胡小工[1]1999年在《空间测量技术的数据处理精度评估和残差统计分析》文中进行了进一步梳理本工作首先在第二章证明用Givens－Gentleman正交变换给出的加权最小二乘解与统计定轨理论求得的解一致。并采用正交变换方法计算其它的一些重要的统计量，如考察协方差矩阵，摄动矩阵等并计算这些量随时间的传播。这种算法的优点是通过降低法方程的条件数提高了计算的稳定性，同时可以方便地对不同的参数组合情况求解而不需多次解算法方程。推导在Givens－Gentleman正交变换形式下的考察协方差分析理论，给出考察协方差矩阵，摄动矩阵等在此形式下的表达式。在理论分析的基础上给出我们在编写Givens－Gentlemen正交变换算法下的多级复弧协方差分析软件CAPS时采用的详细的流程图并介绍使用时应注意的一些问题。 第三章将本工作编制的CAPS运用到引力常数GM解算的情形中，具体计算了未参加估计的台站坐标的误差对解算结果的影响。这种影响的直接后果是降低了解算的精度。本章还对解算内符精度和真实外符精度之间差别的原因进行了初步的探讨。作为CAPS的另一应用，第三章还讨论用卫星激光测距资料解算地球自转的短周期变化可达到的内符和外符精度。同时考察不解算地球自转的短周期变化时，其误差对精密定轨和地球自转常数解算的影响。 第四章介绍空间VLBI的精密定轨及其在天文地球动力学应用研究中的最新进展。我们特别强调指出因为空间VLBI的时延和时延率观测量同时涉及到射电参考系、动力学参考系和地固参考系，所以特别适合于参考系的直接连接工作。将CAPS应用于空间VLBI的协方差分析。还介绍了为处理空间天线的太阳辐射压而发展的随机摄动理论。 第五章在统计轨道理论的框架下分析多种技术资料的综合处理方法的精度。提出除了拟合后剩余残差的RMS外，庇尔生（Pearson ）x~2统计量和高阶矩也应作为判断解算好坏的重要指标。初步探讨了利用这些统计量评价不同技术间的相对权因子给定问题。作为对系统差来源的初步探索，利用考察协方差分析理论分析了考察参数误差对解算的影响，讨论了考察协方差与相对权因子的关系。 在空间技术的实际资料处理中，经常遇到不同待估参数组合解算的RMS水平大致相当而估值结果相差甚远的情况。本文第六章提出采用残差统计检验的方法，结合RMS的大小，来判断精密定轨和参数解算的好坏。将拟合后的剩余残差序列看作一个随机变量样本，并假设其满足正态分 i布，本章采用高阶矩和皮尔生／统计量来度量残差序列偏离正态分布的程度。根据统计检验的结果，本章提出选择合适的待估参数的标准。 第七章指出数值积分方法计算状态转移矩阵在程序实现时存在的困难。根据精密定轨和参数解算的实际需要，提出用差分算祛，即通过两条很接近的轨道的差来计算状态转移矩阵。差分算法的优点是程序具有良好的结构且编程较简单，其不足之处是差分时可能损失精度。将差分算法与数值积分方洁的结果进行了比较，说明了克服其不足之处的方法。 第八章总结了本文得到的结果并对在本工作基础上值得进一步研究的问题进行了初步讨论。 本工作中本文作者自己的研究工作及试图解决的问题大致包括以下三方面： 对新的空间技术（空间 VLBI）和地球物理信号检测（地球引力系数 GM和 地球自转的周日和半周日短周期变化）给出具有严格数学基础和清晰统 计含义的考察协方差分析精度评价。 充分利用残差的统计特征，通过计算其Pearson xz统计量和高阶矩并与白 噪声的相应量比较而对解算结果进行全面的定量评价，避免由于不恰 当的待解参数和解算方案造成的残差均方差较小而其结果偏离真实情 况。在此基础上讨论综合解算多种技术的相对权问题和恰当待估参数 和解算方案的选择问题。 考虑到多种空间技术处理的实际需要，建立协方差分析的正交变换算 法和状态转移矩阵的差分算法，使算法和软件具有广泛的适用性，为多 种技术的综合资料处理打下基础。
