GPS基线向量网方差和协方差分量的MINQUE估计

本文应用最小范数二次无偏估计(MINQUE)理论,研究了GPS基线向量网在椭球面上进行三维平差时的方差和协方差分量的估计问题。从理论上提出了方差—协方差模型的选取原则。并从实践中总结出了同时估计基线之长度、方位、高差的固定方差分量和比例方差分量的交替估计方法。通过大量的实例计算和分析,证明这一方法是有效的。     

三维网平差的方差分量估计

本文将方差分量估计理论运用于三维网平差中，推导出了含定向角未知数及消去定向角未知数的方差分量估计公式，并进行了模拟和实例计算，从而建立了合理的三维网平差随机模型。     

三维网平差的方差分量估计

本文将方差分量估计理论运用于三维网平差中,推导出了含定向角未知数及消去定向角未知数的方差分量估计公式,并进行了模拟和实例计算,从而建立了合理的三维网平差随机模型。     

Helmert方差分量估计结果的方差一致性检验实质

Helmert方差分量估计是合理确定不同类观测值或不同种精度观测值权比的常用方法.文中从方差一致性检验的角度分析了Helmert方差分量估计迭代收敛结果的实质,指出了其检验统计量即为χ2(r)分布密度取得最大值的点;并指出当同时还存在其它平差模型误差时,Helmert方差分量估计也可能收敛,且收敛结果的检验实质并没改变,但收敛结果却已失真.     

Helmert方差分量估计结果的方差一致性检验实质

Helmert方差分量估计是合理确定不同类观测值或不同种精度观测值权比的常用方法。文中从方差一致性检验的角度分析了Helmert方差分量估计迭代收敛结果的实质，指出了其检验统计量即为X^2(r)分布密度取得最大值的点；并指出当同时还存在其它平差模型误差时，Helmert方差分量估计也可能收敛，且收敛结果的检验实质并没改变，但收敛结果却已失真。     

偏差改正的Partial EIV模型方差分量估计

针对Partial EIV模型的方差分量估计中未考虑参数估值偏差所带来的影响,将Partial EIV模型视为非线性函数得到参数估值的偏差及二阶近似协方差表达式,计算得到偏差改正后的参数估值,结合方差分量估计方法,更新由参数估值影响的矩阵变量,给出了基于偏差改正的方差分量估计迭代方法。试验结果表明,参数估值及其协方差主要受参数估值偏差大小的影响,加入偏差改正能够得到更加合理的参数估值及方差分量估值,偏差改正后的方差分量估值可更加合理地评估参数估值的精度信息。     

GPS／GLoNASS组合定位的抗差Helmert方差分量估计模型

GPS和GLONASS存在系统差异,组合定位时,采用Helmert方差分量估计可得到更加准确的结果。但GNSS观测值常受到衍射信号和多路径效应的影响,使观测值存有粗差,从而导致Helmert方差分量估计的失真。为此,将抗差Helmert方差分量估计应用于GPS／GLONASS组合单点定位,实验结果表明：抗差Helmert方差分量估计可以有效地抑制组合系统粗差观测值的影响。     

一种利用方差分量估计的BDS卫星定轨算法

针对采用Helmert方差分量估计的方法来调节BDS不同类型卫星之间的权比时,出现的区域站MEO卫星观测值数量少、卡尔曼滤波开始阶段不稳定等问题,提出了一种待滤波稳定后再进行Helmert方差分量估计的改进算法。该算法可以根据卫星类型以及它们的数目,自适应地采取不同的策略。基于BDS观测数据的实验结果表明,采用改进的Helmert方差分量估计方法进行BDS卫星卡尔曼滤波定轨,提高了BDS卫星轨道平均径向精度。     

基于条件方程的方差分量估计公式

著名的Helmert方差分量估计公式是基于间接观测平差模型导出的。基于条件观测平差模型导出了方差分量估计公式并给出了实际应用范例,且对两种模型的方差分量估计公式的等价性进行了理论证明。算例表明,文中的估计公式能正确地估计出各类观测值的方差因子。     

