鄱阳湖生态环境动态监测服务系统

针对目前生态环境监测中多源多尺度数据获取、定量遥感模型半自动化条件制约海量数据的快速处理与分析以及静态的时空快照服务难以表达动态变化过程等问题,该文从基于传感网的数据多元化实时感知获取、基于数据仓库的生态信息主题化动态汇聚、基于多尺度WFS的智能化服务、基于动态数据驱动的仿真动态模拟知识化应用方面考虑,设计湖泊流域生态环境动态监测服务系统。以鄱阳湖为例进行验证,为鄱阳湖流域的生态监测以及江西省生态文明试验区建设提供服务。     

在线精密单点定位性能分析

对在线精密单点定位技术进行测试,分析了它的动态、静态定位精度和收敛速度,以及多系统卫星观测对这两者的影响。结果表明,在线PPP静态定位单天解的精度在水平方向可达mm级,高程方向可达mm~cm级,可在10~20 min内收敛;静态数据模拟动态解算的精度水平方向为2~3 cm,高程方向为4~5 cm,而实际动态数据的解算精度略低于此精度。GPS/GLONASS组合系统能加快定位收敛速度,尤其在GPS系统观测条件较差的情况下,能够同时显著提高收敛速度和定位精度。     

GPS单点测速的误差分析及精度评伤

首先从理论和实测数据模拟两方面分析了sA取消后各类误差源对GPS测速的影响,推导并计算了GPs单点测速可能达到的精度水平.然后用静态数据模拟动态测速试验和实测动态数据测速与同步高精度惯导测速的动态试验进行验证.结果表明,采用栽波相位导出的多普勒观测值使用静态数据模拟动态测速,其精度可以达到mm/s级;用接收机输出的多普勒观测值进行测速时,其精度为cm/s级.在动态测速试验中,GPS单点测速方法(即多普勒观测值测速与导出多普勒观测值测速)间的符合精度达到cm/s级,与高精度的惯导测速结果的符合精度为dm/s级,而且和运动载体的动态条件(如加速度和加速度变化率的大小)具有很强的相关性.     

GPS单点测速的误差分析及精度评价

首先从理论和实测数据模拟两方面分析了SA取消后各类误差源对GPS测速的影响,推导并计算了GPS单点测速可能达到的精度水平。然后用静态数据模拟动态测速试验和实测动态数据测速与同步高精度惯导测速的动态试验进行验证。结果表明,采用载波相位导出的多普勒观测值使用静态数据模拟动态测速,其精度可以达到mm/s级;用接收机输出的多普勒观测值进行测速时,其精度为cm/s级。在动态测速试验中,GPS单点测速方法(即多普勒观测值测速与导出多普勒观测值测速)间的符合精度达到cm/s级,与高精度的惯导测速结果的符合精度为dm/s级,而且和运动载体的动态条件(如加速度和加速度变化率的大小)具有很强的相关性。     

机载激光雷达点云数据输电线路弧垂模拟

弧垂是架空输电线路安全运行监测的重点。针对现有弧垂模拟精度不高等问题,提出了一种基于机载激光雷达点云数据的架空输电线弧垂模拟新方法,实现了静态点云数据到动态环境下导线空间形态模拟。首先利用静态点云数据重建输电线三维空间模型,然后结合状态方程提取弧垂模拟关键参数,最后根据弧垂模型方程,实现了不同气象条件下输电线弧垂三维空间形态模拟。通过设置4种典型气象条件组合开展弧垂模拟精度验证,结果表明:该方法模拟精度高,且不受档距、电力线材质等条件影响,可为复杂地理区域或特殊气象条件下的电力线运行安全评估与监测提供参考依据。     

BP神经网络模型在澜沧江流域径流量模拟中的应用

河川径流等水文时间序列属于复杂的非线性系统,使用回归分析等传统的分析方法,难以获取和描述其内在关联和变化规律。利用现有的相关站点的径流量历史数据和输沙量、降水量数据,在进行规格化处理和主成分分析的基础上,利用三层BP人工神经网络模型,对澜沧江流域上游昌都站径流量与各关联因子之间复杂的非线性映射关系进行模拟,采用拟牛顿算法对模型进行训练,模拟结果达到期望精度要求,并利用1982年~1985年实测数据进行模型验证。结果证明利用BP神经网络模型对澜沧江流域站点的月径流量序列进行模拟、预测和数据补缺处理具有可行性。     