张锦明[2]2012年在《DEM插值算法适应性研究》文中研究说明原始数据精度、插值算法、地貌类型、采样数据分布特征和尺度是影响DEM精度的主要因素，其中插值算法是直接因素，地貌类型、采样数据分布特征和尺度等因素通过插值算法影响DEM精度。因此，本文从影响DEM插值精度的不同因素出发，研究DEM插值算法的适应性问题，以降低DEM插值的不确定性、提高插值精度为终极目的。论文围绕着DEM插值参数、地貌类型适应性、采样分布特征适应性、尺度适应性等问题展开了深入地研究和实践，主要包括：①运用多种实验方法系统地研究了DEM插值参数的“优选”问题提出了DEM插值参数的确定性和不确定性分类标准，运用交叉验证法、相关分析、趋势面分析、方差分析等一系列实验方法，系统地研究了不确定性插值参数的“优选”问题；实验结果将为广大用户提供插值参数选择的“最优”取值区间，消除插值参数选择的随意性。②建立了地貌类型模糊隶属度函数模型，实现了插值算法的地貌类型适应性研究运用模糊数学方法建立了基于规则分布采样数据的地貌类型模糊隶属度函数，实现了地貌类型的自动判别，为DEM插值算法的地貌类型适应性研究奠定了统一的地形基础；提出了宏观地形特征因子最佳分析区域预测模型，使得地形特征因子的计算在统一的基础上完成；提出了地形特征因子动态谱系图，为选择地形特征因子判别不同标准地貌类型提供了依据。③提出了局部地形特征描述模型，实现了插值算法的采样分布特征适应性研究根据DEM插值算法的特性，选择地表粗糙度指标、空间分布指标、距离指标，建立了局部地形特征描述模型，用以衡量局部区域内采样数据的地形特征，为DEM插值算法的采样分布特征适应性研究提供了全新的思路。④提出了水系和地形套合精度定量化描述模型，实现了插值算法的尺度适应性研究根据水系和地形的特点，利用偏移量隶属度函数，建立了水系和地形套合精度定量化描述模型，实现了水系和地形套合精度的定量计算，为等高线综合、DEM多尺度转换提供了崭新的方法。
李雪川[3]2016年在《联合测轨VLBI、USB及空间VLBI技术对月球探测器精密定轨的研究》文中研究说明月球作为距离地球最近的自然天体,一直是人类开展深空探测活动的首选目标,目前世界各国实施的探月任务次数几乎占到了总深空任务次数的一半。月球探测主要通过发射月球探测器来进行,而月球探测器的精密定轨在探测任务中占据着重要的地位。探测器定轨精度的高低不仅关系着探测任务能否顺利实施,而且是分析各类探测数据的前提。月球探测器的定轨精度与探测器所受的摄动力模型、观测方程以及测轨技术等因素有关,摄动力模型精度的高低直接影响了探测器的定轨精度,而月球的非球形摄动是月球探测器环月飞行时所受的最大摄动力,因此月球重力场模型的精度直接影响着探测器精密定轨的精度；在定轨过程中涉及的地面测站坐标和探测器坐标分别位于不同的时空参考框架下,因此在建立观测方程时要将二者统一到相同的参考系中,不同坐标系间的相互转换涉及到坐标转换参数,因此坐标转换参数的精度直接影响了坐标转换的精度,从而影响了观测方程的建模精度,最终影响了定轨精度；月球探测任务中往往采用多种测轨技术联合跟踪,例如我国的嫦娥探月工程中,联合使用了统一S波段(USB)测距测速和甚长基线干涉测量(VLBI)进行测定轨,其中VLBI技术的使用显著提高了嫦娥系列探测器的定轨精度。而空间VLBI技术作为地面VLBI技术的延伸,其测量精度进一步提升,同时其观测量丰富了探测器轨道信息,因此联合空间VLBI与其他技术能够提高月球探测器的定轨精度。基于以上分析,本文开展了如下研究工作：(1) 总结了当前国内外主要月球探测器的定轨研究现状,从月球重力场模型和坐标转换参数两个方面分析了其对月球探测器定轨精度的影响,并总结了国内外目前的研究进展；在目前VLBI技术被广泛用于月球探测器测定轨的现状下,分析了空间VLBI技术用于探测器定轨的优势与研究现状。(2) 详细介绍了月球探测器精密定轨的理论基础,介绍了月球探测器在轨飞行时所受的主要摄动力,以及目前主要的月球探测器测轨技术：无线电测距、多普勒测速和VLBI,给出了三种技术的观测模型。详细介绍了月球探测器定轨涉及的时空参考框架,并着重介绍了不同坐标系统、不同时间系统的相互转换。