方差分量估计的MINQE理论及其在摄影测量中的应用

本文深入研究了异方差分量模型的MINQE(U,I)准则的算法实现的可能性,所导出的约化算法具有压缩内存,提高运算速度等明显优点,因而具有实用意义。文中介绍了实现约化算法的计算机程序框图,并提供了数据例子。作者将方差分量估计的MINQE理论引入解析摄影测量平差实践,分别采用模拟数据和新滩滑坡监测数据研究了自检校光束法平差中随机模型的确定,结果表明,MINQE理论用于自检校的验后权估计是可行的。最后,作者就平差随机模型的扩展,以及MINQE理论的应用提出了进一步研究的几点设想。     

方差分量估计的通用公式

应用最小二乘原理将方差分量估计公式从参数平差模型推广到概括函数平差模型。通过选取恰当的权阵,基于概括函数模型的最小范数二次无偏估计及赫尔默特法得到的公式均是本文的特例。视协方差矩阵为权逆阵,得到了最小方差估计,并证明了该公式与最优二次无偏估计的通用公式等价,从而表明最优二次无偏估计和极大似然估计的通用公式也是本文的特例。除此之外,本文还给出了最小二乘方差分量估计的简化公式,并对其进行了扩展。最小二乘方差分量估计的假设检验理论同样得到了推广。     

卫星网与地面网联合平差中随机模型的估计

本文讨论了卫星网与地面网联合平差中随机模型误差及其对联合平差结果的影响,应用方差分量估计方法对卫星网和地面网的随机模型进行了估计,并对模拟网与实测网的计算结果进行了分析。     

边角控制网两类观测值权的确定研究

对边角控制网中边长观测值的误差进行简要分析,阐明Helmert方差分量估计确定边角控制网两类观测值权的适用范围及有限性.在此基础之上,给出改进的方差估计的基本思想,并推导严密的估计模型.最后对Helmert方差估计和改进的方差估计之间的异同进行讨论.     

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。     

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.     

赫尔默特方差分量估计在导线平差中的应用

利用经典高斯-马尔柯夫模型进行导线平差数据处理时,由于先验边长和角度权比不合理而导致平差值结果及精度受到影响。本文采用赫尔默特方差分量估计经过迭代平差,可以使两类观测值的权比趋于合理。文中算例分析结果表明,利用赫尔默特方差分量估计进行导线平差,可以获得优于经典最小二乘估计的平差结果。     

基于等效残差的方差-协方差分量估计

首先概括性地阐述方差-协方差分量估计(VCE)理论的发展历史与研究现状;利用正交分解提取出等效残差,建立VCE的基本方程,在此基础上阐述VCE算法的局部最优特性和可能出现负定协方差阵估计结果等两大问题,并分析可能的解决方案及其复杂性;导出初值给定的Helmert,最小二乘和MINQUE VCE的线性逼近估计公式,证明基于等效残差的估计公式与已有VCE公式等价,各种估计方法在本质上是一致的;最后,用两个算例验证本文的观点.     

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。     

Calibration of geoid error models via a combined adjustment of ellipsoidal, orthometric and gravimetric geoid height data

The well-known statistical tool of variance component estimation (VCE) is implemented in the combined least-squares (LS) adjustment of heterogeneous height data (ellipsoidal, orthometric and geoid), for the purpose of calibrating geoid error models. This general treatment of the stochastic model offers the flexibility of estimating more than one variance and/or covariance component to improve the covariance information. Specifically, the iterative minimum norm quadratic unbiased estimation (I-MINQUE) and the iterative almost unbiased estimation (I-AUE) schemes are implemented in case studies with observed height data from Switzerland and parts of Canada. The effect of correlation among measurements of the same height type and the role of the systematic effects and datum inconsistencies in the combined adjustment of ellipsoidal, geoid and orthometric heights on the estimated variance components are investigated in detail. Results give valuable insight into the usefulness of the VCE approach for calibrating geoid error models and the challenges encountered when implementing such a scheme in practice. In all cases, the estimated variance component corresponding to the geoid height data was less than or equal to 1, indicating an overall downscaling of the initial covariance (CV) matrix was necessary. It was also shown that overly optimistic CV matrices are obtained when diagonal-only cofactor matrices are implemented in the stochastic model for the observations. Finally, the divergence of the VCE solution and/or the computation of negative variance components provide insight into the selected parametric model effectiveness.     

GPS向量网的抗差方差分量估计

GPS向量网的整体平差中，基线向量间的精度往往存在评定标准不一的问题，如各同步区采用不同的基线解算软件，各同步区观测环境不同等。这类问题可能会造成权比的失调，并因此影响最后的平差结果。另外，由于GPS观测量的粗差出现率也较常规大地控制网的粗差出现率高，若不采用有效措施，也会影响最后的平差结果，本文针对上述情况，讨论了抗差方差分量估计，并给出了算例。     

Helmert方差分量估计在跨江水准测量中的应用

Helmert方差分量估计是一种根据验后信息重新定权来保证观测值权值合理的方法之一,在很多领域已经得到了广泛的应用。本文把Helmert方差分量估计引入跨江水准测量的数据处理中,使观测数据的权值更加合理,平差结果更加准确。     

高精度GPS基线向量网平差

系统地论述了利用基线向量作为虚拟观测量进行平差的基本原理，着重对双因子抗差估计、系统参数求解、方差分量估计等在GPS基线网平差中的应用进行了分析，最后简单介绍了基线向量网平差软件GPSADJ。     

权因子法方差分量估计

文中阐述了权因子法方差分量估计的原理。利用权因子的概念,对目前方差分量估计存在的几个问题,如负方差问题,作了探讨,并与Helmert法进行比较,得出了一些有益的看法。 算例很好地说明了权因子法方差分量估计的简便和实用性。     

Least-squares variance component estimation

Least-squares variance component estimation (LS-VCE) is a simple, flexible and attractive method for the estimation of unknown variance and covariance components. LS-VCE is simple because it is based on the well-known principle of LS; it is flexible because it works with a user-defined weight matrix; and it is attractive because it allows one to directly apply the existing body of knowledge of LS theory. In this contribution, we present the LS-VCE method for different scenarios and explore its various properties. The method is described for three classes of weight matrices: a general weight matrix, a weight matrix from the unit weight matrix class; and a weight matrix derived from the class of elliptically contoured distributions. We also compare the LS-VCE method with some of the existing VCE methods. Some of them are shown to be special cases of LS-VCE. We also show how the existing body of knowledge of LS theory can be used to one’s advantage for studying various aspects of VCE, such as the precision and estimability of VCE, the use of a-priori variance component information, and the problem of nonlinear VCE. Finally, we show how the mean and the variance of the fixed effect estimator of the linear model are affected by the results of LS-VCE. Various examples are given to illustrate the theory.     

方差分量估计前提初探

根据方差分量估计理论,即使随机模型本身已经正确,方差分量估计也会得到不同于通常意义上的最优线性无偏最小二乘估计。此外,由于方差分量估计计算工作量一般较大,因此,本文提出了利用统计检验方法来判断是否进行方差分量估计的想法,并进行了初步研究。     

不同定权方法下隧道平面控制网平差结果分析

传统隧道洞内平面控制网平差定权分为经验定权和方差分量估计定权两种。采用哪种定权方法更能反映出洞内控制网的实际精度,业内一直没有定论。文中通过对长大隧道洞内平面控制网平差时不同定权方法的研究,并进行多座长大隧道洞内控制网实测数据的计算分析对比,得出在隧道洞内平面控制测量平差计算中,经验定权优于方差分量估计定权的结论。     

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。