基于近海定常环流高程模式的平均海面地形联合解算方法

联合卫星测高和物理海洋监测数据计算海面地形和测高大地水准面（以下称联合问题）是卫星测高应用领域的前沿课题之一。本文从流体动力学基本方程出发,推导出近海定常环流的高程模式,由此高程模式出发利用有限差分法组成观测方程,从而按最小二乘间接平差法解算联合问题。最后联合 Ｔ／ Ｐ、 Ｅ Ｒ Ｓ－ ２卫星测高和物理海洋监测数据,计算了东中国海（ ２２°－ ４１°×１１６°－ １３１°）的平均海面地形。     

联合卫星测高和海洋物理数据计算近海稳态海面地形

从流体动力学基本方程出发 ,推导出近海定常环流的高程模式 ,由此高程模式利用有限差分法组成观测方程 ,从而按最小二乘间接平差法解算联合问题 ,最后联合T/P、ERS_2卫星测高和物理海洋观测数据 ,计算了东中国海 (北纬 2 2°～ 41° ,东经 116°～ 131°)的平均海面地形。     

基于零高程点的卫星影像核线确定方法

分析了立体卫星影像的核线关系,提出了一种利用高分辨率立体卫星影像有理函数模型确定其精确核线方程的方法,实现了卫星影像有理函数模型对应零高程空间点的定位,并获得了卫星影像的投影轨迹核线的双曲线方程。     

多期复测重力与水准测量的自适应滤波方法

本文从速率面的观点出发，把重力和高程的转换因子当为未知数，建立了多期复测重力和水准测量联合处理的动态方程和观测方程。顾及动态噪声和观测噪声的方差分量估计，提出了一种自适应滤波方法。最后对一个模拟网作了计算和分析。     

TanDEM-X系统相对测高性能分析

针对TanDEM-X卫星计划,重点分析其在一个轨道周期内的测高性能的变化情况.首先从建立双星HELIX构形的HILL.方程出发,分析了一个轨道周期内直接影响干涉测高的有效基线,包括顺轨和交轨基线的影响,然后讨论了系统相关系数及其对干涉相位误差的影响,通过建立相对高程误差模型,进一步分析了系统相对高程精度.最后计算机仿真结果验证了分析的正确性.     

卫星立体定位的仿真分析

本文从共线条件方程和前方交会的几何条件出发,推导了异轨和同轨模式下卫星立体定位的精度计算公式,仿真分析了轨道和姿态参数测量精度对卫星测绘能力的影响。实验结果表明,本文推导的精度计算公式正确合理。     

利用大地边值问题方法统一全球高程基准

为解决世界各国高程基准差异的问题,提出联合卫星重力场模型、地面重力数据、GNSS大地高、局部高程基准的正高或正常高,按大地边值问题法确定局部高程基准重力位差的方法。首先推导了利用传统地面"有偏"重力异常确定高程基准重力位差的方法;接着利用改化Stokes核函数削弱"有偏"重力异常的影响,并联合卫星重力场模型和地面"有偏"重力数据,得到独立于任何局部高程基准的重力水准面,以此来确定局部高程基准重力位差;最后利用GNSS+水准数据和重力大地水准面确定了美国高程基准与全球高程基准W₀的重力位差为-4.82±0.05 m²s^-2。     

拉格朗日/高斯无奇点卫星运动方程推导与分析

针对卫星轨道理论中的奇点问题,对拉格朗日/高斯无奇点卫星运动方程做了深入的分析和探索,从原始拉格朗日和高斯运动方程及其物理意义出发,考虑圆轨道、圆赤道轨道和赤道轨道3种奇点情况,推导了一种新的拉格朗日/高斯无奇点卫星运动方程,并探讨了方程的连续性。该方程消除了零因子,解决了卫星运动方程的奇点问题。     

关于雷达影像干涉测量的若干理论问题

就雷达影像干涉测量的若干理论问题进行了讨论,提出了一种高程解算数学模型,该模型基于相邻两点对于同一天线的相位差,以精确可靠的控制点为出发点,可以不必须及基线估计;提出了将控制点影像坐标与卫星位置参量按成像方程进行平差,以保证相位解缠和高程解算对控制点和卫星位置精度的要求,指出了在此基础上的基线估计方法。     