(3) 为研究月球重力场模型对月球探测器定轨精度的影响,利用嫦娥二号VLBI实测数据比较分析了四种月球重力场模型用于嫦娥二号探测器环月段的定轨精度,并研究了不同的月球重力场球谐阶次对定轨精度的影响,通过轨道重叠分析、轨道预报等方式,得出了定轨精度最高的重力场模型,并针对嫦娥二号环月段两种轨道类型得出了定轨解算时所需的最低重力场阶次。(4) 针对精度较低的ERP预报值影响了月球探测器实时定轨精度的问题,提出了将ERP参数与定轨参数共同解算的方法,首次推导了包含ERP估计的VLBI观测模型。通过嫦娥二号实测VLBI数据进行了定轨验证,结果表明该方法显著提高了嫦娥二号奔月段的定轨精度,同时估计的ERP值精度相比预报值也有了一定改进,为提高探测器的定轨精度和ERP预报精度提供了一个双赢的方法,对完成深空探测任务具有一定的创新性和应用价值。(5)为研究空间VLBI对月球探测器精密定轨的影响,首次研究了空间VLBI技术对月球探测器定轨精度的影响,通过模拟的空间VLBI观测数据,联合其他类型的观测数据,对嫦娥二号探测器环月段轨道进行了定轨分析,结果表明空间VLBI数据的加入显著提高了嫦娥二号探测器的定轨精度。同时SVLBI数据的加入有助于提高ERP参数的估计精度。(6) 针对目前可用的月球探测器定轨软件平台一般未涉及到ERP共同解算,设计并编写了具有自主知识产权的月球探测器精密定轨软件,该软件成功实现了ERP参数与探测器定轨参数的共同解算,可进行空间VLBI、USB、地面VLBI等多种观测数据的模拟和定轨解算。通过大量的数值分析和研究对软件的可靠性进行了验证。
郭德强[4]2008年在《航天测量船校飞残差数据的分析与处理》文中指出“远望”号航天测量船是我国航天飞行器测控系统的一个重要组成部分,它是为了适应导弹、航天器试验的发展而在海上设置的测控站。新研制或经改造的测试设备装船以后,要经过静态指标测试、坞内标校及标定,以及海上校飞试验来鉴定其动态跟踪性能。本文以“远望”号测量船为背景进行测量船校飞残差分析与处理研究工作,并探索校飞数据在实测过程中的应用。本文工作主要体现在以下三点:1、校飞残差数据分析。本文深入分析了测量船校飞的测量误差源,建立了主要误差源的分解模型;对校飞残差数据进行了特性分析和统计分析,得到了一些有意义的结论。2、基于校飞残差数据的测量误差模型辨识。通过对校飞残差的分析,建立了系统误差模型,通过辨识,确认主要误差源为动态滞后误差;文章提出了一个动态滞后误差修正新模型,通过模型检验,可以有效抑制残差中的趋势项,均方差降低一半以上。3、基于校飞残差数据的船摇误差模型辨识。本文通过分析船摇对外测的影响,利用非线性随机响应理论,建立了船摇误差的NARMAX模型;通过模型检验,可以有效分离残差中的隐周期项,剩余残差接近白噪声。本文探讨用校飞数据校准测量船外测系统,即找出鉴定过程中发现的误差原因并加以消除。通过对校飞残差数据的分析与处理,得到测量船外测系统的一些先验特征,如动态滞后误差模型、船摇误差模型等,在实测过程中可以改善数据修正效果,提高实测过程中目标定轨的精度。
吴晓广[5]2010年在《信息化测绘中的坐标系及其应用研究》文中进行了进一步梳理本文从信息化测绘的概念及发展出发,引出了信息化测绘中常用的一些坐标系,针对坐标系的多样性、不统一性,分析了目前我国参考系、坐标基准的应用现状及发展需求。为了将通过各种信息手段获得的测绘成果统一到地理空间数据库中,并从空间数据库中提取数据以满足各行各业不同的坐标应用需求,本文把重点放在了坐标基准的分析及应用上面,主要内容及结论包括以下几个方面:1.对目前测绘导航领域采用的各种坐标系进行了比较系统地归纳、整理和分析,结合未来信息化测绘导航的应用需求,指出高精度、动态、三维地心坐标系将是未来地理空间信息采集、管理和表达的统一坐标基准;2.