圆形建(构)筑物圆心坐标解算平差模型分析

在利用圆形建(构)筑物圆周点位坐标解算圆心坐标的过程中,需建立平差模型以消除观测误差对解算结果的影响。首先根据三点法直接计算圆心点位坐标,随后利用特殊参数法和极坐标法建立间接平差模型以消除观测误差影响。为确定模型的可靠性,采用模拟实验验证三种算法的精度,结果表明:特殊参数法解算精度最高,且受参数初始值影响较小,体现出良好的鲁棒性,最后将特殊参数法应用于实际工程测量中,以验证算法实用性。     

线状工程测量控制网起算点精度对基线解算的影响研究

针对长距离大型线状工程控制网使用的起算点坐标精度对基线解算结果的影响问题,本文以康定至泸定境内500 KV输变电工程测量控制网作为研究对象,用试验的方法讨论了起算点坐标含有2 cm、10 cm、20 cm、2 m误差时对控制网基线解算的影响。结果表明:当起算点坐标误差控制在10 cm范围内时,线状控制网GAMIT基线解算结果精度较高、结果较为可靠;当起算点初始坐标精度低至20 cm时,GAMIT软件解算的线状控制网基线在X、Y、Z 3个方向的分量可仍保持在mm级;但当起算点坐标误差达到2 m时,线状控制网GAMIT基线解算结果不再可靠,无法满足线状控制网高精度基线解算的要求。     

GNSS全自动解算软件研发及精度评估

根据载波相位差分定位技术,利用待定点周边稳定的CORS站网形成的区域误差改正模型,对待定控制点观测数据的噪声进行自动剔除,对电离层、对流层和多路径进行差分改正,研发GNSS全自动解算软件,并利用广西卫星定位基准站与待定控制点的GNSS观测数据对软件进行测试。结果表明,GNSS全自动解算软件具有较好的内外符合精度,其解算的三维坐标精度满足D级以下等级控制点的要求,可为工程测量应用提供新的自动化解算方案。     

高斯牛顿迭代法解算非线性Bursa-Wolf模型的精度分析

在参数估计中,非线性模型直接精密解算缺乏高效的方法,线性近似存在模型误差,而线性化取高次项导致模型复杂不具实用性。研究表明经典边角网可以不考虑线性近似的模型误差问题,本文以任意旋转角的非线性Bursa-Wolf模型参数解算为例,以不存在模型误差的直接严密解为参照对比,采用线性近似模型的高斯牛顿迭代方法解算非线性模型。试验结果显示,线性化取一次项虽然存在模型误差,但高斯牛顿迭代能以指定精度收敛,可获得更优于非线性严密直接解的精度,该发现对非线性模型解算的研究具有参考价值。     

北斗系统姿态测量中周跳探测与修复方法

针对姿态测量基于短基线精密相对定位,而观测值的周跳直接影响基线解算精度,将导致姿态解算结果数据质量下降的问题,提出了姿态测量应用中的周跳组合探测修复方法。文章在分析姿态解算原理及误差影响程度的基础上,结合经典电离层残差法和多项式拟合法,探讨其在北斗卫星导航系统中周跳探测修复的方法原理、缺陷及对北斗数据探测修复效果,结合实际情况提出了姿态测量应用中的组合探测修复方法。采集真实数据实时解算,定量计算了修复后的基线解算精度和姿态测量效果,验证了所提出的方法可用于实际测量解算,处理后的姿态测量精度满足使用需求,研究结果对北斗姿态解算有参考价值。     

GPS数据处理软件的功能与性能分析

系统研究了常用的GPS数据处理软件的基线解算与网平差功能,并总结了软件的各自特点。研究结果表明,各软件解算短基线时精度很高,解算长基线时TBC软件与GAMIT的结果最为接近;并通过连续性的解算对比,得出基线解算误差远大于平差模型误差。     

航空矢量重力测量中光纤陀螺随机漂移误差实时补偿方法

光纤陀螺随机漂移误差是影响航空矢量重力测量系统姿态解算精度的关键因素。建立模型并在输出中对其补偿是抑制该项误差的有效方法。针对传统ARMA模型只能对平稳随机漂移误差建模,且模型无法满足实时滤波需求的问题,本文引入适用于非平稳随机漂移误差的ARIMA模型,同时给出详细的建模过程,并提出采用实时平均算法消除原始采样序列中常值分量的思路,实现了随机漂移误差的实时Kalman滤波估计。基于本文所提出的模型和实时滤波算法,对光纤陀螺实测数据进行分析,结果表明处理后信号中随机漂移误差的方差减小了46.5%。Allan方差分析结果表明,滤波后角度随机游走系数和角速率随机游走系数分别降低了约50%和40%。本文的结果说明ARIMA模型能够准确描述陀螺的非平稳随机漂移误差。基于实时平均算法的Kalman滤波可实现随机漂移误差的在线估计,有望提高航空矢量重力测量系统的姿态解算精度。     

