利用卫星轨迹交叉点标定CHAMP卫星加速度计数据

基于能量守恒方程给出了利用卫星轨迹交叉点标定CHAMP卫星加速度数据的基本原理和方法,并给出了其严密的积分公式及其离散化形式。为了控制加速度数据的扰动异常,建议采用抗差估计求解参数值,并基于实测的CHAMP卫星加速度计数据进行了计算与比较,验证了该方法的有效性。     

利用现有重力场模型求定CHAMP卫星加速度计修正参数

CHAMP卫星加速度计数据的标定是通过确定其尺度因子和偏差参数来完成的.本文基于能量守恒方程,给出利用现有重力场模型标定CHAMP卫星加速度数据的基本原理和数学模型;提出相邻历元间差分算法,大大简化了观测方程,同时避免积分常量的计算.该算法既能同时解算尺度因子和偏差参数,也可任意求解其中之一.基于实测的CHAMP卫星加速度数据,利用EGM96模型和最新公布的EIGEN-2模型进行计算与比较,验证该方法的有效性.     

基于能量守恒方法恢复CHAMP重力场模型

介绍了基于能量守恒定律恢复地球重力场模型的基本原理和算法.指出了CHAMP加速度计数据存在的问题,提出了整体求解尺度因子、偏差参数和偏差漂移的数学模型及差分算法.利用2002年1月的CHAMP快速科学轨道数据和加速度计数据计算出了50 × 50地球重力场模型XISM02.将该模型与EGM96,GRIM5C1,EIGEN1S,EIGEN2模型进行了比较,并用北极实测重力数据对上述模型进行了检验.结果表明:XISM02模型在北极地区精度与EIGEN1S,EIGEN2相当.     

利用先验重力场模型求定GOCE卫星重力梯度仪校准参数

重力梯度仪校准参数的确定是GOCE重力梯度观测数据处理的关键环节。本文对GOCE卫星重力梯度观测值中的时变信号与粗差进行了分析,利用高精度全球重力场模型,确定了GOCE重力梯度观测值各分量的尺度因子与偏差,并对校准结果进行了精度评定。结果表明,在测量带宽内,海潮对重力梯度观测值影响在mE量级,与重力梯度仪的精度水平相当,陆地水等非潮汐重力场时变信号略小于海潮,量级约为10^-4E;各分量重力梯度观测值的粗差比例均大于0.2%;除EGM96模型外的其他模型对GOCE重力梯度仪进行校准后,V_xx、V_yy、V_zz、V_yz分量上尺度因子的稳定性均在10^-4量级,V_xz分量能达到10^-5量级,V_xy分量为10^-2量级,这与梯度观测值各分量的精度水平一致。     

基于速度误差的加速度计闭环标定方法

针对长航时、高精度移动测量系统中加速度计组件标定周期长、参数重复性不好等问题,该文提出一种基于速度误差的加速度计组件闭环标定方法。通过推导加速度计标度因数误差和安装误差的标定误差与系统速度误差之间的关系,以惯性导航系统解算的速度误差作为观测量,设计加速度计组件闭环标定路径,不断对标度因数和安装误差进行修正,并根据加速度计器件精度和标定参数分辨率设定闭环标定结束阈值。标定及导航实验结果表明:加速度计组件闭环标定方法可以完成标度因数和安装误差等9个标定参数的计算,惯导系统定位精度提高20%以上。     

基于CHAMP卫星星历反演地球重力场的两种方法

根据模拟的CHAMP卫星星历,分别采用基于牛顿运动定律的数值微分法和基于能量守恒定律的能量守恒法建立观测方程,恢复出50阶次的重力位系数。同时,考虑到CHAMP卫星位置、速度和加速度存在的误差,分析了这两种方法对各项精度指标的敏感程度,并比较了这两种方法的优缺点。     

均值漂移模式几种粗差探测法的MDB比较

观测数据受到粗差污染时,平差结果往往失真,不可采用。选择合适的统计检验量是对测量数据进行粗差处理的关键一环,而构造统计检验量必须对尺度因子做出估计。首先对样本尺度因子的绝对中位差（median absolute deviation,MAD）估计进行了讨论,并详细探讨了其中涉及到的Fisher一致性调节因子的确定;然后在此基础上,分别提出了平差模型中基于标准化残差和一致最大功效（uniformly most powerful,UMP）统计检验量序列的尺度因子的两种抗差估计方法,尺度因子的两种抗差估计都可用于构造相应的统计检验量以识别和定位可疑观测量;最后对全球导航卫星系统（global navigation satellite systems,GNSS）网平差进行具体数值计算,结果表明,尺度因子的MAD估计具有良好的抗差性,不但可用于粗差处理,还可用于平差成果的精度评定。     