对目前精度最高的国际地球参考架ITRF2005的地心坐标实现精度进行了统计分析,经分析可知,ITRF所采用的三种主要空间测量技术中:(1)GPS的内符合精度最高,VLBI次之,而SLR的精度较差;(2)高度方向精度普遍较低;(3)从三种技术来看,GPS和VLBI的经纬度方向精度明显好于高度方向,而SLR技术在三个方向上的精度分布较均衡;(4)GPS与SLR、VLBI之间的外符合精度都为毫米级,而SLR与VLBI之间的外符合精度稍差,为厘米级,最大2cm;3.对我国CGCS2000的定义及实现方法进行了较为系统的阐述,并将其与WGS-84就椭球参数的不同对大地坐标的影响进行了相关比较,得出了结论:CGCS2000与WGS84因椭球扁率的不同对某点的大地经度没有影响,对纬度和高度的影响跟该点的纬度值有关,且最大值远低于1mm,在目前坐标系的实现精度范围内是可以忽略不计的;4.结合布尔莎七参数模型,利用最小二乘法原理分别给出了二维坐标系统、三维坐标系统之间的存在多余观测情况下的坐标转换模型,给出了公共点的筛选方法。通过WGS-84、ITRF2005的实测数据对三维转换模型进行了数据验证,并通过内符合和外符合两种精度评估方法对结果进行了检核,证明了模型的高精度和可用性;5.讨论了区域性椭球面的建立方法:椭球膨胀法、椭球平移法、椭球变形法,并在此基础上提出了改进算法,即考虑椭球面与投影面间倾斜角的情况,给出了相关理论方法及公式。同时利用最小二乘法原理给出了多点法计算椭球面元素的相关理论及公式;6.针对未来真三维地理空间信息表达的应用需求,研究探讨了利用地心坐标求得空间各种几何参量的相关计算方法及公式,并阐述了空间量算在空间分析中的相关应用。
蔡国柱[6]2014年在《大型离子加速器先进准直安装方法研究》文中认为加速器准直测量技术是加速器建设和维护运行中一项关键的技术，它用于解决加速器元件在大尺度空间内精确定位的问题，以减小磁铁等加速器元件的位置偏差对束流质量及寿命的影响，还服务于加速器运行后对元件位置的监测和位置校正调节，最终实现物理实验的可行性和加速器运行的可靠性。论文首先对当今的大型离子加速器所涉及到的准直测量理论和技术进行了系统的论述，然后根据当前最新的以激光跟踪仪为中心的加速器准直安装技术，以本人参与的兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）维护及兰州医用重离子加速器（HIMM）工程为例，提出了大型离子加速器的数字化准直安装方法。着重于准直不确定度分配，高精度激光跟踪仪测量性能，三维控制测量网，数字化安装等细节开展了研究，以此确保准直实现过程的高精度和可靠性。本论文对于大型离子加速器准直安装方法的研究及成果主要集中在以下几个方面：1.通过对大型离子加速器准直特性的研究和磁铁外部靶标的设计，准直过程划分为靶标标定，控制网和现场调节实现三个基本环节。其中，“七参数”的元件中心位置解算，它完备了加速器数字化准直安装流程。2.通过对API T3和Leica AT401两种不同类型激光跟踪仪的精度研究和三维控制网测量中的分析，得出API T3具有高精度的测距性能，Leica AT401具有稳定的测角性能。它们的优势被应用在三维控制测量网中。3.通过三维测量控制网在大型离子加速器准直测量中的应用研究，统一的空间控制网平差模式更适应于加速器控制网测量，同时能够得到点位不确定的分析估计，水准基准和比例尺在三维控制网中的整合，多点参考框架的坐标系实现等技术，完备了三维控制网在加速器准直中应用，最终保证了CSR准直标准不确定度达到0.1mm的精度水平。通过对大型离子加速器准直流程，准直仪器，准直方法的研究，同时通过统计过程控制的分析保证磁铁准直结果的准确度,确保了兰州重离子加速器冷却储存环的束流稳定运行；再者，以此方法为基础，为兰州医用重离子加速器设计了更完备的准直测量方案。
