融合多尺度视网膜图像增强的动态云检测

云检测是气象卫星各类定量遥感产品的基础,无论是以云图为基础的天气分析还是以去云为前提的各类大气和地表参数反演、沙尘火情等灾害检测,都需要对遥感影像中的云进行准确识别,尤其是薄云和云边缘等细节识别。针对静止气象卫星(以Himawari-8为例)精细化云检测,本文提出了一种基于多尺度视网膜图像增强的动态云检测算法。该算法基于云层与背景信息辐射特征不同的原理,构建可见光和红外波段的晴空辐射背景场,通过多尺度图像增强和最大类间差方法对辐射差值进行云细节信息的增强和提取。利用2021-2022年的75景MODIS云检测产品作为验证数据进行算法精度验证,整体上算法精度达到91.13%,召回率为94.02%,精确率为86.71%,有较强的适用性和稳健性,且已经较好地支撑了近两年的定量遥感产品业务化应用。     

BDS-3精密单点定位时间传递综合性能分析

我国北斗三号卫星导航系统(BDS-3)的建设已基本完成,因而,充分利用当前BDS-3进行精密单点定位(PPP)的时间传递亟需深入研究.本文从两方面来充分研究BDS-3 PPP时间传递:1)北斗二号卫星导航系统(BDS-2)、BDS-3和BDS-2+BDS-3 PPP时间传递;2)钟模型约束的BDS-3 PPP时间传递.试验结果表明:相比BDS-2 PPP,BDS-3和BDS-2+BDS-3 PPP结果平滑残差的均方根(RMS)值可减少约为34.5%和38.23%,960 s的稳定度分别提高35.81%和37.75%;相比传统的白噪声(WN)模型,基于钟模型的BDS-3和BDS-2+BDS-3 PPP时间传递所得平滑残差RMS值分别减少65.17%和74.42%;频率稳定度最大可提高80%.     

一种北斗卫星钟差短期预报组合方法

针对北斗卫星钟差预报研究较少的情况,基于灰色模型与BP神经网络模型,构建一种全新的组合预测模型. 该组合钟差预测模型通过最优权方法有效结合两种单一模型的优点,实现北斗钟差的短期预报. 最后,以北斗三种型号卫星所携带的原子钟数据为例,计算出每种单一模型的权重,通过构建最优权预报模型实现了钟差的短期预报,预报结果优于两种单一模型,证明了该组合预报模型在钟差短期预测方面有效性与适用性.      

基于BDS的毫米级基坑围墙位移监测及告警系统

针对建筑基坑围墙及基坑边坡在建筑物施工过程中发生水平位移和沉降造成安全隐患问题,设计了一种基坑围墙位移监测系统,利用测点定时采集北斗卫星导航系统 (BDS)观测数据,在服务器上结合参考站数据顺序对各个监测点位移监测数据进行处理,最后用休哈特均值控制图,当测点位移量超过阈值时系统发出告警,测点每60 min给出一组测量值,准静态实际测试结果表明:系统能够实现基坑围墙测点东(E)方向为5 mm;北(N)方向为4 mm;天顶(U)方向为9 mm的监测水平.      

北斗与高分融合的数字孪生地球

本文阐述了数字孪生地球的起源、概念、构建和发展,重点探讨了北斗、高分、数字孪生与数字地球的融合.基于通信和计算机等共性信息基础设施,将数字孪生地球的构建分为6个步骤:全链可信时空、全息精准映射、实时泛在感知、多模数据融合、单体时空智慧和全域共智共治.针对时空大数据从采集到应用都具有分布式特点,提出了利用“北斗+区块链”技术解决业务协作中的信任问题.指出了高分实现虚实地球间的全息镜像,北斗作为高分产品传递时空基准,实现了虚实地球间的精准映射;另外,北斗和高分也是实现时空态势感知的主要技术.针对海量时空大数据对数据操作和融合带来的挑战,指出了北斗网格位置码是更有效的数据组织模式.介绍了利用时空大数据驱动人工智能(AI)和模拟仿真,可为规划、设计和决策提供最优方案.分析了单体智慧的存在重复建设和资源浪费等问题,指出了数字孪生地球是跨界融合各种异构单体智慧,实现全域共智共治的时空底座.     