大地高程误差对卫星网与地面网联合平差的影响

在地面网与卫星网的联合平差中,地面网大地高程的精度对于平差方法的选择具有重要意义。本文从两网联合平差的基本数学模型出发,导出了地面网点大地坐标的微变化对联合平差后相应坐标平差值影响的一般表达式。并利用模拟同分别计算了表征大地经纬度和高程的变化对联合平差后大地坐标影响的相应系数矩阵。该系数矩阵表明,如果地面网大地坐标各分量的精度相近,则它们通过联合平差各自引起的大地纬度平差值的残差将保持同一数量级。根据对模拟网的数值计算结果得出的结论是:在三维坐标系进行联合平差时,高程和平面位置的精度具有同样重要意义,但并不意味着要求两者的精度相当,重要的问题在于可靠地获得它们各自的精度信息。即使大地高程的精度较低,只要能可靠地确定它们的方差与协方差,仍以在三维系统进行联合平差为宜。而当大地高程精度难以可靠地确定时,赋以大地高程较小的权可明显地减弱其对平差结果的不利影响,虽然这样在一定程度上损失了大地高程所提供的有用信息,但此之在二维平差中,放弃大地高程这一分量是更为适宜的。     

解混合边值问题直接计算位系数的变分原理

本文提出了利用变分法解混合边值问题直接计算位系数的原理。根据这一原理可解第一、第二和第三边值问题的混合边值问题直接求得位系数。利用这一原理可较简单地联合利用经典重力测量(即重力点的平面位置由天文或三角测量确定,高程由水准或三角高程确定)、卫星重力测量(即利用卫星定位技术确定重力点的平面位置和大地高)以及卫星测高数据研究地球的重力场。     

WiFi辅助的基于坐标搜索格网的卫星定位

针对城市复杂环境下卫星观测数不足情况下的定位问题,并结合"智慧城市"发展过程中无线信号资源日益丰富这一背景,本文提出了典型泛在无线WiFi信号辅助下的卫星定位方法。该方法首先通过WiFi定位获得概略二维位置信息,在此基础上附加先验高程,然后建立坐标搜索格网,应用最小距离误差算法来获得最后的定位结果。仿真实验结果表明,与WiFi定位得到的初始概略坐标相比,基于格网搜索的卫星定位精度有了明显提高,并且可以避免由于卫星分布过于集中而产生的观测方程系数矩阵的病态问题;另外,先验高程误差也会对最后定位结果产生影响,总体趋势是高程误差越大,定位精度越低,但是合理范围内的高程偏差(例如10m以内)仍然可以满足普通导航定位的需求。     

静止轨道卫星的对地观测高程修正方法

随着静止轨道卫星影像空间分辨率的大幅度提升,静止轨道卫星的高程修正问题越来越被关注。根据新一代静止轨道卫星投影方式和成像模式的特点,针对传统的迭代搜索算法在某些特殊地面点无法收敛的问题,提出了一种在视向量上直接搜索地面遮挡点的算法,并结合直接搜索算法稳定性强、迭代搜索算法计算效率高的优势,设计了一套静止轨道卫星的高程修正解决方案,通过模拟实验,验证了该方案的有效性。     

基于卷积神经网络的数字高程分辨率提高方法

现行公开的全球数字高程模型(DEM)是利用卫星雷达成像(SRTM)或遥感倾斜摄影反演计算得到的,目前公开免费的数据最高水平分辨率为30 m,付费数据约为10～15 m,两种模式下的分辨率均不能满足工程设计的精确度要求。分辨率的进一步提升较为困难,主要受制于卫星传感器的分辨率、采样率等。尝试设计一种新方法来提高数字高程的分辨率,即基于已有的高精度实地测绘数据,采用全卷积神经网络的图像超分辨率算法构建卫星高程数据与实地测绘数据之间的映射关系,从而提高公共DEM的分辨率。实验结果表明,该方法将卫星数字高程的水平分辨率提高了3倍,且不同地区地形样本的峰值信噪比均能提升2 dB左右。     