李楠[7]2014年在《微震震源定位的关键因素作用机制及可靠性研究》文中提出微震监测技术作为一种实时、动态、连续的监测手段，在矿山、石油和边坡等岩土工程中得到了广泛应用。震源定位是微震技术应用的基础，也是国内外研究的重点和热点。震源定位的影响因素及其作用机制、震源定位可靠性评价方法是当前亟需解决的关键科学和技术问题。为此，本文围绕微震震源定位及可靠性评价，采用理论分析、实验室实验、数值模拟、现场试验等方法，研究并揭示了关键因素对震源定位的影响规律和作用机制；建立了微震到达波类型自动识别模型（APSIM）、基于APSIM的单纯形震源定位方法（APSIM-Simplex）和震源定位可靠性综合评价体系（SLRES）；开发了微震定位与可靠性评价系统，并进行了试验验证和现场应用。实验研究了不同微震台网布设、波速和到时误差对震源定位可靠性的影响规律。结果表明，微震台网内部的震源定位精度高，随着震源远离台网中心，定位精度和稳定性都呈下降趋势；台网对震源定位的影响存在方向性，不同方向上的定位误差和变化特征都不相同，且存在定位精度下降最快的方向。震源定位精度随波速和到时输入误差的增加而降低，并且下降的速率越来越快；不同位置震源定位受输入误差影响不同，台网内部震源受输入误差影响较小，台网边缘和外部的震源受输入误差影响较大。建立了微震震源定位双曲线控制方程（MHGE），分析了震源定位双曲线域的非均匀性几何特性。研究并揭示了微震台网对震源定位的几何扩散效应和方向控制效应，分别构建了两种效应的三维空间量化模型，提出了配对传感器的方向角，确定了空间微震台网的优化布置原则。对比分析了波速和到时误差在震源求解中的传播特性；根据关键双曲线和微震台网形态，监测区域可划分为到时误差主导和波速误差主导的两个不同区域，通常在微震台网内部到时误差是造成定位误差的主导因素，随着震源远离台网中心，波速误差逐渐成为造成定位误差的主导因素。传感器到时之间存在观测到时差值、P波到时差值理论极限和延迟波到时差值理论极限。根据微震台网和监测空间几何特征、到时差值和台站残差，分别构建了到时差值分析表和残差分析表，进而建立了微震到达波类型（P波、S波、延迟波和外部异常波）自动识别模型（APSIM）和基于APSIM的单纯形微震震源定位方法（APSIM-Simplex）。现场试验结果表明，APSIM能够对P波、S波、延迟波和外部异常波四种到达波类型进行有效识别；APSIM-Simplex求解系统稳定，震源定位精度得到了很大的提高。提出了评价震源定位可靠性的事件残差指标、敏感度指标、触发序列指标，确定了各指标的评价准则，建立了震源定位可靠性综合评价体系（SLRES），并进行了实验验证。结果表明，SLRES能够对定位结果进行全面有效评价，评价结果符合实际情况。综合APSIM、APSIM-Simplex和SLRES，开发了微震定位与可靠性评价系统，并进行了现场应用。结果表明，该系统实现了震源的高精度定位，而且能够对震源定位可靠性进行综合评价，满足现场微震监测需求。本文研究成果对进一步提高震源定位精度和微震监测预警的准确性、促进微震监测技术的应用等具有重要理论意义和应用价值。
戴小蕾[8]2016年在《基于平方根信息滤波的GNSS导航卫星实时精密定轨理论与方法》文中研究说明GNSS技术发展至今,一直致力于为用户提供实时、高精度、高可靠性的导航定位授时服务。GNSS高精度实时定位服务系统作为导航定位系统的有力支撑,通过提供高精度的实时轨道、钟差、电离层产品等信息,使得任何时间全球任何地点的用户可以实现高精度的定位。随着实时产品质量和可靠性的逐步提高,基于全球或区域跟踪网的实时精密定位服务将广泛应用于低轨卫星精密定轨、空间气象监测、地震监测与海啸预警、地球板块运动与动力学研究等多个领域,是目前GNSS应用技术研究的热点之一。稳定可靠的高精度轨道是实现卫星导航高精度定位服务的前提条件。导航定位中卫星位置作为动态基准,其轨道精度将直接影响到用户的定位精度。随着广域范围内实现实时精密厘米级服务的PPP-RTK技术的提出,对卫星轨道位置的实时性和精度提出了更高的要求。由于严重依赖于动力学模型的精度,目前常用的基于轨道预报获得实时轨道的方法存在不足与限制,尤其对于我国目前的区域北斗卫星导航系统,存在轨道力模型精度不高、不同姿态模式切换、轨道机动等因素,预报轨道的精度和可靠性难以保证,迫切需要发展新的实时定轨理论方法、算法模型与软件系统,以提升北斗系统的高精度实时定位服务能力。