GPS导出加速度的静态模拟试验与分析

为分析未顾及载体运动特性时ＧＰＳ导出加速度的精度，我们于地面进行了静态模拟试验。基于该试验，本文利用数字滤波方法，计算了垂直加速度，并作了精度比较与分析。结果表明，当滤波时间间隔为１００ｓ时，由ＧＰＳ高程信息导出的垂直加速度的精度可达１－２ｍＧａｌ。     

卫星高度计定标中GPS浮标测量海面高的FIR低通滤波方法

针对GPS浮标用于卫星高度计定标时需要从瞬时海面高观测值中提取平均海面高的需求,研究了其有限冲激响应低通滤波方法。分析了窗函数设计法中几种窗函数的幅频响应特性,讨论了低通滤波器截止频率的确定原则,给出了滤波器阶数的确定方法。基于浮标测量海面高仿真序列的计算结果表明,不同窗函数的滤波效果相差不大;实际定标应用中滤波器的截止频率可设计为需要滤除海浪信号最低频率的一半,滤波器阶数可根据此设置频率计算得到。     

航空重力测量中FIR低通滤波器的设计与应用

航空重力测量数据含有许多噪声，需用高质量的数字滤波器加以平滑。有限冲激响应（ＦＩＲ）滤波器的优点是具有精确线性相位而且总是稳定的。本文利用契比雪夫逼近方法，设计了适用于航空重力测量的ＦＩＲ低通滤波器。为检测其性能，文中建立了一个模拟加速度模型。检测结果表明：滤波器性能可靠，适用于航空重力测量数据处理。     

改进的函数滤波器及其在航空重力测量中的应用

本文构造了一种函数滤波器,该滤波器由一个参数化的高斯函数与一个尺度化的香农函数构成,可实现对时间序列的低通、带通和高通滤波处理。该滤波器的频率响应函数在滤波波段平坦且过渡带光滑。滤波器的截断频率与过渡带长度分别由香农函数的尺度参数和高斯函数的窗宽参数独立调节,这使得滤波器具有较好的设计灵活性,这也是本文的创新之处。由于滤波器是连续可导的,因此它可以适应于任意采样率序列的滤波,并且能够对原始时间序列进行求导滤波。模拟算例显示该滤波器具有很好的滤波准确度。应用该滤波器到航空重力测量数据滤波处理中,得到了分辨率7 km的航空重力测量结果。该滤波器使得滤波(低通、带通和高通)工作变得简明且高效。     

一种改进的GOCE卫星几何法轨道速度确定方法

对目前常用内插方法确定GOCE卫星速度的精度进行深入分析与比较,结果表明:常规方法在GOCE几何法轨道速度确定中精度欠佳。在分析切比雪夫多项式拟合方法基本原理及算法的基础上,提出含有多余观测量的切比雪夫多项式拟合方法,该方法在获取几何法轨道速度时,通过选取合适的内插节点数,内插精度较常规方法有了很大提高,三维精度可达到0.3 mm/s。新方法能为基于GOCE卫星几何法轨道的重力场恢复提供强有力的支撑。     

利用GPS和数字滤波技术确定航空重力测量中的垂直加速度

航空重力测量数据主要含有两类扰动加速度,一是可用解析式表示的有规则影响,如厄特弗斯改正,另一类是与载体非规则运动有关的非规则影响,主要指垂直扰动加速度.通常有规则影响能精确求出,困难在于精确确定非规则的垂直加速度.目前常用GPS和数字滤波技术相结合来确定垂直加速度.本文概述了这种方法的基本原理,讨论了航空重力测量中有限冲激响应(FIR)低通滤波器设计参数的确定,并设计了实用的FIR低通滤波器,实测数据计算结果表明,利用该滤波器确定垂直加速度的精度为±1×10-5～2×10-5 m/s2.     

