条件平滑滤波及其应用

条件平滑滤波是一种非线性滤波。它通过设置阈值,对图像平滑处理进行控制,以便在突出 低频信息的同时,保留有用的边界信息和减少模糊效应,是分类和信息提取前对图像进行预处理 的较好方法。本文介绍了条件平滑滤波方法的原理和算法,以及本方法在S101图像处理系统上 的实现,并以实例阐述了条件平滑滤波的方法在遥感图像处理中的应用。     

基于贝叶斯估计的平滑算法

基于贝叶斯估计的平滑算法是在事后处理的情况下,依据过去直至现在的观测值去估计过去的历史状态,以有效提高精度。而滤波是依据过去直至现在的观测值去估计现在的状态。从理论上讲,由于平滑用了所求估计时刻之后的观测值,平滑算法应比滤波优异一些。本文设计了2个实验仿真计算,在逼近效果和RMS等方面分别与Kalman滤波和双向滤波加权平均进行了比较。经实验证明,无论是逼近效果还是RMS,平滑算法都要更优一些。     

基于贝叶斯估计的平滑算法

基于贝叶斯估计的平滑算法是在事后处理的情况下,依据过去直至现在的观测值去估计过去的历史状态,以有效提高精度。而滤波是依据过去直至现在的观测值去估计现在的状态。从理论上讲,由于平滑用了所求估计时刻之后的观测值,平滑算法应比滤波优异一些。本文设计了2个实验仿真计算,在逼近效果和RMS等方面分别与Kalman滤波和双向滤波加权平均进行了比较。经实验证明,无论是逼近效果还是RMS,平滑算法都要更优一些。     

GRACE反演南极冰盖质量变化的高斯与Wiener滤波比较

本文利用UTCSR 2003年1月到2008年8月间的GRACE Level-2 RL04重力场模型估计了南极冰盖质量变化。计算过程中分别采用高斯和Wiener滤波两种平滑方法,分别采用22、43和65个月重力场模型计算Wiener滤波信号与噪声函数,得出以下结论:在实际的计算过程中需要具体计算Wiener滤波平滑因子值,65个月GRACE重力场模型计算得到的Wiener滤波权值非常接近于平滑半径为540km高斯滤波权值;采用两种不同的滤波方法在相同区域质量变化率基本相同。     

广域差分参考站两种伪距平滑算法的再评估

广域差分GPS系统（WADGPS）参考站上，需要利用载波相位平滑伪距算法来减小多路径效应的影响。伪距平滑算法有Hatch滤波和加权Hatch滤波两种。文中基于我国WADGPS参考站的实际数据，对这两种平滑算法进行重新评估。实际数据显示，如果不能获得可靠的伪距观测值的方差，在抑制伪距中噪声的影响方面，Hatch滤波明显优于加权Hatch滤波。     

广域差分参考站两种伪距平滑算法的再评估

广域差分GPS系统(WADGPS)参考站上,需要利用载波相位平滑伪距算法来减小多路径效应的影响.伪距平滑算法有Hatch滤波和加权Hatch滤波两种.文中基于我国WADGPS参考站的实际数据,对这两种平滑算法进行重新评估.实际数据显示,如果不能获得可靠的伪距观测值的方差,在抑制伪距中噪声的影响方面,Hatch滤波明显优于加权Hatch滤波.     

GPS单频伪距相位平滑的离散性分析

基于Hatch滤波方法进行伪距相位平滑的研究,对GPS单频伪距相位平滑的离散性进行理论分析,给出移动窗口分段平滑方法的处理方案.采用自编软件,利用IGS跟踪站数据,对单频伪距相位平滑的离散性进行数据验证;对基于Hatch滤波的移动窗口分段平滑方法的可行性和效果进行分析,结果表明:移动窗口分段平滑方法可以较好地控制单频伪...     

