适用于大旋转角的三维基准转换的一种简便模型

基于大角度的空间直角坐标转换,提出了以方向余弦为参数、适用于任何角度旋转的空间直角坐标转换的简明计算方法。     

两种大旋转角三维基准转换算法比较研究

分析了两种大旋转角条件下的三维基准转换算法,比较了两种算法的优缺点和使用范围,讨论了选定基准转换所需的公共点及其精度和数量。     

控制点误差下大旋转角三维基准转换模型

考虑到控制点误差对坐标基准转换的影响,提出了一种适用于任意旋转角的空间直角坐标转换的数学模型;并运用Matlab编程,对其可行性进行了验证。结果表明,该方法适用范围广、稳定性好、精度高、便于实现。     

大角度三维坐标转换参数的一种迭代解法

针对传统的三维坐标转换模型局限于求解小角度的三维坐标转换参数的缺点,该文利用反对称矩阵和罗德里格矩阵的性质,推导了一种迭代计算大角度三维坐标转换参数的方法.该文算法计算公式简单明了,计算过程中避免了复杂的三角函数运算,计算速度快,无需事先知道参数的近似值,易于编程实现.最后通过算例分析验证了该文算法的正确性和有效性.     

一种适用于大旋转角的三维坐标转换参数分步解算方法

提出一种分步求解三维坐标转换过程中的三类转换参数的方法,其中最为复杂的旋转参数选择基于罗德里格矩阵的坐标转换模型,适用于大旋转角,解算过程清晰、计算简便、可靠性好。     

三维坐标转换参数估计的平方根矩阵法

针对三维坐标转换模型参数估计的核心是旋转矩阵的表示方法这一客观事实,该文通过对现有三维坐标转换模型中不同旋转矩阵的表示方法进行研究,依据任何一个方阵都可以惟一地分解为一个对称矩阵与一个反对称矩阵之和的矩阵理论,提出了一种使用反对称矩阵表示旋转矩阵的新方法,并详细推导了基于布尔莎模型的三维坐标转换算法——平方根矩阵法;最后,根据文献算例对该方法进行实验分析。实验结果表明,该算法适用于大旋转角,且相较于方向余弦法、罗德里格矩阵法和单位四元数法具有计算收敛速度快、精确度高的优点。     

大旋转角空间相似变换的封闭解模型研究

使用最小二乘迭代法计算空间相似变换参数时,平移参数初值精度低或旋转角度大会造成结果误差过大,而封闭解法可以在无需初始值和线性化处理的条件下对数据进行解算。针对大旋转角空间相似变换问题,提出了转换模型的3种封闭解法,并介绍了封闭解法的原理。结合算例比较了3种封闭解法的精度、抗粗差能力等特点,并对其工程具体应用进行了讨论。     

大角度三维基准转换及公共点的确定

介绍适用于大角度三维基准转换的一种迭代计算方法,解决非线性三维基准转换的问题,并讨论如何选定基准转换所需的公共点及其精度和数量。     

附有约束条件的大旋转角三维坐标转换

为了解决大旋转角三维坐标转换方法在误差方程基础上引入13未知参数(3个平移参数、1个尺度参数和旋转矩阵中9个元素)之间的虚拟观测方程存在无法准确定权和若虚拟观测方程作为约束条件引入时构成的约束条件法方程不可逆的问题,该文只建立旋转矩阵中9个元素之间的约束条件,提出了附有约束条件的大旋转角三维坐标转换方法。详细推导了该方法中未知参数(3个平移参数和1个尺度参数与旋转矩阵中9个元素)估计及其精度评定公式。最后用算例对该方法进行了验证。结果表明:该方法适用于任何角度旋转的空间直角坐标转换,其解算理论正确,模型严密,过程简单,易于程序设计。     

关于三维直角坐标七参数转换模型求解的讨论

本文针对三维直角坐标转换中7参数量纲不同的问题,设计了"变更求解参数以使形式误差基本相当"的求解模式,有效改善了小参数情况下法方程的条件,并提高了大参数情况下参数解的稳定性。针对大旋转角情况,设计了简洁有效的迭代求解模式,便于模块化编程,并具有收敛快、参数初值动态范围广的特点。针对大平移,采取了预先部分扣除的方式,获得了稳定的参数解。算例验证了这些处理方式的有效性。     

基于不同旋转角下的坐标转换模型精度分析

简要介绍了三种不同旋转角下的坐标转换模型,并通过Visual C++6.0编制相应的坐标转换程序,对三种坐标转换模型的精度做对比分析,结果表明根据旋转角的大小选择不同的坐标转换模型对坐标转换精度有直接影响.     

近景摄影测量中大角度问题的探讨

应用摄影测量中的解析算法,研究倾斜摄影和交向摄影中大角度摄影情况下的解算方法对经典解析算法的影响,推导大角度摄影情况下从相对定向至绝对定向这一解析过程的算法,通过算例证明在大倾角摄影条件下利用该算法能够准确计算出地面点坐标以及反算出像片的外方位元素,从而验证本算法在大倾角近景摄影测量中的适用性。     

关于我国区域海洋无缝垂直基准建模及其转换方法的探讨

随着全球导航卫星系统(GNSS)的完善,以及海洋工程的日趋增多,对于区域海洋无缝垂直基准建模及其转换精度的要求也不断提高。本文针对建立我国区域海洋无缝垂直基准体系的现状进行探讨,概要性地介绍了有关模型的建立和海洋垂直基准间的转换方法,并配案例,为相关领域的研究者提供了技术参考。     

多元总体最小二乘在大旋转角三维坐标转换中的应用

传统的Bursa七参数模型坐标转换方法在大旋转角应用中存在不足,且未考虑到随机误差。基于EIV模型的多元总体最小二乘方法,不仅考虑了系数矩阵和观测值的随机误差,而且直接通过奇异值分解求解坐标旋转矩阵,大大简化了计算步骤,无须迭代计算。推导了多元总体最小二乘的坐标转换公式,设计了转换算法,并利用模拟数据对大角度三维坐标转换进行了验证。结果表明:多元总体最小二乘方法比基于Gauss-Markov(GM)模型的最小二乘方法的精度更高,且无须迭代计算,计算过程更加高效。     

Unscented Kalman filter with nonlinear dynamic process modeling for GPS navigation

This paper preliminarily investigates the application of unscented Kalman filter (UKF) approach with nonlinear dynamic process modeling for Global positioning system (GPS) navigation processing. Many estimation problems, including the GPS navigation, are actually nonlinear. Although it has been common that additional fictitious process noise can be added to the system model, however, the more suitable cure for non convergence caused by unmodeled states is to correct the model. For the nonlinear estimation problem, alternatives for the classical model-based extended Kalman filter (EKF) can be employed. The UKF is a nonlinear distribution approximation method, which uses a finite number of sigma points to propagate the probability of state distribution through the nonlinear dynamics of system. The UKF exhibits superior performance when compared with EKF since the series approximations in the EKF algorithm can lead to poor representations of the nonlinear functions and probability distributions of interest. GPS navigation processing using the proposed approach will be conducted to validate the effectiveness of the proposed strategy. The performance of the UKF with nonlinear dynamic process model will be assessed and compared to those of conventional EKF.