航空重力测量中数字滤波器的设计与应用

根据航空重力测量的要求以及滤波器的性能特点, 选择设计了适用于航空重力测量中ＧＰＳ高精度确定垂直扰动加速度的ＦＩＲ 低通滤波器和ＦＩＲ 低通微分器。并通过模拟数据的检测, 证明所设计的滤波器质量令人满意。     

基于广义延拓逼近法的QZSS卫星钟差内插精度分析

卫星钟差数据插值是高精度定位数据处理中的重要环节,其插值结果直接影响定位精度,但常用的插值或拟合方法具有不同缺点.本文尝试将广义延拓逼近法应用于准天顶卫星系统(QZSS)卫星钟差数据的处理中,介绍了Lagrange插值法、切比雪夫拟合法和广义延拓逼近法的原理,以及滑动式与非滑动式的区别;然后使用QZSS钟差数据探讨三种方法的参数(组)取值与插值结果精度的关系;最后比较三种方法在各自最优参数(组)取值情况下对QZSS卫星钟差的插值精度.结果表明:选取合理的参数组合,广义延拓逼近法完全适用于QZSS卫星钟差的插值,且插值精度明显高于其他两种方法.     

滤波器的截止频率对航空重力测量精度的影响

简要介绍了航空重力测量中滤波器截止频率频率和测量成果精度的关系,结合2012年某地区的实际测量数据分析了滤波器不同的截止频率对航空重力测量的精度的影响。实际数据验证表明,在飞机速度平均为200km/h时,滤波器截止频率为0.007的内符合精度可以达到±6.9978mGal,其精度符合规范要求,表明在航空重力测量的计算中,根据飞机的实际速度确定合适的滤波器截止频率进行滤波,可以有效提高测量的精度。     

滑动式切比雪夫插值算法在精密星历内插中的研究

在高精度GPS测量中,采用合适的内插模型来提高精密星历内插精度是降低测量误差的重要手段。本次研究基于切比雪夫插值模型原理与计算公式,针对滑动式切比雪夫多项式算法出现插值盲区的局限性以及出现龙格现象的问题,采用了滑动式插值算法进行了改进,通过在MATLAB上编程实现各类模型并对各类模型的结果进行比较,最终得出在插值效率方面的最优多项式,在一定程度上对该插值方法进行了优化,提高了GPS数据处理的效率。     

一种网络空间现象同位模式挖掘的新方法

同位模式的挖掘是空间数据挖掘领域关注的热点问题。目前,对于网络空间现象同位模式挖掘的研究较少。本文将欧氏空间已有方法扩展至网络空间,该方法由两个核心步骤组成:①通过对网络进行划分定义同位腜停范ㄍ止叵担虎诙酝止叵到型臣仆贫先范ㄆ涫欠裎荒J健6陨钲谑兄圃煲倒镜耐荒J酵诰蚪辛朔椒ㄋ得鳎谰菁劬醚е械贾虏导鄣娜只贫哉庑┩荒J浇辛硕ㄐ苑治觯ü胍延蟹椒ǖ谋冉弦约巴纾撕募煅檠橹ち吮疚姆椒ǖ挠行浴€     

Direct gravity formula for the Geodetic Reference System 1967

A Direct Gravity Formula, polynomial in latitude, has been obtained from the series expansion of the closed gravity formula of Somigliana by a telescoping procedure. The use of the 7 coefficient formula gives a result as accurate as the closed expression. With 6 coefficients it gives an order of magnitude better accuracy than that of the widely used Chebyshev approximation and with 5 coefficients a result that is accurate to better than that of the conventional form of computing theoretical gravity. The derived approximation is not only simpler than other forms, but also at least 11 and 17 times faster on the CDC CYBER 74 computer than the Chebyshev approximation and the closed gravity formula respectively. Contribution from the Earth Physics Branch N^o 720.     

GPS卫星精密星历内插方法比较分析

借助GPS卫星精密星历,使用Lagrange多项式插值法和Chebyshev多项式拟合法内插出GPS卫星的瞬时位置,确定了插值精度与插值阶数的关系,并对这两种方法的优缺点进行了对比分析。计算结果表明:内插卫星瞬时坐标时所选取的插值阶数不应过高或过低,三维坐标分量在最佳插值精度时选取的插值阶数并不完全相同,Chebyshev多项式拟合法相比Lagrange多项式插值法的插值效果更好。因此,建议在优先选用Chebyshev多项式拟合法内插卫星瞬时坐标的同时,对三维坐标分量分别选取不同的插值阶数,以达到最优的插值精度。     

不同轨道类型LEO卫星轨道拟合及预报精度研究

低轨道地球卫星(LEO)的精度直接影响到LEO卫星的应用领域,因此研究合适的模型提高LEO卫星轨道插值/预报精度是一项很有意义且必要的工作. 本文详细研究了滑动切比雪夫多项式、克里金算法在不同类型LEO轨道的拟合、预报精度. 结果表明:采用合适的拟合策略,两种算法均能获得毫米级的插值精度;相较于滑动切比雪夫多项式,克里金算法拟合轨道的空间误差分布更为集中,未随着历元变化出现大幅波动. 克里金算法预报轨道的精度低于滑动切比雪夫多项式;采用克里金算法预报60 s,各颗LEO卫星轨道预报的精度在1~2.5 m;采用滑动切比雪夫多项式预报120 s,各颗LEO卫星可获得优于5 m的轨道精度.      