虚拟地形投影与地球同步卫星定位解全集

基于地球同步卫星定位原理,分析了当利用数字化地形图提供测站高程时测站的多解和无解现象。利用观测方程给出了判断多解和无解的依据,提出了虚拟地形投影方法,获得了“亚稳定”收敛点的定位解子集π2。     

参考椭球的定向与大地坐标系统的转换模型

倘若大地高程的精度较低，则其误差对地面网与卫星网合并计算的影响，一般是不能忽略的。这里从参考椭球定向的原理出发，推荐了一种用于地心坐标系和大地坐标系转换的数学模型。利用这一模型将可能避免大地高程误差对研究坐标系统转换参数的影响。     

高分七号卫星立体影像与激光测高数据联合区域网平差

提高稀少甚至无地面控制点的区域网平差精度,是实现境外和外业测控困难区域高精度测图的核心问题之一,也是主要的技术难点。为了充分利用高分七号激光测高数据与立体影像同步获取、相对精度较高、高程精度极高的特点,充分发挥足印影像作用,提出了一种激光测高数据辅助的高分七号卫星立体影像区域网平差方法。通过足印影像实现了激光高程控制点在立体影像上的自动量测,利用其极高的高程精度对区域网立体影像进行高程控制,经过联合区域网平差实现区域网影像高程精度提升。通过覆盖不同地形类型的山东测区激光测高数据与立体影像联合平差实验表明,仅使用激光测高数据作为高程控制,实验区高程中误差可由原始7.97 m提高到0.79 m,高程最大误差优于1.5 m,高程精度改善明显。     

WorldView-3卫星成像模式介绍及数据质量初步评价

在介绍World View-3卫星基本参数、成像模式、数据产品分级的基础上,选择该卫星北京通州地区的全色多光谱影像开展了影像融合效果评价,同时选择山东潍坊地区的同轨立体影像开展了几何定位精度评价。试验结果表明,World View-3的全色波段与多光谱的5、3、2波段组合后的真彩色融合效果非常好,影像清晰、色彩自然;山东潍坊地区影像无控制点几何定位精度优于其标称的3.5 m,平面定位精度可达1.8 m,高程精度达0.9 m,加入少量控制点后平面定位精度可优于1 m,高程可优于0.5 m。本文对World View-3卫星成像模式及数据质量评价的相关结论,能够为后续国产分米级高分辨率测绘卫星设计和指标论证提供借鉴和参考。     

ICESat激光高程点辅助的天绘一号卫星影像立体区域网平差

无地面控制点（简称无控）区域网平差是实现卫星影像无控测图的一项重要技术,对于境外和外业测控困难区域的测图具有重要意义。然而,无控区域网平差的定位精度一般难以满足对应比例尺测图规范要求。利用公开、可稳定获取的公众地理信息数据辅助区域网平差,是提高卫星影像无控定位精度的有效途径,其中ICESat激光高程点便是一种良好的高程控制数据。为了提高天绘一号卫星影像无控定位精度,本文提出ICESat激光高程点辅助的卫星影像模型法立体区域网平差方法。首先,以30 m分辨率SRTM估算的地形坡度作为限制条件,结合激光高程点自身质量评价信息,自动提取高质量ICESat激光高程点;其次,利用自动匹配的连接点进行模型法自由网平差,实现卫星影像几何定位精度的相对一致性（内部一致性）;最后,将激光高程点自动量测至卫星影像作为控制点,其平面坐标根据自由网平差结果前方交会计算而得,高程坐标取自激光点高程,再次进行区域网平差精化定向参数,提高卫星影像的绝对高程精度。最后本文利用山东全省的天绘一号卫星影像进行试验,验证了本文方法的有效性和可行性。     

北斗/GPS导航系统在西北地区的定位精度分析

分析了我国西北地区北斗/GPS地基增强系统的定位精度情况。实测数据说明,该地区GPS、BDS、GPS+BDS三种定位模式的平面内符合精度均优于2 cm,高程方向优于5 cm。在外符合精度方面,虽然三种模式定位精度均能达到设计要求(水平≤5 cm,垂直≤10 cm),但北斗卫星由于其卫星分布构型不均匀(多位于东南方向),导致该地区北斗RTK定位精度在高程方向稍差,明显逊色于GPS的定位精度。