卡尔曼平滑算法在高精度速度场解算中的应用

为了获得更高精度的速度场,根据卡尔曼平滑估计的原理,该文提出将卡尔曼平滑算法应用到速度场解算中的方法.该方法在卡尔曼滤波的基础上,根据已得滤波估计值进行反向卡尔曼滤波估计,将正向滤波解和反向滤波解进行加权平均,从而提高速度场解算的精度.利用SOPAC网站产出的2017-2019年共3 a的包含全球IGS站点的单 日松弛解H文件,分别采用经典卡尔曼滤波和卡尔曼平滑两种方法进行速度场的解算.结果表明,采用卡尔曼平滑算法较经典卡尔曼滤波在外符合精度上有10.5％的提升,在内符合精度上有10.7％的提升;分析可得,采用将正向滤波解与反向滤波解进行加权平均的卡尔曼平滑算法可提升速度场的解算精度.     

GPS单频伪距相位平滑及其单点定位的精度分析

本文基于Hatch滤波方法进行GPS单频伪距相位平滑及其单点定位的研究,针对单频伪距相位平滑的离散性,给出了移动窗口分段平滑方法的具体处理方案,并研制了相应的软件模块。采用自编软件,利用IGS跟踪站观测数据,以静态模拟动态的方式,对GPS单频伪距进行了相位平滑处理和动态单点定位计算,并对单频相位平滑伪距及其单点定位的精度进行了分析。计算结果验证了本文基于Hatch滤波和移动窗口分段平滑的单频伪距相位平滑方法的可行性和有效性。     

GRACE时变重力场滤波方法研究北大核心CSCD

用3种不同的滤波方法获得了2007年相对于2005年的卫星重力变化图像,并与同期地面重力测量的结果进行比较,对比分析GRACE月重力场滤波方法的优缺点。结果表明,去相关平滑滤波算法优于高斯滤波和直接截断法,且去相关平滑滤波DDK5处理得到的卫星重力动态变化图像与地面观测结果符合最好,表明GRACE卫星时变重力场可以用来分析大区域重力动态变化。     

GRACE时变重力场滤波方法研究

用3种不同的滤波方法获得了2007年相对于2005年的卫星重力变化图像,并与同期地面重力测量的结果进行比较,对比分析GRACE月重力场滤波方法的优缺点。结果表明,去相关平滑滤波算法优于高斯滤波和直接截断法,且去相关平滑滤波DDK5处理得到的卫星重力动态变化图像与地面观测结果符合最好,表明GRACE卫星时变重力场可以用来分析大区域重力动态变化。     

改进的Hatch滤波平滑算法及RAIM性能分析

在比较不同Hatch滤波定权方法的基础上,提出了一种基于改正数、验后单位权中误差和卫星高度角适应权因子的Hatch滤波改进算法,该算法精度较高、具有一定的抗差性,能够解决基于高度角的Hatch滤波在高高度角卫星发生周跳时滤波不平滑的问题。实验结果表明,改进的Hatch滤波平滑算法的精度优于传统的Hatch滤波和基于高度角的Hatch滤波,有良好的伪距修复效果。当存在伪距偏差时,改进的Hatch滤波能够提高滑动开窗RAIM的可用性。     

GRACE时变重力场滤波方法

针对GRACE时变重力场模型高阶项误差较大导致的"南-北"条带噪声,该文利用模拟的GRACE数据分析了去相关滤波、Gaussian滤波、组合滤波和平滑先验信息滤波方法对噪声的滤除效果和对真实信号的衰减程度。实验表明:4种滤波算法均能有效降低条带噪声,但单独使用去相关滤波时效果较差,需与其他算法结合使用;Guass滤波和组合滤波在减小噪声条带的同时,也在一定程度上牺牲了空间分辨率;平滑先验信息滤波在移除噪声、保留有效信号方面比其他3种算法有较为明显的优势。     