GPS数据处理软件的功能与性能分析

系统研究了常用的GPS数据处理软件的基线解算与网平差功能,并总结了软件的各自特点。研究结果表明,各软件解算短基线时精度很高,解算长基线时TBC软件与GAMIT的结果最为接近;并通过连续性的解算对比,得出基线解算误差远大于平差模型误差。     

利用均方误差相对变化规律确定正则化参数及其在PolInSAR测量反演中的应用EI北大核心CSCD

正则化方法是大地测量解算病态问题的常用方法,而正则化参数是影响正则化方法解算结果的关键参数。以均方误差最小为准则选取正则化参数,具有较充分的理论依据,可有效实现模型参数估值精度的提升。但是,均方误差计算过程中需要未知参数的真值,在实际情形中只能通过参数估值替代真值估算均方误差,难以获得可靠准确的均方误差值,限制了正则化参数的有效性。鉴于此,本文分析了正则化参数变化引起的方差与偏差变化规律,提出了一种均方误差相对变化值确定方法。依据不同正则化参数下模型参数真值不变原则,计算不同正则化参数下的方差与偏差相对变化量,从而消除参数真值对均方误差估计的影响。本文首先利用不同正则化参数计算两相邻正则化参数间的方差与标准差相对变化量;然后计算两正则化参数间模型参数估值变化量,通过差分运算分析得到两相邻正则化参数下的偏差相对变化量;最后综合标准差变化与偏差变化关系,得到均方误差最大降幅的正则化参数。通过PolInSAR植被高测量试验对本文方法的可行性进行了验证。试验表明,本文方法可有效改善正则化法模型参数估计精度。两个PolInSAR测量试验模型参数反演精度均得到了提高,合理验证了本文方法的可行性与有效性。     

等式约束病态模型的截断奇异值解及其统计性质

利用平差模型间合理的先验信息能够显著提高解的稳定性和精度。本文基于病态模型引入等式约束条件,并采用截断奇异值法重构了系数阵以削弱其病态性;建立了修正等式约束模型,导出了病态模型的约束截断奇异值解及其偏差、方差以及均方误差公式;分析了截掉奇异值所引起解的偏差引入量与方差下降量的关系,得到了确定截断参数的条件。数值算例和病态测边网算例分析结果表明,最小二乘解严重偏离真值,500次模拟实验的平均RMSE为6.693 5,正则化解和截断奇异值解精度较最小二乘解有所提高,平均RMSE分别为0.365 8和0.365 2;本文提出的约束截断奇异值解的精度最高,与约束正则化解精度相当,其平均RMSE仅为0.057 3。     

车载POS系统测量合作目标安置参数解算方法

POS系统是移动测量系统的重要组成部分。由于系统集成影响,POS系统中心的运动状态无法直接观测。因此,可采取设置相关测量合作目标的方法,在确定其与POS系统中心的位置基础上,通过观测合作目标来确定POS系统中心的运动状态。从车载移动测量系统空间基准统一方程出发,提出了一种解算测量合作目标安置参数的方法,并以此为基础,系统分析POS系统定位定姿误差、全站仪测距测角误差、尺度因子误差等误差源对安置参数解算的影响,推导了安置参数解算的误差模型。实验结果表明,采用本文解算方法,可以获取毫米级的合作目标安置参数,满足合作目标应用于动态测量检测POS系统定位精度的需求。     

利用LP多普勒数据解算月球重力场模型的分析

利用GSFC/NASA提供的GEODYNII/SOLVE软件处理月球探测器LP(Lunar Prospector)扩展任务阶段最后3个月的测速和测距跟踪数据,解算月球重力场模型,比较分析全部位系数解算和部分中高阶次位系数解算2种方法,并对2种方法解算得到的模型进行阶方差分析.同时通过轨道残差、重复轨道误差以及模型大地水准面等几个方面对基于部分中高阶次住系数解算的有效性和得到的模型进行精度评估.结果表明基于部分中高阶次位系数解算的方法进行恢复月球重力场是可行的.该方法将用于"嫦娥工程"中月球重力场的解析.     

病态加权总体最小二乘模型的截断奇异值解法

利用截断奇异值解法处理了病态加权总体最小二乘模型,详细推导了参数的截断奇异值解及其偏差、方差以及均方误差公式,该算法无需迭代求解,易于实现。将截断奇异值解的均方误差与最小二乘解的方差进行比较,发现当奇异值由大到小依次变化时,截掉奇异值所造成的解的均方误差下降量的符号由负逐渐变正,由此导出了确定截断参数的公式。数值算例和病态测边网算例分析结果表明,受模型病态性的影响,最小二乘解和总体最小二乘解的精度较差;截断奇异值解能够有效地削弱模型的病态性同时又顾及了系数阵的误差,其解的精度最高。     