Helmert型方差—协方差分量估计的通用公式

本文在概括函数模型和它的通用公式的基础上,导出了一个适用于所有平差方法的方差—协方差分量估计的通用公式,并由此给出方差分量估计的通用公式和简化的通用公式。     

An alternative method for non-negative estimation of variance components

A typical problem of estimation principles of variance and covariance components is that they do not produce positive variances in general. This caveat is due, in particular, to a variety of reasons: (1) a badly chosen set of initial variance components, namely initial value problem (IVP), (2) low redundancy in functional model, (3) an improper stochastic model, and (4) data’s possibility of containing outliers. Accordingly, a lot of effort has been made in order to design non-negative estimates of variance components. However, the desires on non-negative and unbiased estimation can seldom be met simultaneously. Likewise, in order to search for a practical non-negative estimator, one has to give up the condition on unbiasedness, which implies that the estimator will be biased. On the other hand, unlike the variance components, the covariance components can be negative, so the methods for obtaining non-negative estimates of variance components are not applicable. This study presents an alternative method to non-negative estimation of variance components such that non-negativity of the variance components is automatically supported. The idea is based upon the use of the functions whose range is the set of all positive real numbers, namely positive-valued functions (PVFs), for unknown variance components in stochastic model instead of using variance components themselves. Using the PVF could eliminate the effect of IVP on the estimation process. This concept is reparameterized on the restricted maximum likelihood with no effect on the unbiasedness of the scheme. The numerical results show the successful estimation of non-negativity estimation of variance components (as positive values) as well as covariance components (as negative or positive values).     

变二次估计为线性估计的拉直变换法

利用投影变换和拉直变换，得到了方差和协方差估计的一种新模型──线性模型。该模型将方差和协方差分量的二次估计问题变为我们所熟知的线性估计问题。本文介绍了该方法的原理，证明了估计量θ的统计性质。     

起算数据误差影响下的方差分量估计

探讨了起算数据误差影响下的方差分量估计方法,给出了顾及起算数据误差影响时求解方差分量估值的方程组及单位权中误差估值的计算公式,并通过实例说明了当起算数据误差较大时,它们对方差分量估计的影响是不应忽略的。     

中国大地测量数据处理60年重要进展第一部分：函数模型和随机模型进展

大地测量函数模型与随机模型是大地测量数据处理必须要涉及的模型。经过60年不懈努力,中国学者根据大地测量应用实际,构建和改进了许多函数模型,如广义测量平差模型、等价观测方程、非线性平差模型等;在方差分量估计和误差检验方面做了大量创新性工作,如基于Bayes估计的方差分量估计、拟准误差检验等,丰富了测量平差理论与方法。这一部分重点介绍建国60年来中国学者在大地测量数据处理函数模型、随机模型和误差检验方面所取得的成就。     

Variance Component Estimation in Linear Inverse Ill-posed Models

Regularization has been applied by implicitly assuming that the weight matrix of measurements is known. If measurements are assumed to be heteroscedastic with different unknown variance components, all regularization techniques may not be proper to apply, unless techniques of variance component estimation are directly implemented. Although variance component estimation techniques have been proposed to simultaneously estimate the variance components and provide a means of regularization, the regularization parameter is treated as if it were also an extra variance component. In this paper, we assume no prior information on the model parameters and do not treat the regularization parameter as an extra variance component. Instead, we first analyze the biases of estimated variance components due to the regularization parameter and then propose bias-corrected variance component estimators. The results have shown that they work very well. Finally, we propose and investigate through simulations an iterative scheme to simultaneously estimate the variance components and the regularization parameter, in order to eliminate the effect of regularization parameter on variance components and the effect of incorrect prior weights or initial variance components on the regularization parameter.     

方差分量估计理论及其在边角网平差中的应用

本文从理论上阐明了MINQE(I,U)(最小范数二次不变无偏估计)方差分量估计出现负方差的原因;论述了存在MINQE(U,NND)估计量的充要条件;对边角网平羞问题而言,MINQE(I,U)估计法不可能同时准确地求出边长误差模型中的m_a~2和m_b~2。文章从边角网误差模型的特点出发,提出了一种新的方差分量估计模型(改进的方差分量估计模型),该模型能合理地确定方向和边长的方差分量,从而较好地解决了边角网平差中的定权问题。     

Partial EIV模型的非负最小二乘方差分量估计

Partial Errors-in-Variables(Partial EIV)模型是EIV模型的扩展形式,权阵构造简单,当系数矩阵中存在非随机元素和随机元素时,Partial EIV模型的适用性更强。针对Partial EIV模型中随机模型不准确的情况,将系数矩阵和观测向量分别作为一类数据,本文在该模型的基础上,使用最小二乘方差分量估计方法,推导相关计算公式及迭代算法,分别估计出相应的方差分量估值。并对出现的负方差使用非负最小二乘理论,增加约束条件,对随机模型进行修正,得到更加合理的参数估值。试实验结果表明,本文的方法与其他方差分量估计方法等价。     

方差分量估计迭代算法收敛性分析与改进

本文首先对方差分量估计中的收敛性问题进行分析,指出方差分量的收敛性和估计方程的摄动性有关。提出了改进收敛性的思想,在此基础上提出了一种改进收敛的方法,用算例证明了所提出方法的有效性。