小波分解改进电离层VTEC时间序列预报模型

介绍了小波分解法改进时间序列预报模型的原理。以IGS发布的2013年VTEC数据为例进行逐点建模,选用db4小波对5 112个格网点VTEC序列进行分解,并对各小波分量进行时间序列预报和重构,进而对VTEC进行预报。对一般方法和改进方法预报偏差的比例变化及全球范围内各格网点的预报值RMSE进行比较。结果表明,改进法预报的高精度点比例及其预报精度均优于一般方法。     

HHT-EEMD用于IGS站高程时间序列分析

利用经验模态分解（EMD）和整体经验模态分解（EEMD）方法,将BJFS站2000~2015年高程时间序列进行分解,发现其不仅存在1 a、0.5 a、0.25 a、2个月、1个月以及长周期等周期项,还存在以往方法很难探测出来的近似2 a周期信号。与EMD分解结果对比,整体经验模态分解可以明显减弱模式混叠现象。对各分量进行Hilbert 变换（HHT）,得到时间-频率-能量的Hilbert 频谱图。结果表明,年周期和2 a周期变化是高程运动的主要贡献项。利用小波变换方法对比验证EEMD的分解结果表明,与小波分析相比,EEMD重构信号与高程序列差异的RMS更小,证明了HHT-EEMD方法在数据资料分析过程中的有效性。对环境负载及GRACE负载造成的测站位移进行功率谱分析得出,环境负载确实会造成IGS站高程时间序列的1 a、0.5 a以及季节性运动,GRACE负载还验证了2 a信号的存在。     

一种基于小波分析的卫星钟差数据粗差处理方法

针对传统MAD方法在探测钟差粗差方面存在的不足,提出一种基于小波分析的钟差数据粗差探测与处理方法。该方法利用小波变换的多尺度分析能力,将含有粗差的数据分解为低频小波系数和各层的高频小波系数,并在不同时间尺度下进行粗差探测和消除。使用CODE提供的BDS精密钟差数据进行实验,分析不同小波函数及不同分解尺度对预处理效果的影响,并与传统MAD方法比较,发现利用小波分解预处理后的数据在钟差预报方面有明显优势,预报精度平均提高10%。     

基于小波变换的GPS水汽与气象要素相关性分析

利用北京市GPS连续观测资料结合气象资料开展GPS水汽与气象要素的相关性分析。首先使用GAMIT软件解算2009-06-01~2012-04-30的北京GPS连续观测网观测数据并结合气压数据获得测站水汽序列;然后用小波变换方法对GPS水汽、温度和气压数据进行分解与重构,并对重构后的数据进行相关性分析。GPS水汽序列的变化趋势与温度呈显著正相关,与气压呈显著负相关。水汽和气压存在年周期和半年周期变化,两者存在显著负相关特性;温度有年周期变化,水汽和温度在d13重构结果的相关性最好,存在显著正相关特性。     

2015-04-25尼泊尔Ms8.1地震前后电离层VTEC异常变化分析

利用IGS的GPS观测数据和CODE GIM电离层格网数据,采用滑动平均和四分位数相结合的统计方法,分析2015-04-25尼泊尔Ms8.1地震前后电离层VTEC异常变化。结果显示:1)电离层VTEC在震前2d出现显著的正异常,可能是地震发生的前兆信息;2)通过全球电离层VTEC异常分布,可以清晰地看出地震震中附近区域出现的异常变化特征;3)震后3d电离层VTEC出现显著负异常,其与震后一个月内多次发生的余震有关联。     

中国IGS站点ZTD长时序特征及其与年降水量的关系研究

利用小波变换方法对中国IGS站点ZTD时间序列进行分解与重构,分析ZTD序列的低频趋势项、高频年变化周期项与年降水量的对应关系,并结合气候资料分析原因。研究发现,ZTD低频趋势项与年降水量的变化趋势相同,ZTD高频周期项与年降水量变化存在较好的对应关系,ZTD年周期项峰值的高低对应年降水量的多少。     

