利用CUDA的剪切波数据三维可视化

提出了一种基于CUDA的并行体绘制技术,将CPU与GPU进行协同工作,将光线投射这一高度并行的过程交由GPU来处理,同时设计了相应的体绘制数据访存优化策略来提高穿并行加速比。实验证明本方法可以将串行绘制速度提升三十倍。通过中国大陆南北带地区的剪切波数据三维可视化实验结果,可以直观看出低温物体的下沉俯冲带的分布。从三维图像可以看出,由于俯冲带的拖曳作用,使得软流圈的物质存在着向上流动的趋势,该高温物质在上升的过程中,使研究区两侧受到热物质的侵蚀而产生拉张作用,在一定程度上导致了该两侧的构造较为活跃,形成了类似断层、裂谷等拉张构造。相对于传统的显示方法,剪切波速度三维可视化更加高效、直观地展示了太平洋俯冲板块对南北带地区和华北克拉通动力学构造的影响,在地球物理学研究中得到良好的应用。     

基于抗差估计的GPS／CoMPASS组合实时差分定位算法

在GPS／cOMPASS组合差分定位基础上,引入抗差估计方法,通过降权调整合有粗差观测值对定位的影响,利用路测试验,对比RTK的厘米级定位,结果表明：抗差GPS／COMPASS组合实时差分定位优于非抗差定位,平面精度在2．0m左右。     

观测卫星不足时的GPS/INS紧组合抗差自适应滤波

常规GPS/INS紧组合抗差自适应滤波只适用于卫星数≥4的情况,且预测残差构造自适应因子要求观测值可靠。针对该局限性,对常规抗差自适应滤波算法做出两点改进:1)采用两步滤波,用第1步常规EKF滤波残差构造第二步抗差算法的粗差判别量;2)在第2步滤波用预测残差构造自适应因子时,剔除异常观测值对应的预测残差和预测残差协方差,以削弱观测异常对自适应因子的不良影响。实验结果表明,常规抗差算法在卫星数4时不适用。常规自适应滤波算法在观测值存在异常的情况下无法正确修正模型异常。改进后的抗差自适应滤波算法在组合系统观测卫星数4且观测值存在异常的情况下,仍能正确修正观测粗差和动力学模型异常,能够达到良好的导航精度。     

基于车载LiDAR点云的地物分类方法的研究

基于点云分类常用的近邻聚类法和物体表面分割等方法,本文提出了一种基于最大网格密度的近邻聚类的方法。该方法首先对原始点云进行低点提取,设置格网的大小,在此基础上对点云数据进行去噪并进行主成分分析,再对点云空间进行均匀格网化,使具有最大密度的格网为聚类中心,加入高程、强度以及法向量等特征对分割后的点云实现了不同地物的分类,提高了运算效率,降低了错分率。     

自由设站起算点可用性的两步判断法研究

目前在地铁隧道结构变形监测中通常采用自由设站极坐标的测量方式,起算点准确是保证监测结果有效性的关键。地铁隧道监测自由设站起算点数量有限,当多点存在变动时通常难以准确判定各点的可用性。本文针对自由设站已知起算点的可用性问题,采用坐标系转换求解各已知点的位移分量完成可用性判断。重点关注坐标系转换关系的求解,提出了两步法的求解思路：采用RANSAC算法计算初值,然后进行迭代权估计计算得到最终结果。最后通过现场实测和模拟测试的方式验证了该算法的探测能力。     

车载LiDAR点云中交通标线的提取方法

交通标线,作为道路上重要的交通标识,为司机和行人提供重要的引导信息。车载激光扫描系统(车载LiDAR)可以快速获得被测目标的表面三维坐标信息,为提取高精度三维交通标线提供了可靠数据源。本文通过分析道路点云数据的平面距离、点云强度、点云密度等特征,将点云数据归化成地理参考强度图像。针对生成的二维参考图像,充分借鉴图像处理中目标分类与识别的手段,将交通标线信息准确提取出来。实验表明,该方法可行、有效。     

抗差最小二乘配置在数字化地图几何纠正中的应用讨论

抗差估计具有较好的抗拒异常观测值及粗差的能力,而最小二乘配置又能较好地处理系统误差,本文结合两者的优点,利用抗差最小二乘配置对数字化地图进行几何纠正,其中对协方差函数采用抗差拟合,得到了较好的结果。实验证明在GIS数据处理的扫描数字化地图几何纠正中,抗差最小二乘配置在抗拒异常值和处理系统误差方面优于单纯的最小二乘估计和单纯的最小二乘配置方法。     

基于载噪比及参数先验信息的抗差模型

结合GPS应用的特点,建立了一种综合载噪比(C/No)及参数先验信息的抗差模型。试验结果表明该模型具有更高的抗差性能,从而能更有效地削弱GPS观测量中各种误差的影响。     

海底入射角对多波束反向散射强度的影响及其改正

综合考虑测船姿态、声线弯曲和海底地形对入射角的影响,推导了计算多波束海底入射角的实用模型。根据Lambert法则,改正海底入射角对反向散射强度的影响。实例计算结果表明,所述模型能精确地计算波束在海底的入射角,有效地改正其对反向散射强度的影响。     

GPS/Doppler导航随机模型的移动窗口实时估计算法

引进时间遗忘因子和观测冗余度因子,有效地平衡移动窗口内不同时刻的观测数据及其冗余情况对单位权方差估值的贡献,改进单位权方差的移动开窗实时估计算法.采用载噪比模型确定观测权阵,等价权抗差估计方法处理粗差.实测车载GPS/Doppler数据的处理结果表明:采用本文算法显著提高GPS/Doppler的导航精度与可靠性.