基于均值漂移的粒子滤波算法设计及其在导航数据处理中的应用

针对标准粒子滤波算法中存在的计算量大和粒子的权值退化的缺陷,将均值漂移算法和PF算法进行融合,设计基于均值漂移搜索算法的粒子滤波新算法。该算法仍遵从粒子滤波算法的计算框架,基本原理是利用MS算法对粒子的聚类作用,将均值漂移思想融合到粒子滤波算法的重要性采样过程中,对粒子集进行确定性搜索,使每个粒子收敛于局部最优值,这样粒子的状态表示更接近真实的状态分布,因此只需较少的粒子数便可达到未嵌入MS的使用大量粒子数的粒子滤波状态估计的性能,从而在缓解粒子的权值退化的同时提高粒子滤波算法的实时性。大量的数值试验和对GPS/DR组合导航数据处理的结果验证了该方法的有效性。     

微分算子展开与耦合势三维有限体积法快速计算随钻超深前视电阻率测井响应非线性Born逼近

本文将非均质各向异性地层中电磁场耦合势Helmhotz方程分解为各向异性背景场方程与散射场方程,并应用算子展开技术推导出耦合势Born级数解,建立一套三维非均质各向异性地层中随钻超深前视电阻率测井响应各阶散射电磁场与非线性Born逼近的有效计算方法.首先,利用传输线法与二维插值技术确定背景电磁场空间分布,得到零阶Born逼近解,然后根据电磁场耦合势的Born级数解推导出各阶散射电磁场方程与递推关系,通过三维有限体积法实现各阶散射场耦合势方程的离散,在此基础上结合MKL PARDISO并行技术,通过递推方式逐步计算各阶散射电磁场,并根据Born级数部分和确定不同阶次的非线性Born逼近.最后利用数值模拟结果对正演算法加以检验,并深入研究分析各阶散射场的变化特征与Born级数的收敛性质.

     

反演地表质量变化的附有方差约束的径向点质量方法

针对目前径向点质量方法在反演GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment)时变地球重力场信号时条带噪声和泄漏误差较大的问题,本文提出了一种附有方差约束的径向点质量方法(Variance Constrained Radial Point-Mass Method,VCPM).该方法利用质量块的先验方差信息设计正则化矩阵对质量变化反演进行空间约束,同时为了解决单一的正则化参数不能适应全球质量变化大小不均匀的问题,构建了迭代的正则化处理策略.为了检验VCPM方法的可靠性,本文反演了2003-01-2014-11全球地表质量变化,并与GRACE球谐位系数法、GLDAS2.1水文模型、CSR (University of Texas Center for Space Research,德克萨斯大学空间研究中心)与JPL (Jet Propulsion Laboratory,喷气推进实验室) RL06 Mascon数据在全球的均方根误差、长期趋势、周年振幅以及局部的冰冻圈、陆地流域质量变化进行了对比分析.结果显示VCPM与CSR Mascon在全球、陆地和海洋区域的RMSE按面积加权平均值分别为2.12 cm、4.16 cm和1.25 cm,在全球和陆地区域均低于CSR Mascon与JPL Mascon的相应RMSE (2.22 cm和4.62 cm),在海洋区域仅略大于CSR Mascon与JPL Mascon的RMSE (1.18 cm);在8个陆地流域和内陆海域的时间序列对比中,VCPM与两种Mascon数据在扣除季节项和趋势项后的相关系数在绝大多数区域仍能达到0.86以上;另外相对于传统点质量方法和球谐位系数法,VCPM能有效抑制南极和格陵兰岛等区域的泄漏误差.这表明本文所提出的VCPM方法可以有效去除条带误差、抑制海陆信号泄漏且大幅提高反演结果的精度和空间分辨率,从而为计算高精度高分辨率地表质量变化提供了一种可供选择的有效途径.

     

空间直角坐标和大地坐标的转换

目前国内在空间直角坐标和大地坐标转换公式使用问题上 ,还明显缺乏必要的统一性。针对这个问题 ,本文作者在全面分析和比较国内外现有各种转换方法的基础上 ,重点推荐和介绍根据 Bowring研究思路导出的转换公式 ,这组公式既简单又具有很高的计算精度 ,能够满足各个部门的使用要求     

PPGIS在国土空间规划中的应用研究

通过分析国内外国土空间规划发展历程,指出公众参与规划面临积极性不够、专业性不强、参与形式单一等问题.PPGIS是公众参与理论与GIS及其相关技术相结合产生的一个新的应用研究方向.本文通过研究PPGIS在国土空间规划确定规划目标、方案优选、规划审批、规划实施四个阶段的应用,解决了公众参与规划存在的一系列问题,并且提高了规划的科学性、合理性和可操作性.     

军民测绘标准融合方法研究

为了统筹军地资源,加强国防建设和经济建设,国家对军民融合的发展战略进行了统一部署。军民测绘标准融合是推动军民测绘事业发展的一项重要内容。通过梳理和对比分析现有军民测绘标准体系及其标准之间的相互关系,提出军民测绘标准融合的工作建议,从而为军民测绘标准融合工作的开展与实施提供参考。     

陀螺全站仪在地铁联系测量中的应用

介绍了陀螺全站仪在地铁竖井联系测量中的应用。简述井上下连接测量、陀螺全站仪定向的方法,分析陀螺定向的精度,讨论定向方法的优缺点。实践表明:利用陀螺全站仪进行竖井联系测量,克服了几何定向精度低、占用井筒时间长等缺点,提高了井下测量数据精度,为地铁安全生产工作提供了保证。     

数字城市到智慧城市的思考与探索

首先综述构建权威、唯一、通用数字城市地理空间框架的必要性,然后详细介绍我国数字城市建设的总体思路、进展情况、发挥的作用及产生的影响。并针对时代发展、技术进步和需求变化,论述当前地理空间框架面临的全新发展机遇和挑战,以及当前存在的问题,明确指出智慧城市阶段地理空间框架的建设目标与内容,展望下一步技术突破的方向。     

局部海洋磁力异常图的Coons曲面重构

针对地磁导航中地磁图的精化与制备的问题,采用了一种在地形拟合中使用的Coons曲面模型方法。探讨了使用不同的已知点数和边界曲线方法时Coons曲面的精度变化。针对某测区海洋地磁异常数据进行了实验,并与常用的Taylor多项式和Kriging插值两种方法进行了对比。由实验结果看出其精度优于其他两种方法,为在进行地磁匹配导航时得到更为精细的地磁图提供了一种参考方法。     

Informatization Geomatics Innovative Experiment Teaching Exploration

This paper explored and discussed the cognition of informatization geomatics innovative talents cultivating laws and the basic principles and teaching system of informatization experiment teaching in the informatization experimental teaching innovation.