GPS精密钟差内插方法研究

GPS钟差的计算,可以通过精密星历内插所得。将IGS提供的15min精密星历内插到5min,其中分别用拉格朗日多项式、切比雪夫多项式法来进行内插,根据两种插值多项式分别比较分析在不同阶数情况下内插的精度。详细介绍了拉格朗日多项式、切比雪夫多项式插值法的基本原理,通过算例得出了拉格朗日与切比雪夫的拟合精度都可以满足精密定位需要,且切比雪夫插值的精度更高。     

GPS精密星历插值方法的比较研究

GPS高精度测量中通常需要对GPS精密星历进行轨道插值，本文分别采用拉格朗日插值、切比雪夫多项式拟合以及线性逐次Neville插值三种方法对GPS卫星轨道进行了插值，比较了三种方法的特性及插值结果，得出了一些有益结论。     

基于滑动式算法的IGS精密星历内插与拟合精度

从Lagrange和Chebyshev多项式插值余项误差方面分析了进行滑动式插值的必要性,并通过具体算例得出结论 :2种模型最佳插值结果精度相当,阶数选择恰当,可达亚mm级;随着插值阶数增加,Chebyshev拟合偏差成级数增加,而Lagrange内插精度降低不明显;采用非滑动式算法,Lagrange偏差可达m级,Chebyshev精度相对稳定,达cm级。     

Global optimization of the Gauss conformal mappings of an ellipsoid to a sphere

The Gauss conformal mappings (GCMs) of an oblate ellipsoid of revolution to a sphere are those that transform the meridians into meridians, and the parallels into parallels of the sphere. The infinitesimal-scale function associated with these mappings depends on the geodetic latitude and contains three parameters, including the radius of the sphere. Gauss derived these constants by imposing local optimum conditions on certain parallel. We deal with the problem of finding the constants to minimize the Chebyshev or maximum norm of the logarithm of the infinitesimal-scale function on a given ellipsoidal segment (the region contained between two parallels). We show how to solve this minimax problem using the intrinsic function fminsearch of Matlab. For a particular ellipsoidal segment, we get the solution and show the alternation property characteristic of best Chebyshev approximations. For a pair of points relatively close in the ellipsoid at different latitudes, the best minimax GCM on the segment defined by these points is used to approximate the geodesic distance between them by the spherical distance between their projections on the corresponding sphere. This approach, combined with the best locally GCM if the points are on the same parallel, is illustrated by applying it to some case studies but specially to a 10° × 10° region contained between portions of two parallels and two meridians. In this case, the maximum absolute error of this spherical approximation is equal to 2.9 mm occurring at a distance about 1,360 km. This error decreases up to 0.94 mm on an 8° × 8° region of this type. So, the spherical approximation to the solution of the inverse geodesic problem by best GCM can be acceptable in many practical geodetic activities.     

基于BDS广播星历的卫星轨道拟合精度分析

在实时定位导航中,为了提高利用BDS广播星历计算卫星位置的效率,提出将卫星轨道拟合为一个多项式.首先利用切比雪夫多项式拟合法,将拟合时段固定为1 h,拟合间隔固定为5 min,每30 s选取一个检验点,利用不同的拟合阶数,分别对GEO、IGSO、MEO三类不同类型的北斗卫星轨道进行拟合分析;然后将拟合阶数固定为9,利用2～6 min的拟合时间间隔,将三类卫星作为整体进行轨道拟合分析.算例表明,只要选取合适的拟合阶数,三类不同类型的北斗卫星轨道拟合精度都较高,拟合误差最大值在厘米级,误差均值在毫米级,满足精度要求;固定9阶拟合多项式时,2～6 min时间间隔的拟合精度都可以满足精度需求.切比雪夫多项式拟合法适用于BDS广播星历的卫星轨道拟合.