GPS/PWV时间序列特征提取方法的研究

针对GAMIT/GLOBK软件解算得到的4 a GPS/PWV时间序列的特征提取问题,提出基于滤波辅助的部分集成经验模态分解（PEEMD）与Hilbert谱分析相结合的特征提取方法。首先,在PEEMD方法的基础上,结合滤波辅助的PEEMD方法与Hilbert谱分析,建立GPS/PWV时间序列特征提取模型;然后,将所提出的方法应用于TNML测站4 a的GPS/PWV长时间序列和7 d的GPS/PWV短时间序列分析中,并将滤波辅助的PEEMD结果与传统的小波分解结果进行对比。结果表明,该特征提取方法能准确有效地提取出 GPS/PWV时间序列中的周年周期和日周期特征分量,滤波辅助的PEEMD分解结果与小波分解结果一致,且提取的特征分量与原始信号更加吻合。     

基于小波变换及Matlab的遥感图像压缩效果分析

主要对小波变换在遥感图像压缩中的应用进行了研究。首先对小波变换理论及其实现进行了简要的介绍。然后,重点分析了小波变换分解层次、阈值选择对图像压缩效果的影响。利用MATLAB小波工具箱提供的小波变换函数,采用haar小波、db小波、sym小波、coif小波、bior小波进行遥感图像压缩,并对压缩效果进行了分析比较。结果表明,随着压缩倍数的增加,所需小波变换的分解层次也相应增加;但当压缩倍数选定后,对于大小一定的遥感图像,小波变换分解层次达到某一定级次时,再增加变换的分解层次,对压缩效果的作用甚微。因此,当图像大小一定时,压缩倍数和小波变换的分解层次之间存在一个较佳匹配问题。同时,通过实验数据,说明了在小波压缩过程中,阈值对压缩图像的压缩比和能量保持比的定量影响,表明将小波变换用于遥感图像压缩具有压缩比大,压缩效率高的优点。实验结果为小波变换在遥感图像压缩中的实际应用提供了理论参考。     

利用澳洲北斗GEO数据改进Klobuchar模型

利用澳大利亚科廷大学双频北斗GEO数据,分析了2013、2014年该地电离层VTEC的日变化、季节变化特性。在此基础上,针对Klobuchar模型在计算穿刺点VTEC上存在的不足提出一种改进模型。最后利用1 a的数据对改进模型计算VTEC的精度进行评估。结果表明,改进模型计算VTEC的精度明显高于原模型,绝大部分月份精度提高超过10%,总体精度达到64%以上。     

基于SSA的GPS坐标序列去噪及季节信号提取

基于SSA技术对GPS时序的去噪及季节信号分离进行研究。通过对模拟数据及GPS实测数据的分析,并与经验模式分解EMD（empirical mode decomposition）和小波分析方法进行对比,结果表明,SSA、EMD和小波分析均是有效的去噪方法,但SSA去噪性能更优越,且能更有效和稳定地从GPS时序中提取周期项信号。     

����GPS˫Ƶ�ز���λ����Ԫ��������VTEC

?????????μ?????????????????????vertical total electron content??VTEC????????,???????????????????????????????VTEC?????????????????????????VTEC??IGS??International GNSS Service??????VTEC?????仯??????￡????????????????????????????????γ???仯???ɡ?     

Some Problems on the Global Wavelet Spectrum

In order to test the validity of the global wavelet spectrum - a new period analysis method based on wavelet analysis, we carried out some simple experiments. In our experiments we used idealized time series and real Nifio 3 sea surface temperature （SST） for testing purposes. First we combined different signals which have the same power but different periods into some new time series. Then we calculated the global wavelet spectra and Fourier power spectra for the testing time series. The testing results revealed that on some occasions the global wavelet spectrum tends to amplify the relative power of longer periods. By making comparisons with the results obtained by the traditional Fourier power spectrum, we demonstrated that on an occasion when the global wavelet spectrum does not work the Fourier power spectrum can be used to achieve the right results. Hence it is recommended that when making period analysis with the global wavelet spectrum one needs to do further tests to confirm their results.     