BP神经网络模型在澜沧江流域径流量模拟中的应用

河川径流等水文时间序列属于复杂的非线性系统, 使用回归分析等传统的分析方法, 难以获取和描述其内在关联和变化规律。利用现有的相关站点的径流量历史数据和输沙量、降水量数据, 在进行规格化处理和主成分分析的基础上, 利用三层BP人工神经网络模型, 对澜沧江流域上游昌都站径流量与各关联因子之间复杂的非线性映射关系进行模拟, 采用拟牛顿算法对模型进行训练, 模拟结果达到期望精度要求, 并利用1982年~1985年实测数据进行模型验证。结果证明利用BP神经网络模型对澜沧江流域站点的月径流量序列进行模拟、预测和数据补缺处理具有可行性。     

BP神经网络模型在澜沧江流域径流量

河川径流等水文时间序列属于复杂的非线性系统,使用回归分析等传统的分析方法,难以获取和描述其内在关联和变化规律.利用现有的相关站点的径流量历史数据和输沙量、降水量数据,在进行规格化处理和主成分分析的基础上,利用三层BP人工神经网络模型,对澜沧江流域上游昌都站径流量与各关联因子之间复杂的非线性映射关系进行模拟,采用拟牛顿算法对模型进行训练,模拟结果达到期望精度要求,并利用1982年～1985年实测数据进行模型验证.结果证明利用BP神经网络模型对澜沧江流域站点的月径流量序列进行模拟、预测和数据补缺处理具有可行性.     

基于HLJCORS的GNSS动态数据后处理精度分析

为解决黑龙江省部分地区电台RTK和网络RTK均无法为项目提供厘米级定位服务的问题,引入全球卫星导航定位系统(简称GNSS)动态数据后处理模式。基于黑龙江省卫星定位连续运行综合服务系统(简称“HLJCORS”)分别开展了车载GNSS动态数据后处理和静态GNSS观测数据后处理试验,验证了GNSS动态数据后处理方法可以使点位精度达到厘米级,满足测绘项目要求。     

基于土壤地形指数和遥感分类的SCS模型参数率定

以RS为主要手段,结合GIS技术,基于屯溪流域遥感影像,研究得到了屯溪流域两期遥感影像的土地利用分类结果。在此基础上,利用屯溪流域DEM数据得到TOPMODEL模型中的土壤地形指数,并与SCS水文模型和遥感信息相结合进行水文分区,率定SCS模型的径流曲线数参数(CN值),然后利用1982~2002年间屯溪流域的水文数据对结果进行精度验证。实验结果表明,该方法取得了较好的效果,模拟径流与实测径流间的平均误差仅为14.1%。     

地基导航系统高性能快速定位算法

地基伪卫星的基站固定,其对于静态或者低动态的用户缺乏快速的几何变化,需要较长的观测历元来实现定位解算. 为了实现地基导航系统的精密单点定位的快速解算,针对该问题提出利用TIKHNOV正则化算法并与无人机搭载伪卫星平台来辅助地基伪卫星进行定位的方案. 通过仿真验证,TIKHNOV正则化的加入能够在一定程度上提高模糊度解算精度,而空中伪卫星搭载平台的加入不仅能够使得定位结果快速收敛,并且能够提高模糊度浮点解的定位精度,两者相结合能够使得定位算法达到最优化.      

GPS观测数据的模拟研究

主要研究了地面基准站GPS观测值模拟情况,分析了GPS观测值模拟的意义、原理及流程、用到的数学模型等,并用编写的模拟软件模拟了武汉站的GPS观测值情况。结果表明,本模拟方法所模拟的GPS观测值和实测值很接近,能满足不同层次人员对GPS模拟观测值的需要。     

地表净辐射通量观测、模拟和同化的研究进展

地表净辐射通量是陆—气相互作用水热交换过程中的一个重要物理参量,在全球变化背景下,定量研究地表净辐射通量的时空变化对气候变化研究具有重要意义。本文总结了目前定量研究地表净辐射通量的主要方法——观测、模拟和同化,分析了观测和模拟的优势和不足,提出利用数据同化方法可以弥补观测和模拟的不足,并比较分析了目前流行的同化算法的优缺点,利用不同的同化算法构建的同化系统可以同化不同来源的观测数据对模型进行校准,获取时空上连续一致的高精度地表净辐射的预报值。最后,探讨了同化多源遥感数据改进地表净辐射通量的研究中存在的问题、发展方向及其在全球变化研究中的意义。     

GPS虚拟参考站原理及实测精度验证分析

首先介绍GPS RTK技术的局限性,然后分析基于GPS连续运行参考站网络虚拟参考站的基本原理、数学模型,根据综合误差线性内插原理计算虚拟参考站的综合原始观测数据,求出流动站的定位结果;然后就某市建立的虚拟参考站网络的实测数据进行动态、静态精度分析;最后得出结论：虚拟参考站技术扩大GPSRTK的使用范围,提高动态测量的精度,其开放式的数据服务使VRS技术成为Net Work RTK的主要发展方向之一。     

