稳健估计的两种粗差探测方法

在测量数据服从正态分布的情况下,最小二乘估计具有最优化统计性质,它是应用最广泛的一种估计方法.针对测量数据由于过失误差而偏离正态分布,最小二乘估计并没有抵抗异常值的能力,需要寻求具备抗粗差能力的估计理论和方法,对测量数据中的粗差进行判别和剔除,使其不影响测量结果.使用了两种粗差检验的方法对观测数据中存在的粗差进行检验,分别是选权迭代法和数据探测法,并利用水准网数据验证了它们抵抗粗差的效果,表明选权迭代法中IGG法更容易实现粗差的探测与定位.     

一种基于抗差估计的TDOA无线定位方法

基于时间测量值的TDOA无线定位方法在移动台定位、被动雷达定位、雷电定位、GPS导航等诸多应用中发挥着重大作用.如何减小TDOA定位误差是近年来研究的热点.如果TDOA测量数据中含有粗差,将会给定位解算带来更大的难度.对TDOA的抗差性进行了研究,提出了一种能够抵抗粗差的抗差TDOA定位算法--Robust-Chan方法.仿真显示该算法能很好地抵抗粗差的影响,提高定位的精度.     

建筑物垂直变形观测的可靠性分析

对于建筑物的垂直变形观测，粗差的存在必将严重改变垂直变形信息，影响垂直变形分析结果的可靠性，因此，粗差的定位和剔除极为重要。用单个粗差的向前、向后探测法，对粗差进行检测，连续结合使用上述两种方法可对多个粗差进行数据探测，可以发现建筑物实际的垂直变形。此方法对多个粗差的定位和剔除有效，可以提高垂直变形观测的可靠性。在粗差探测时，还应进行外界干扰因素的判别和分析     

建筑物垂直变形观测的可靠性分析

对于建筑物的垂直变形观测，粗差的存在必将严重改变垂直变形信息，影响垂直变形分析结果垢可靠性，因此，粗差的定位和剔除极为重要，用单个粗差的向前，向后探测法，对粗差进行检测，连续结合使用上述两种方法可对多个粗差进行数据探测，可以发现建筑物实现的垂直变形，此方法对多个粗差的定位和剔除有效，可以提高垂直变形观测的可靠性，在粗差探测时，还应进行外界干扰因素的判别和分析。     

基于自适应密度聚类分析的雷电定位算法

定位精度是评价雷电定位网络的重要指标之一,定位算法直接关系到雷电探测结果的精度。经典定位法抗误差干扰能力差、定位精度低,传统迭代算法易于发散且会陷入局部最优。为了实现更有效的定位,在定位计算中引入改进密度聚类算法(adaptive density-based spatial clustering of applications with noise,ADBSCAN)。通过雷击事故实例和区域仿真分析了定位算法的性能。结果表明,ADBSCAN不需要人工干预,对于雷电定位结果的聚类效果更好;基于ADBSCAN的雷电定位算法克服了传统定位算法的缺点,提高了抗误差干扰的能力,能稳定并精确求解出雷击点。     

一阶差分与小波分析的GPS观测数据粗差探测

赫章特大桥超高桥墩在施工过程中,采用GPS对桥墩在施工过程的变形进行了监测。受施工现场环境影响,GPS变形观测数据中存在多种粗差,含有粗差的观测量如果直接参与后续数据分析,将导致分析结果的不正确。本文基于一阶差分法与小波分析法,对赫章特大桥的GPS变形观测数据进行了粗差探测。结果表明,两种方法对粗差探测的结果不完全一致,都不能将粗差全部探测出来,且此两种方法都存在将部分正确值当成粗差观测值的现象。     

基于奇异值分解法的抗差总体最小二乘

在最小二乘平差中,认为只有观测向量中存在误差,因此当有粗差存在时,也只需要考虑观测向量中的粗差,采用抗差最小二乘可达到剔除粗差的目的。而总体最小二乘同时顾及了系数矩阵和观测向量中的误差,这就要求抗差总体最小二乘同时考虑系数矩阵和观测向量中的粗差。为了同时对粗差进行探测和定位,在加权总体最小二乘奇异值分解法的基础上,提出了一种总体最小二乘抗差估计,最后通过2个算例证明了本文提出方法的有效性和可行性。     

基于向量相关距离的新型RAIM算法

用户自主式完备性监测RAIM是卫星导航系统的重要组成部分,是指根据用户接收机的多余观测值监测用户定位结果的完备性.在现有的RAIM算法中,比较普遍的是利用伪距多余观测量实现粗差卫星的探测和识别的最小二乘残差法和Parity相关系数法.在旧有的以相关分析RAIM算法基础上,进行矩阵变换得到设计矩阵,重点考察设计矩阵向量间的相关系数和相关距离,作为粗差探测和识别的研究对象.通过向量相关距离时间序列,可以区分单个粗差和多个粗差的粗差集.本文提出的基于相关距离的RAIM算法,克服了现有RAIM算法中由于相关系数自身相关的缺陷而使得粗差探测失真的技术问题,并且具有利用矩阵变换计算相似距离,方法更加简便的优点,从而使得粗差识别更加清晰,识别多个粗差.     