利用参数独立分解的星载SAR干涉测量检校方法

在星载干涉合成孔径雷达中,干涉参数的准确性对高程精度起着至关重要的作用。传统干涉测量检校方法往往将影响量级不同的干涉参数组合在一起解算,无法精确获得每项干涉参数的修正量。针对此问题,本文提出一种利用参数独立分解的干涉测量检校方法。首先,根据三维重建模型,确定与干涉SAR测高有关的参数;随后,在确保几何参数精度的前提下,对干涉参数的敏感度进行定量分析;最后,采用独立检校算法解算每一项干涉参数误差,完成干涉测量检校模型的建立。本文选择陕西渭南区域4对TerraSAR-X/TanDEM-X数据进行了试验分析。结果表明,对于该试验数据,采用本文提出的参数独立分解方法,干涉测量检校后干涉结果的高程精度优于2.54 m,平原地区获取DEM的绝对高程精度优于1.21 m,山地地区获取DEM的绝对高程精度优于3.11 m,验证了本文方法的有效性和正确性,为我国平原及山区1∶25 000比例尺的干涉SAR地形图测绘提供了技术基础。     

组合式全景相机成像模型的标定与分析

在移动测量系统的传感器标定时,精确解算全景相机的外方位元素是一个重要环节。针对使用全景相片来解算全景相机外方位元素的问题,介绍了理想全景相机成像模型和严格全景相机成像模型的原理。为了对这两种模型进行评价,设计了室内、室外两种情况下的两次基于全景相片的空间后方交会实验,使用最小二乘法解算了两种模型全景球坐标系的外方位元素。对两种相机成像模型解算的外方位元素进行精度比较。结果表明,理想全景相机成像模型存在系统误差,但在物距较大时,其对测量精度影响较小;而严格全景相机成像模型对系统误差进行处理,其模型更优。本结论对使用全景相片进行摄影测量计算有一定参考意义。     

激光跟踪仪空间联合平差模型及精度分析

工业测量领域经常需要多台甚至多种仪器联合测量,各种测量仪器的观测数据类型和精度不同,其关键技术是采用合理的平差模型实现多种仪器的空间定位和定向。采用附有约束条件的参数平差方法构建了空间联合精密控制网（unified spatial metrology network,USMN）平差模型,对激光跟踪仪、全站仪、经纬仪等测量系统进行了联合平差解算,针对不同类型测量数据建立合理的定权模型,保证了在多余观测量不大的情况下整网平差的精度,采用角度后方交会和坐标系转换模型解决了无互瞄和基准尺观测值的控制网概算和平差,克服了USMN平差模型的缺点。最后利用编写的USMN平差程序对实际测量数据进行解算,验证了平差模型的可行性并分析了点位误差。     

GPS配合全站仪在机场边坡变形监测中的应用

针对某高填方机场边坡变形监测问题,为使变形监测精度达到《建筑变形测量规范》二级精度要求,提出了GPS方法进行控制测量,控制网分级布设,精密解算与常规解算相结合的解算方式,变形监测采用基于单台全站仪的自由设站方法,从而形成控制测量与变形监测优势互补,同时达到了经济、高效,为今后解决类似工程问题提供了成功经验。     

北斗应用于高铁CPI控制测量的算法与试验研究

针对高速铁路CPI控制网,对北斗/GPS系统的单独与联合基线解算模型进行研究,开发北斗/GPS基线处理软件,并应用于高铁控制网建设。对川藏铁路成都-雅安段CPI控制网测试的结果表明:北斗基线解算精度X,Z方向优于1mm,Y方向优于2mm;北斗重复基线较差、同步环和异步环闭合差的合格率与GPS相当;北斗无约束平差最弱边相对中误差为3.1ppm,精度与GPS基本一致;北斗CPI控制网测试各项指标均满足《高速铁路工程测量规范》要求,可用于高速铁路测量控制网的建立。     

北斗数据工程控制网应用实验及精度分析

针对目前我国北斗系统已经开始实施全球化建设且地面最大可视卫星数已达到15颗的情况,该文提出利用北斗观测数据进行高精度工程控制测量的设想,并利用香港CORS站观测数据进行算例验证及精度分析,基于北斗系统观测数据控制网基线向量的稳定性和重复性,并将北斗系统计算结果与GPS进行对比分析。结果表明:北斗系统完全可以应用在厘米级定位精度的测绘领域;与GPS相比,北斗系统卫星星座尚未完全建成,一个卫星周期内北斗基线解算可用卫星个数不到GPS一半;数据解算过程中使用的北斗导航卫星精密轨道和钟差精度相对较低,各种精密解算软件使用的误差改正模型不够完善,误差消除不够彻底。     

GPS技术在铁路平面控制测量中的应用研究

探讨了一种精度更高的基于卫星定位测量(以GPS-RTK数据为例)数据的深度解算方法。通过分别使用传统伪距法、最小二乘法、星历线性化法、地心地固法等常用GPS定位数据解算方式对个案数据进行深度解算,并比较其最终解算精度。同时探讨了模糊矩阵法、神经元网络法等非刚性解算方法的弊端。最终得到3点结论：1)非刚性解算法在当前技术条件下并不适用于对卫星定位数据进行深度解算。2)考虑了更多可能干扰因素的反算过程的深度解算法,如星历线性化法和地心地固法,其解算精度显著高于未具体考虑可能干扰因素的深度解算法。3)对卫星定位数据进行深度解算,可以有效提升卫星定位用于工程测量的测量精度,具有显著的现实意义。