抗差估计的多波束测深数据内插方法

针对传统多波束测深数据网格化内插方法抗差性不足的问题,该文将抗差估计理论应用于网格化内插方法中。基于不确定度指标建立了距离不确定度联合加权内插模型,在该模型的权函数中引入了等价权,同时给出了等价权设计方案及迭代初值确定原则,以增强模型的抗差性;介绍了一种节点邻域参考点合理选取方法,给出了改进内插法实现的基本步骤,最后通过实测数据对反距离加权法、联合加权法及改进方法内插水深质量进行比较。结果表明,改进方法内插结果要优于另外两种方法,可应用于多波束测深数据网格化处理中。     

精密单点定位中卫星钟差加密方法的探讨与分析

本文系统地分析了多种精密卫星钟差加密方法,以IGS提供的GPSweek 1421周第2天的2号、11号、21号和28号卫星的30s间隔的精密卫星钟差为基准,然后以从中提取的15min和5min间隔的钟差为例,将其用内插或拟合等不同方法分别加密到30s,将加密结果与30s间隔的精密卫星钟差基准进行比较分析,得出样条函数内插法精度较高、较可靠,拟合法精度较差,在个别历元处,内插或拟合卫星钟差的误差仍然很大。     

顾及截断偏差影响的TSVD截断参数确定方法

TSVD通过截断参数截掉较小的奇异值来改善病态性对估计的影响,其本质是通过引入少量偏差来降低方差,以提高估值的稳定性和可靠性。截断参数是影响TSVD解算效果的关键因素,常用的广义交叉核实法(GCV法)和L曲线法未从TSVD改善模型参数估值质量的角度确定截断参数,稳定性和可靠性不足,而最小MSE法理论依据充分但受限于MSE计算的准确性。通过分析TSVD由小到大截掉奇异值后,相应的估值方差与偏差变化,本文提出了引入偏差量小于降低方差量来确定截断参数的思想,并通过估计出较大奇异值截掉后的偏差引入量建立偏差估值可信区间,利用可信区间内偏差估值与方差下降量进行比较,避免较小奇异值截掉后的方差下降量与偏差引入量的直接比较,从而解决参数真值未知截掉较小奇异值引入偏差量难以准确计算的问题。最后通过试验验证了新方法的可行性和有效性,相比于GCV法和L曲线法,新方法确定的截断参数稳定性和可靠性更高,可有效提高TSVD的解算效果。     

抗差估计在GPS网平面坐标转换中的应用

为了消除转换基准点中存在的显著位移对求解转换参数的影响,基于最小二乘原理,给出了抗差估计理论求参的转换模型、处理流程及转换后的地面网精度评定的方法。通过实例分析,验证了运用该模型进行坐标转换的准确性和可靠性。     

基于VB6.0的水准网数据处理程序的实现

基于VB6.0语言环境设计了水准网综合数据处理的程序,实现了基于平差基准的最小二乘估计和抗差估计,自动搜索闭合条件、计算闭合差,弥补了现有矿区水准网平差程序或软件中存在的不足,针对程序实现中的关键性问题进行了比较详细的分析并给出了部分程序实现的代码,并通过实测数据进行了验证。     

基于L曲线法的抗差岭估计模型

介绍了基于L曲线法的抗差岭估计模型及其在抵御系数阵病态和观测粗差影响中的作用,给出了抗差岭估计模型的推导公式及L曲线法确定岭参数的基本原理。最后结合实际算例作出五种方案的计算比较,结果表明：基于L曲线法的抗差岭估计模型能够有效地改善和抵御系数阵病态和粗差观测值带来的影响。     

基于模糊隶属函数的参数稳健估计

参数估计过程经常遇到2个主要问题:一个是最小二乘与稳健估计不能兼顾最优无偏性和稳健性;另一个是非线性模型参数估计进行线性近似处理中带来的模型误差导致对粗差的错误鉴别和定位。针对以上2个问题,提出了基于模糊隶属函数的稳健估计方法。该方法通过隶属度加权来削弱个别粗差污染数据对参数估计结果的影响,从而达到提高参数估计稳健性的目的。分别用线性回归模型和非线性回归模型对该算法进行了验证,结果表明,该算法对粗差具有较好的抵抗能力,能够对参数进行稳健估计。     

预计结果的地表移动观测点选取

地表移动和变形的观测工作一直都是研究开采沉陷危害的比较直接方式,而合理有效的观测站的设置就显得尤为重要。本文在布设观测站时,除考虑采深影响外,还利用概率积分法预计下沉曲线,根据下沉曲线上的特征点选取观测点。通过对某矿的实际应用表明该方法精度更高,具有一定的实际应用价值,从而为地表沉陷的观测工作提供了更好的方法。     

Line-based modified iterated Hough transform for automatic registration of multi-source imagery