用条件方程式直接探测多维粗差的方法研究

提出一种以条件方程式直接探测多维粗差的新方法。以条件方程式的闭合差作为粗差探测的基础起算数据,给出了条件方程式探测多维粗差的模型和算法。通过算例,模拟数值试验和对比分析研究LEGE法、数据探测法等探测方法。比较探测结果表明,该方法粗差探测效率更高,对极限误差附近的粗差探测能力更强,实现步骤也较简便。     

利用双频载波双差相关性进行周跳探测

在GPS定位中,周跳探测和修复的完善程度直接影响定位结果的精度.为了有效地探测小于1 周的周跳,利用双频观测数据,根据双差观测方程的内在联系,提出了一种周跳探测方法.该方法数学模型简单,能够准确探测小于1 周的周跳,并适合于静态和动态定位,最后通过算例验证了其可行性和有效性.     

云闪定位算法研究及其精度分析

为了减少云闪对各种空间飞行器和电子设备造成的损失,同时研究雷暴活动物理机制以及云闪时空分布规律,开展云闪定位算法研究具有重要意义。概述了闪电定位原理及其基本方法,结合测向测时差联合定位法,研究了VHF频段云闪四站定位算法原理,并且分析了对定位精度造成影响的主要因素。在解决测角精度问题方面重点介绍了基于均匀圆阵的二维ESPRIT算法。最后利用Matlab仿真了不同云闪高度和测角精度情况下的定位误差分布图,为提高云闪定位精度提供了坚实的理论依据。     

时间补偿法在电网雷击事故鉴定中的初步应用

以昆明地区的多山地形为例,利用二维时域有限差分算法(two-dimensional finite-difference time-domain,2D FDTD),模拟研究了该地区多山地形对雷电多站时差定位精度的影响,讨论了时间补偿法在云南昆明供电局厂普Ⅰ回线路出现的一次雷击断路跳闸事故的初步应用.结果表明:从模拟结果看...     

3-D lightning location solution and precision analysis of cloud flash

Using the spatial coordinates of detection stations and the time of arrival of lightning wave, the observation equations can be expressed. For the large lightning detection network, the least square method is used to process the adjustment of observation data to find the most probable value of lightning position, and the result is assessed by the mean error and dilution of precision. Lightning location precision is affected by figure factor. The conclusion can be used in the design of location network, data processing, and data analysis. Biography: ZHANG Ping (1968–), female, Ph.D. candidate, Lecturer, research direction: lightning detection and 3S technology.     

卫星闪电定位校正

从卫星资料处理出发，分析了雷暴云在多通道卫星云图上的基本特征，提出了利用多通道数字化卫星云图判识雷暴云的方法。在判识出雷暴云的基础上，对其中心进行定位，并利用其定位结果，对闪电定位仪测得的闪电资料进行校正，以提高闪电定位仪的定位精度及卫星资料判别雷暴云的正确率。初步分析表明，利用卫星定位对闪电定位进行校正，对闪电资料的定位精主工有较大的提高，得到了较好的结果。     

秦微1,2,张其林1,2,赖悦1,2,姜苏1,2,陈媛1,2,苏建峰1,2

为了更好的利用闪电资料和雷达回波资料来对雷电进行临近预警,本文以深圳地区2012年4月一次强飑线过程为例,分析该次过程中的闪电活动与雷达回波特征,发现地闪分布与雷达回波强度之间表现出很好的对应关系。因此,本文采用TITAN(Thunderstorm Identification, Tracking, Analysis, and Nowcasting)算法对这次强风暴过程中40dBZ以上的强回波区进行识别、跟踪和外推,并与闪电高密度区域的识别、跟踪和外推结果进行对比分析。结果表明：TITAN算法识别效果理想,且识别结果与单体的发展旺盛程度有关;另外,雷达强回波区和闪电高密度区的外推精度与外推开始时刻、外推时间的长短有关;利用闪电高密度区进行外推时,外推的质心误差小于雷达强回波区的外推质心误差。     

激光光斑中心高精度定位算法研究

为提高测风激光雷达系统光学结构能量接收效率,需要对激光雷达系统中的激光光斑中心进行准确定位. 通过对常用亚像素定位算法的分析,利用高斯拟合和矩形区域来对灰度重心定位算法进行优化,提出了激光光斑定位的改进算法,并与已有的算法进行了对比分析,设计并开展了验证试验. 试验结果表明改进算法比已有传统算法对激光光斑的定位准确性大幅提高,最大限度地减小光斑形状的不对称所导致的误差,对于光能量分布中心的估计也更为准确,是一种切实可行的光斑中心定位算法.      

海洋水文气象观测设备误差校准算法研究

为了提高海洋水文气象数据采集精度,需要对观测设备获得的数据参数进行误差校准标定。本文分别对分段线性化算法、最小二乘法的曲线拟合计算方法和样条函数分段三次多项式算法进行对比分析,最终将通过所有误差标定点且标定点处曲线光滑连续的样条函数分段三次多项式曲线拟合法,作为标准数据与观测数据进行误差校准标定的基本方法。通过实验对比分析,三次样条函数分段拟合误差标定法能够降低数据测量误差,保证观测设备获得较为准确、可靠的数据参数。     

基于改进型粒子群优化的节点自定位算法

为了提高测距误差影响下无线传感器网络节点自定位精度,提出一种基于距离的节点自定位新算法.对混沌搜索与粒子群优化进行算法融合,给出一种改进型粒子群优化算法,将其应用于节点自定位.新算法利用未知节点与信标节点之间的距离信息,通过改进型粒子群优化算法获取未知节点的位置.仿真结果表明,改进型粒子群优化算法对两种标准测试函数的搜索结果优于一般的粒子群优化算法.在测距误差和信标节点数量相同的条件下,相对于最小二乘估计法,新算法在各个测距误差级上的定位精度更高,其定位误差随测距误差增大而上升的趋势更缓慢.新算法具有更好的鲁棒性,适用于测距误差较大、信标节点数量较少的情况.