本文围绕GNSS实时高精度轨道滤波处理中的关键问题展开系统深入的研究。重点解决北斗卫星姿态控制模型建立、地影期间实时轨道确定、轨道机动处理等难点问题,在此基础上提出了采用自适应平方根信息滤波的实时轨道确定方法与策略,研制了基于滤波解算的多系统导航卫星实时精密定轨软件系统,通过实测数据验证了滤波定轨算法模型的正确性以及软件产品的性能。论文的主要研究工作和贡献如下：1)从卫星运动学模型、观测模型和参数估计三个方面,系统研究了导航卫星实时精密定轨的理论方法,主要包括卫星运动方程离散化及摄动力模型、观测误差改正及线性化、批处理解算采用的最小二乘估计方法和实时解算采用的平方根信息滤波方法。对本文实时定轨中采用的平方根信息滤波算法进行了重点研究,给出滤波解算定轨处理流程后,推导了滤波定轨中非线性误差和过程噪声随机函数模型。2)归纳分析了当前各导航卫星的偏航姿态模型以及用于姿态角估计的反向PPP算法,深入研究了北斗IGSO和MEO卫星偏航姿态切换机制。针对北斗IGSO和MEO卫星动偏零偏姿态切换期间初始姿态模型偏差会严重影响精密定轨参数估值,使得反向PPP估计的姿态角偏离实际值的问题,提出了一种改进的反向动态PPP估计方法,成功估计出了北斗IGSO和MEO卫星姿态模式切换期间姿态角的变化。基于估计的卫星姿态角,建立了北斗IGSO和MEO卫星的偏航姿态经验模型,并通过精密定轨结果验证分析了模型的准确性。并在本文北斗卫星实时精密定轨的研究中,均采用该偏航姿态模型对各相关误差项进行改正。3)研究了实时精密定轨观测模型精化与质量控制方法,实现了多系统实时定轨滤波处理中模糊糊度参数的固定。通过实测数据进行验证分析,结果表明：相比于浮点解,模糊度固定后GPS和北斗卫星三维轨道精度平均提高了2cm左右。4)针对机动卫星实时精密定轨的难题,深入研究了卫星机动的实时探测、机动期间卫星精密轨道的确定以及机动后精密轨道的快速恢复等关键问题。提出基于预测残差对卫星机动进行实时探测,探测到卫星机动后,采用自适应平方根信息滤波的方法确定机动期间卫星的实时轨道。通过北斗C05和C08卫星机动期间的实测数据对该方法的有效性进行了验证,结果表明：该方法可以有效探测出卫星机动,能有效避免因轨道机动造成的滤波发散,机动期间卫星对应测站的最大残差在0.3m以内,由于自适应滤波可以保持解算参数的连续性,大大缩短了机动后精密轨道恢复时间,机动结束后的3-6h定轨精度即可恢复至机动前的正常水平。5)分析验证了实时精密定轨滤波算法对GPS卫星地影期间的适用性。结果表明：地影卫星的实时滤波轨道显著优于IGU超快速产品的实时轨道,在滤波解算时增大地影期间轨道参数的过程噪声可进一步提高GPS BLOCK IIA地影卫星的三维轨道精度。6)基于武汉大学导航数据综合处理软件(PANDA)平台,开发了基于平方根信息滤波的多系统导航卫星实时精密定轨系统。通过一个月实测数据对本文提出的方法与研制的软件系统进行了验证分析,结果表明：GPS和GLONASS实时轨道与IGS事后精密轨道相比,三维精度分别为6.7cm和9.3cm.北斗IGSO和MEO卫星SLR检核残差平均偏差在10cm以内；GEO卫星SLR检核平均偏差为20.7cm,相比于事后轨道,与SLR的系统性偏差减小了20cm左右。通过采用实时滤波轨道和预报轨道两种方案对实时卫星钟差估计,证实了滤波轨道可以有效避免因为预报轨道不连续引起的钟差跳变问题。最后基于动态精密单点定位算例对软件解算的实时产品进行了验证,定位结果表明：相比于基于预报轨道的实时产品,采用本文滤波定轨软件解算的实时产品可以显著提高北斗单系统的动态定位精度,多系统精密定位用户可以实现水平3cm,高程5cm的定位精度。
