地选取平差基准 ,才能得到具有参考价值的结果。     

方差分量估计理论及其在整体大地测量中的应用

本文探讨了整体大地测量平差中的方差分量估计问题,给出了自适应最小二乘配置;不仅较好地解决了各类观测量权比的确定问题,而且能够确定信号的方差因子。此外,文章还对如何更好地确定局部地区扰动位及其泛函的协方差函数作了讨论;最后通过对一个实测网进行了整体平差,并与经典平差结果进行了比较。     

多源卫星观测数据在全球四维变分同化系统中的应用

首先描述高分辨率全球四维变分资料同化系统的基本软件框架,并对多源卫星资料同化的关键技术作阐述;其次通过统计分析,说明新型卫星观测数据的引入不但能够增加同化系统中的信息量,而且能够提高其他类型观测数据的利用率;然后通过一个月的统计检验结果表明:无论是从距平相关还是均方根误差而言,在有效同化无线电掩星和卫星风资料后,高分辨率同化预报系统预报技巧的提高是十分明显的;最后,通过一个强降水个例的分析结果表明:基于新的初始场全球模式降水预报准确性较高,就强降水中心区域的预报而言,模式预报和观测实况较为一致,优于国外模式降水预报。     

脉冲星导航的相对论定位法(Ⅱ):4维时空的观测方程

现行X射线脉冲星导航方法中存在两种固有误差,源于推算太阳系质心在当前时刻接收脉冲的相位以及将航天器固有时转换成太阳系质心坐标时。针对这一情况,文章根据相对论定位系统的基本思想和后牛顿引力理论,导出了X射线脉冲星导航的4维观测方程。相对于现行的3维观测方程,新方法只需根据航天器测量脉冲轮廓的相位即可完成航天器定位,不必考虑太阳系质心处的光子到达时间因而不必推算该处观测者在当前时刻的脉冲轮廓相位;也不必进行航天器固有时与质心坐标时的转换因而不必预先估计航天器的运动状态。新方法简单易行,能够有效地减小测量误差,建议在X射线脉冲星导航中取代现行观测方程。     

1PN近似下脉冲星导航的观测方程及精度分析

完整推导1PN度规形式下脉冲到达时间方程与脉冲星导航的观测方程。分析导航观测中的相对论影响;给出观测方程的级数展开形式,在此基础上分析脉冲星历表参数对观测时间的影响;讨论行星星历误差对观测时间的影响;推导星体扁率引起的测量时延表达式,分析不同星体扁率引起的时延量级。     

基于中位参数法相关观测的抗差加权整体最小二乘算法

在抗差加权整体最小二乘算法中,抗差模型的抗差性与初值的好坏关系极大,若以最小二乘或整体最小二乘估值作为初值,必定会受到粗差污染而影响其抗差性。考虑到观测向量和系数矩阵存在相关性,首先推导了部分变量误差（partial errors-in-variables,Partial EIV）模型的加权整体最小二乘算法,在此基础上提出了一种利用中位参数法求解抗差迭代初值的相关观测抗差加权整体最小二乘算法。然后采用中位参数法确定抗差初值,考虑到可能出现的粗差对观测空间与结构空间的综合影响,基于标准化残差构造权因子函数,实现其抗差解法。仿真实验结果表明,此算法具有良好的抗差性能,其参数估计结果比传统算法精度更高,且随着粗差个数的增加,其抗差稳定性较好。     

线阵卫星遥感影像外方位元素对偶四元数求解法

基于对偶四元数可统一描述位置与姿态的特点,提出了利用对偶四元数求解线阵卫星遥感影像外方位元素的方法。该方法使用对偶四元数的实部描述传感器的姿态,并利用对偶部和实部共同描述成像传感器的位置。通过对位置和姿态的内插建立了基于对偶四元数的外方位元素模型。为减少运算,将球面线性插值进行化简,进而建立了基于线性插值的成像几何模型。为求解外方位元素,首先对共线条件方程进行了线性化,然后通过矩阵微分运算推导了线元素的虚拟观测方程,并根据误差传播定律确定其权值,最终采用具有约束条件的参数平差法求解外方位元素。试验结果表明本文方法正确可靠,与采用欧拉角和单位四元数的外方位元素求解方法相比,有更高的参数解算精度,同时也表明了准确的初值和虚拟观测方程对外方位元素求解的必要性。