基于PPP技术的海岛礁平面控制测量应用实践

讨论了基于精密单点定位技术来实现无已知控制点的海岛礁平面控制测量,分别从观测数据时段长度和数据采样间隔两个方面分析精密单点定位的静态解算精度及收敛情况,计算结果表明,IGS跟踪站的PPP(Precise Point Positioning)单天解在平面方向的精度为mm级,高程方向的精度为2~3cm;同时,还得出了PPP技术应用于静态控制测量的采样率以及静态解的收敛时间。最后用静态数据精密单点定位的结果同Gamit网解求较差计算出两者之差值。试验证明,静态精密单点定位技术能够用于高精度海岛礁平面控制测量。     

基于流域GIS空间建模的雨洪模拟方法

基于多层次GIS空间分析模型技术,系统地建立了从流域雨洪过程相关影响因子栅格化处理到产汇流过程模型的集成化模拟方法,首次实现了对流域内任意栅格单元内河道断面的径流过程线的可视化测算。同时还对于模型中单元水流长度与河道单元流速率定方法进行了优化改进。实例分析结果表明:模型结构更为严谨、参数设置更为科学,改进的技术方法对于福建汀江十年一遇洪水场次的模拟结果精度有明显提高,能够满足相关海绵城市规划应用需求。     

利用精密单点定位求解电离层延迟

利用非组合精密单点定位(PPP)可以提取高精度的电离层延迟。测站多径误差会影响伪距和相位测量精度,影响实时PPP电离层延迟提取的精度以及收敛速度。对于静态观测站,利用对GPS卫星地面跟踪的时间重复性进行恒星日滤波可以消除多径误差的影响。通过事后处理提取前几日的码和载波相位残差序列,利用恒星日滤波建立多径误差改正模型,修正实时观测数据,可以改善实时电离层延迟估计性能。对IGS观测站的实测数据分析表明,应用恒星日滤波多径误差修正后,实时电离层延迟提取的精度由0.185 m提高到0.028 m,新进卫星的电离层参数估计收敛时间由80 min减少为35 min。     

An integrated GPS–accelerometer data processing technique for structural deformation monitoring

Global Positioning System (GPS) is being actively applied to measure static and dynamic displacement responses of large civil engineering structures under winds. However, multipath effects and low sampling frequencies affect the accuracy of GPS for displacement measurement. On the other hand, accelerometers cannot reliably measure static and low-frequency structural responses, but can accurately measure high-frequency structural responses. Therefore, this paper explores the possibility of integrating GPS-measured signals with accelerometer-measured signals to enhance the measurement accuracy of total (static plus dynamic) displacement response of a structure. Integrated data processing techniques using both empirical mode decomposition (EMD) and an adaptive filter are presented. A series of motion simulation table tests are then performed at a site using three GPS receivers, one accelerometer, and one motion simulation table that can simulate various types of motion defined by input wave time histories around a pre-defined static position. The proposed data processing techniques are applied to the recorded GPS and accelerometer data to find both static and dynamic displacements. These results are compared with the actual displacement motions generated by the motion simulation table. The comparative results demonstrate that the proposed technique can significantly enhance the measurement accuracy of the total displacement of a structure.     

Integration of the MODIS Snow Cover Produced Into Snowmelt Runoff Modeling

Because of the difficulty of monitoring and measuring snow cover in mountainous watersheds, satellite images are used as an alternative to mapping snow cover to replace the ground operations in the watershed. Snow cover is one of the most important data in simulation snowmelt runoff. The daily snow cover maps are received from Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS), and are used in deriving the snow depletion curve, which is one of the input parameters of the snowmelt runoff model (SRM). Simulating Snowmelt runoff is presented using SRM model as one of the major applications of satellite images processing and extracting snow cover in the Ghara - Chay watershed. The first results of modeling process show that MODIS snow covered area product can be used for simulation and forecast of snowmelt runoff in Ghara - Chay watershed. The studies found that the SCA results were more reliable in the study area.     

一种基于多普勒频移的GPS自适应滤波算法研究

针对接收机的动态模型对GPS定位精度的影响,提出了一种基于多普勒频移观测的高动态GPS自适应滤波算法。该算法利用GPS伪距测量值以及利用信号载波的多普勒频移所获得的伪距率测量值,在GPS动态滤波中同时观测伪距和伪距率。借助于移动目标的运动矢量模型以及GPS定位误差模型建立了滤波方程。重点讨论了运用该模型进行Kalman滤波的实现过程。仿真实验表明,该模型与传统的方差自适应模型相比,位置精度提高了32%、速度精度提高了25%,应用本文算法能够提高定位精度和改善接收机的动态性能,拓宽高精度、高动态导航的应用范围。