后向平滑与抗差估计融合的SRCKF滤波

将后向平滑平方根容积卡尔曼滤波用于GPS动态单点定位数据处理,并探讨了粗差对后向平滑滤波的影响。借鉴经典卡尔曼滤波抗差估计思想,给出平方根容积卡尔曼滤波的抗差算法以抵抗量测粗差,而当判断不含粗差时使用后向平滑算法,在有效提高滤波精度的同时避免了抗差滤波对每个历元都需进行迭代运算。实测GPS动态数据验证了算法的有效性。     

载波相位平滑时间常数对GBAS精度增强的影响

陆基增强系统(GBAS)是利用载波相位平滑伪距差分修正实现对导航辅助定位的. 其中,平滑时间常数是影响载波相位平滑伪距精度的关键参数. 本文分析研究了不同平滑时间下电离层时间梯度和空间梯度对Hatch滤波的影响. 在结合电离层时空梯度和多径效应引起的滤波总误差方差的基础上,推导出自适应的最优平滑时间常数. 分别对GBAS静态和动态两种环境下的定位误差进行实验,实验结果表明,采用本文推导出的自适应平滑时间常数降低了GBAS伪距测量误差,从而使定位精度得到增强.      

滤波预处理在分水岭分割算法中的应用

影像中存在的无意义细节,导致在标记提取过程中会产生不必要的标记,加深分水岭分割的过分割问题。本文在标记提取前引入滤波预处理过程,消除噪声并平滑部分无意义细节。不同滤波由于其自身特性会对影像分割造成不同影响,分别使用中值滤波,均值滤波,双边滤波进行试验,研究滤波预处理对分割结果的影响,以及三种不同滤波的平滑效果对分割结果造成的影响的区别。并且进行了数值实验,证明了所提出方法的有效性。     

基于双边滤波的点云数据预处理方法

目前,三维激光扫描仪已经广泛应用于三维建模、变形分析等领域。其中,点云数据的平滑滤波是点云预处理的核心问题,制约着三维激光扫描仪的应用。本文通过对双边滤波原理进行分析,将其应用到点云数据的平滑滤波过程中。通过实验数据验证,双边滤波可以有效地降低点云数据的噪声水平,具有广泛的应用价值。     

电离层异常状态下的自适应平滑滤波算法及性能分析

卫星导航星基增强和地基增强系统用户终端采用相位平滑伪距的方法,以提高定位精度。通常平滑窗口时间为100 s,这在正常情况下是适合的;但在电离层发生波动情况下,采用这种平滑窗口会使得定位解算结果产生偏差。针对这个问题,采用基于码载偏离度实时估计的方法,自适应确定相位平滑伪距窗口时间,并对该算法的性能进行了计算分析。分析结果表明:基于码载偏离度实时估计的自适应平滑滤波算法能够计算并确定最佳相位平滑时间。该方法相对于传统的100 s平滑时间能够有效提高定位精度,并且避免滤波发散。     

BDS精密单点定位滤波方法分析

针对精密单点定位(precise point positioning,PPP)初始阶段定位精度较低、无法利用定位结果的问题,验证平滑滤波算法在BDS静态PPP定位解算中的可行性并分析定位性能;针对平滑滤波算法具有平均效应,探讨不同时长的观测值对于点位精度的影响。实验表明:平滑滤波算法在BDS精密单点定位中的结果优于前向和后向滤波,相对于单向滤波在E、N、U方向RMS值平均减少73%—80%,极大地提高了BDS静态PPP定位的精度;其次,随着观测时间的增加,定位精度在质量好的数据下仅会造成毫米级的浮动。     

RMSE的平方与平滑度的线性组合的平方根作为Vondrak滤波评价标准的探讨

对Vondrak滤波的准则函数进行了探讨,提出了一种新的评价标准,即用滤波值的均方根误差与平滑度的线性组合的平方根δ作为平滑因子质量好坏的评价标准。模拟算例证实了此评价标准的可行性。