杨红雷[9]2017年在《基于SLR数据的GNSS/LEO卫星精密轨道检核》文中研究指明人造卫星激光测距SLR是目前唯一能直接给出无模糊度亚厘米级站星距离观测值的空间大地测量技术,因此它是检核GNSS和LEO等大地测量卫星事后精密轨道,并做出精度评定的最可靠手段。本文基于BERNESE 5.2 GNSS数据处理软件,利用SLR观测资料对GPS36、GLONASS以及GRACE等卫星的事后精密轨道进行了检核,分析了观测值的数量与残差等在时间和空间上的分布特征。主要内容包括研究GPS、GLONASS以及GRACE卫星大地测量卫星精密轨道的稳定性,评估全球SLR测站的观测数据质量等。本文的主要工作和成果如下:1.利用SLR观测资料对12年的GPS36卫星和2015年全年的GLONASS卫星的CODE精密轨道进行检核。结果显示:GPS36卫星轨道精度整体优于4cm,SLR对GPS36卫星的观测精度约为1cm,且检核存在明显的系统性误差和周期性扰动;GLONASS轨道精度总体优于3.3cm,SLR对其整体观测精度优于1.2cm,发现除存在一定的系统误差外,检核残差质量与也与卫星的服役年限有关。2.利用SLR观测资料分别对GFZ提供的8年GRACE卫星的约化动力学轨道和AIUB提供的12年GRACE卫星非差运动学轨道进行了检核。结果显示:7090站和7810站对GRACE卫星约化动力学轨道的检核精度分别优于1.3cm和1.7cm,且检核残差中基本不存在系统误差;GRACE-A/B卫星非差运动学轨道检核精度分别优于2.5cm和2.7cm,且其轨道的整体检核结果中也不存在系统误差。同时发现,观测值残差的数量统计服从正态分布;在达到峰值后,不同观测仰角与其对应的观测个数间近似成反比例函数关系;不同方位角观测到的卫星几何位置分布存在周期为π的周期性变化特征。3.EDC提供的SLR观测资料在完整性和连续性上较CDDIS好,EDC与CDDIS求得的检核残差RMS值散点分布区间和散点分布趋势基本相同,说明两个机构提供SLR观测资料有较好一致性。EDC明显比CDDIS的有效数据量多,说明EDC提供的SLR观测较之CDDIS更为丰富。4.GLONASS卫星SLR数据为例,开展了站心坐标系、地固坐标系以及卫星RTN坐标系下的各坐标分量检核残差分析,结果表明检核残差的系统误差并没有在各坐标系三向分量中有明显显现。另外,本文也进行了卫星轨道受星蚀期影响的SLR检核验证以及全天日观测不同时段观测数量的质量分析等,结果表明:在星蚀期前后及星蚀期期间,残差散点明显分布相对稀疏,且检核残差值也变大,说明在星蚀期卫星轨道精度明显变差,SLR数据可有效检核卫星轨道受星蚀期的影响。
程春梅[10]2014年在《顾及时空差异性的太湖水体中叶绿素a浓度的遥感估算实验研究》文中指出太湖是中国长三角区域的最大淡水湖,日益严重的水质污染和富营养化问题影响了当地经济的发展和居民的健康,利用遥感手段进行太湖水体水质参数的估算和监测具有重要意义。叶绿素a是水体重要的水质参数之一,是表征水体富营养化程度的主要指标。本研究针对二类水体中叶绿素a浓度(Chla)估算模型的不足,以改进模型的应用精度为目标,提出了考虑数据时空差异性的Chla估算模型构建方法。基于2004-2012年共19期太湖野外调查数据,对已有的典型Chla估算模型进行了验证,分析了模型残差的时空差异性特征,提出了基于月份和湖区的水质类型划分规则,并构建了顾及时空差异性的太湖水体Chla估算模型,提高了Chla估算模型的应用精度。主要研究内容和成果如下：(1)典型二类水体Chla估算模型的太湖验证与残差分析基于不同数据集,验证了18个Chla高光谱估算模型在太湖水体的适用性,分析了模型残差的时空差异特征及其影响因素。结果表明：R-NIR算法在太湖中的应用精度优于荧光算法,重新率定模型参数或优化波段位置后所建模型的应用精度显著高于模型的直接应用,模型参数的率定验证的均方根误差(RMSE)可降低到20mg/m3以下。不同数据集的验证精度不同,模型残差随着不同样点时间和空间位置的变化而变化,表明水体的时空差异性影响着Chla估算模型的表现。(2)考虑季节性差异的Chla估算与模型改进使用相邻月的观测数据,研究了改进模型应用精度的数据变换方法,使用夏秋季数据,构建了新的水体Chla指数,考虑数据的季节性差异,构建了Chla估算模型。