Image registration aims at combining imagery from multiple sensors to achieve higher accuracy and derive more information than that obtained from a single sensor. The enormous increase in the volume of remotely sensed data that is being acquired by an ever-growing number of earth observation satellites mandates the development of accurate, robust, and automated registration procedures. An effective automatic image registration has to deal with four issues: registration primitives, transformation function, similarity measure, and matching strategy. This paper introduces a new approach for automatic image registration using linear features as the registration primitives. Linear features have been chosen because they can be reliably extracted from imagery with significantly different geometric and radiometric properties. The modified iterated Hough transform (MIHT), which manipulates the registration primitives and similarity measure, is used as the matching strategy for automatically deriving an estimate of the parameters involved in the transformation function as well as the correspondence between conjugate primitives. The MIHT procedure follows an optimal sequence for parameter estimation that takes into account the contribution of linear features with different orientations at various locations within the imagery towards the estimation of the transformation parameters in question. Experimental results using real data proved the feasibility and robustness of the suggested approach.     

联合卫星测高、GRACE与温盐数据分析红海海平面变化季节性特征

本文利用卫星测高、GRACE与温盐数据监测2003-2014年红海海平面变化,并分析了蒸发降水以及亚丁湾-红海质量交换对红海质量变化的影响。红海地区单一的温盐数据存在覆盖不全或质量不佳的问题,综合CORA、SODA与ORAS4温盐数据估算结果得到平均比容海平面变化,以改善比容信号的精度。针对GRACE数据处理过程中截断与空间平滑滤波引起的泄漏误差,提出改进尺度因子纠正泄漏误差,利用卫星测高数据进行模拟实验验证了改进尺度因子的有效性。利用传统尺度因子和改进尺度因子反演的红海质量变化周年振幅分别为16.1±1.3 cm和20.5±1.7 cm,利用卫星测高和温盐数据估算的质量变化周年振幅为20.2±1.0 cm,表明改进尺度因子可有效减小泄漏误差的影响,改善GRACE模型反演红海质量变化的精度。卫星测高、GRACE卫星重力数据以及平均温盐数据具有较好的一致性,联合GRACE和温盐数据估算的红海综合海平面变化周年振幅为16.6±1.7 cm,与卫星测高估算的总海平面变化周年振幅(16.2±0.9 cm)基本一致,表明多源数据可构成完整的红海海平面监测手段。相比于降水-蒸发作用,红海质量变化受红海与亚丁湾的海水质量交换的影响更为显著,其主导了红海质量的季节性变化。     

A workflow for Sustainable Development Goals indicators assessment based on high-resolution satellite data

ABSTRACT

For evaluating the progresses towards achieving the Sustainable Development Goals (SDGs), a global indicator framework was developed by the UN Inter-Agency and Expert Group on Sustainable Development Goals Indicators. In this paper, we propose an improved methodology and a set of workflows for calculating SDGs indicators. The main improvements consist of using moderate and high spatial resolution satellite data and state-of-the-art deep learning methodology for land cover classification and for assessing land productivity. Within the European Network for Observing our Changing Planet (ERA-PLANET), three SDGs indicators are calculated. In this research, harmonized Landsat and Sentinel-2 data are analyzed and used for land productivity analysis and yield assessment, as well as Landsat 8, Sentinel-2 and Sentinel-1 time series are utilized for crop mapping. We calculate for the whole territory of Ukraine SDG indicators: 15.1.1 – ‘Forest area as proportion of total land area’; 15.3.1 – ‘Proportion of land that is degraded over total land area’; and 2.4.1 – ‘Proportion of agricultural area under productive and sustainable agriculture’. Workflows for calculating these indicators were implemented in a Virtual Laboratory Platform. We conclude that newly available high-resolution remote sensing products can significantly improve our capacity to assess several SDGs indicators through dedicated workflows.     

基于稳健估计的高精度坐标转换参数解算方法

GPS控制网成果转换时解算坐标系统转换参数的方法易受到公共点双重坐标精度的影响。文中探讨一种基于稳健估计理论的解算高精度坐标转换参数的方法,算例分析表明该方法实用、有效,在实际工作中应用是可行的。     

基于空间粒度的矢量空间数据比例尺估算方法

志愿者地理信息近年已得到广泛应用,鉴于有些来源数据可能缺少比例尺说明,因此对矢量空间数据比例尺的估算十分必要。本文提出了一种通过计算和统计矢量空间数据的空间粒度,估算矢量空间数据比例尺的方法。首先,以道路要素为例选取多种空间粒度,包括单类别道路空间数据的最短直线段长度和弯曲的最小面积等,并通过线性插值方法拟合空间数据比例尺估算函数;其次,以北京市1∶25万、1∶100万、1∶400万比例尺道路矢量空间数据作为试验样本数据,详细阐述了基于空间粒度估算比例尺的过程;然后,统计了不同类型空间粒度的数量分布,基于开方根规律量化了比例尺与空间粒度单元数量之间的对应关系;最后,试验验证了该方法的可行性和有效性,有利于多尺度多源数据的融合和应用。