国产微景一号小卫星影像的城市裸地识别应用

低成本微小卫星及其星座组成是近年来卫星遥感领域发展的重要方向之一,可有效弥补单一卫星过境频次过少和组网成本过高的问题.遥感卫星监测具有覆盖面广、不易受人为干扰的优点,是生态环境领域获取裸地信息的重要手段.该文基于国产微景系列低成本微小卫星的遥感影像数据开展了城市裸地识别的探索性研究,并将其结果与美国陆地系列卫星(Lan...     

集成加速度计与GNSS的动态形变监测方法比较

针对动态形变监测领域中的加速度计频域积分、全球卫星导航系统（GNSS）,以及GNSS/加速度计融合卡尔曼滤波3种数据处理方法进行了比较研究。首先提出了GNSS辅助的频域积分方法以及简易GNSS/加速度计卡尔曼滤波算法;然后利用振动台模拟不同频率的动态形变,通过横向与纵向分析上述3种方法对不同频率形变的监测能力。实测结果表明：本文提出的GNSS辅助的频域积分方法有效解决了频域积分初始位置不确定的问题;GNSS可监测的振动频率上限在实测中未能达到奈奎斯特理论采样频率,采样频率为5 Hz的GNSS数据可监测的振动频率上限仅能达到2 Hz;提出的简易GNSS/A-CC卡尔曼滤波受GNSS数据质量影响较大,当GNSS出现异常时,卡尔曼滤波将快速发散;3种数据处理方法中,GNSS辅助的频域积分方法精度最高,均方根误差仅为0.47 mm,GNSS次之,均方根误差为0.77 mm,GNSS/加速度计卡尔曼滤波精度最差,均方根误差达到0.79 mm。     

基于HVS和模糊隶属度函数的卫星图像融合算法

提出了一种基于人类视觉系统和模糊隶属度函数的小波卫星图像融合新算法,利用小波域的人类视觉系统经验模型,刻画图像的边缘、纹理及高亮区域,采用模糊隶属度函数自适应地计算权系数,在小波域上通过加权平均实现了图像融合。     

北斗区域导航定位精度分析

采用全球均匀分布MGEX站的观测数据,详细分析了北斗卫星导航系统(BDS)的卫星可见性、PDOP值分布,以及伪距单点定位精度,并将其结果与GPS和BDS+GPS组合系统进行了比较分析,讨论了不同定权方法对BDS+GPS组合系统定位精度的影响。试验结果表明,在全球大部分地区,GPS的定位性能优于北斗系统,在亚太中低纬度地区,BDS的定位精度与GPS相当甚至超过GPS;BDS+GPS组合系统的定位精度通常优于单一系统,但随机模型不准确也可能导致组合系统的定位精度不如单系统;Helmert方差分量估计可以在一定程度上提高组合定位精度。     

GPS信噪比用于雪深监测研究

针对利用全球导航卫星系统反射信号研究测站地表环境参数已成为一个新兴的研究课题这一现状,该文基于全球定位系统信噪比与信号振幅的变化特征,给出了基于全球定位系统多路径信号的全球定位系统多径反射技术用于雪深探测的基本原理。为了验证算法的有效性,利用美国PBO网络中P360站离散20d的全球定位系统原始观测数据进行雪深探测的反演实验。实验结果表明:全球定位系统多径反射技术反演雪深值与实测雪深值吻合较好,误差均值为0.07m,相关系数大于0.99。因此,利用全球定位系统信噪比可以进行雪深探测,在未来的全球导航卫星系统观测站建立时,可以考虑它在环境监测方面表现出来的潜能。