结果表明：使用Chla的对数变换与光谱核回归平滑处理可以改进反演模型残差的方差齐性和模型的应用精度,使用2004年7月平滑后数据建立的三波段模型,8月数据验证的RMSE从平滑前的33.56mg/m3降低到了平滑后的25.60mg/m3；基于夏季和秋季的调查数据,构建了新的叶绿素a指数(NCI=(R690/R550-R675/R700)/(R690/R550+R675/R700))所建立的模型在多期数据集上的验证精度优于已有的三波段和四波段算法。数据季节划分后部分改进了Chla估算模型的精度和残差分布。(3)水质的时空差异性分析和划分结合太湖水质的时空差异性及水质参数的时空分布规律,以样点的月份和所在湖区编号作为输入,使用CRT和C5.0决策树方法构建了顾及时空差异性的Chla分组规则。调查水域按Chla级别的不同分成三种类型,其划分规则为：①如果月份∈(3,5)|(月份∈(4,8,9,11)&区域∈(湖心区)),则为类型Ⅰ；②如果月份∈(6,7,10)|(月份∈(4,11)&区域∈(梅梁湾,竺山湾)),则为类型Ⅱ；③如果月份∈(8,9)&区域∈(梅梁湾,竺山湾),则为类型Ⅲ。数据划分后三种水体类型的遥感反射率和光学特性具有较明显的差异,分别代表了悬浮物主导、悬浮物和浮游藻类共同主导以及浮游藻类主导的水体。基于上述规则对数据进行划分,不同类型水体光学特性的相互区分度及其对Chla的指示作用优于基于Chla分级和光谱分类的结果。(4)顾及时空差异性的太湖Chla遥感估算模型的构建基于所建立的规则,将建模集和验证集的样点进行了划分,使用建模集构建了波段比值、三波段、四波段和NCI模型,通过比较模型精度和残差分布,确定了新模型中各类型所使用的模型变量和参数。新模型为Chla=exp(ax2+bx+c),x在类型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中分别为R701/R677、(1/R686-1/R695)×R710、NCI,模型在验证集的应用精度(R2=0.75,RSE=11.54mg/m3)优于基于季节划分的模型(R2=0.56,RMSE=17.63mg/m3)及比值、三波段、四波段和NCI组合参数率定的验证结果(R2<0.61;RSE>16.79mg/m3)。基于HJ1/HSI数据的模型应用结果表明,新模型计算出的水体叶绿素a浓度时空分布与已有的调查研究具有可比性。本文构建的顾及时空差异性的Chla估算模型,改进了模型的稳健性和应用精度,在太湖水体的叶绿素a浓度的遥感估算中具有较好的适用性。
参考文献：
[1]. 空间测量技术的数据处理精度评估和残差统计分析[D]. 胡小工. 中国科学院上海天文台. 1999
[2]. DEM插值算法适应性研究[D]. 张锦明. 解放军信息工程大学. 2012
[3]. 联合测轨VLBI、USB及空间VLBI技术对月球探测器精密定轨的研究[D]. 李雪川. 武汉大学. 2016
[4]. 航天测量船校飞残差数据的分析与处理[D]. 郭德强. 国防科学技术大学. 2008
[5]. 信息化测绘中的坐标系及其应用研究[D]. 吴晓广. 解放军信息工程大学. 2010
[6]. 大型离子加速器先进准直安装方法研究[D]. 蔡国柱. 中国科学院研究生院（近代物理研究所）. 2014
[7]. 微震震源定位的关键因素作用机制及可靠性研究[D]. 李楠. 中国矿业大学. 2014
[8]. 基于平方根信息滤波的GNSS导航卫星实时精密定轨理论与方法[D]. 戴小蕾. 武汉大学. 2016
[9]. 基于SLR数据的GNSS/LEO卫星精密轨道检核[D]. 杨红雷. 长安大学. 2017
[10]. 顾及时空差异性的太湖水体中叶绿素a浓度的遥感估算实验研究[D]. 程春梅. 南京师范大学. 2014
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