利用地基GPS探测震前电离层TEC异常

利用地基GPS测量获得垂直电子总含量(VTEC)数据，采用统计分析方法，对亚洲3次大地震震前VTEC进行了检查。结果发现，在临震前10天之内。孕震区上空的VTEC均出现了明显的异常扰动，异常的增加一般出现在异常减少之前。但距发震时刻较远，该异常可能与太阳或地磁活动增强有关；异常的减少一般临近发震时刻，基本可以归结为地震引起的电离层效应。     

改进的小波阈值函数对变形监测数据的去噪研究

基于小波分析中传统的阈值函数,结合其他学者提出的小波阈值函数,提出一种改进的小波阈值函数,并将其应用于变形监测数据的去噪处理。理论分析和算例表明,新的小波阈值去噪函数能够有效去除噪声。     

基于小波分析辅助GPS-IR反演土壤湿度研究

GPS-IR是一种基于卫星反射信号的新的遥感技术,利用SNR观测值中的卫星反射信号可实现土壤湿度的反演。针对卫星反射信号分离问题,提出一种基于小波分析的卫星反射信号分离新方法。实验表明,采用小波分析能够针对不同卫星的信噪比观测值作出相应变化,有效分离卫星直射信号,获取更加准确的卫星反射信号;采用线性回归模型能够很好地表示相对延迟相位与土壤湿度之间的相关性,通过小波分析获取的结果相对于低阶多项式结果有明显提高。     

太阳耀斑对电离层天顶方向电子总量的影响

对2000年7月14日太阳耀斑爆发期间北京、武汉、上海3个观测站的GPS数据进行了精化处理,计算出各个卫星交叉点沿天顶方向上的电子总量,并对是否消除仪器偏差的计算结果进行了比较,从时间域、空间域上分析了这次耀斑爆发时电离层电子总量变化的特点。结果表明：利用精化的GPS数据才能更好地反映出太阳耀斑爆发时电离层电子总量的突变情况和变化规律。分析1998年11月22日和2000年7月14日耀斑爆发期间的GPS资料,还发现在耀斑爆发前一天与耀斑爆发相对应的一个时间段内,如果卫星交叉点的运动轨迹是从高纬到低纬的运动,这些交叉点的VTEC(天顶方向上的电子总量)值在该时间段内有迅速增长的异常现象。这是否是耀斑爆发的“前兆”现象,值得进一步研究。     

附加GIM约束的全球电离层建模

针对目前地基GNSS台站在全球分布不均匀,导致南半球海洋和中高纬地区出现与实际不符的VTEC为负值的问题,利用IGS前1 d的最终GIM作为虚拟观测值对TEC可能为负值的地区进行约束,结合GNSS数据建立全球电离层模型(称为SGG模型),并用2014年200多个IGS台站数据对模型进行验证。结果表明,各台站VTEC的RMS优于3 TECu(赤道异常区域RMS在5~7 TECu)。同时SGG能有效消除南半球海洋(40°~90°S)VTEC为负的情况,且对原有非负VTEC几乎没有影响(其变化小于2 TECu)。SGG的卫星DCB与CODE 相比,RMS和MEAN分别优于0.2 ns和0.04 ns,不同纬度带SGG与CODE的接收机DCB估值变化基本一致,两者之差基本在1 ns以内。     

���μ�����ݵ�С��������Ԥ�ⷽ��

??????μ?????????????????????????С??????????????????????С???????????????μ??????????????????????????????????ó????????б????ó?????:С??????????????μ??????????????????????Ч????     

一种复合去噪的图像处理方法

针对小波变换和多级中值滤波各自在去噪方面的优点和不足,提出了一种新的图像复合去噪算法;该方法先对图像进行中值滤波,然后再用小波变换和中值滤波相结合进行进一步的滤波处理,得到最终的滤波图像。实验表明,该种方法在有效去除噪声的同时还很好的保护了图像的边界,图像的视觉效果良好。