城市GPS三维形变监测网的建立和数据处理

近几年来，对建立城市GPS三维形变监测网的有关问题进行了较系统深人的探讨，对Gpp监测网的基准和系统性偏差等问题作出论述，在此基础上对有关问题作进一步讨论．研究表明，在Gpe的观测和数据处理中采取一些有效措施后，其监测精度可以达到毫米级．因此，建立兼有监测三维形变     

基于GPS载波相位的边坡形变监测方法

针对道路建设、桥梁建设及矿山等大型工程建设过程形成的高危边坡问题,在现有技术的基础上提出一种基于载波双差与无偏估计法,结合求解形变量的形变监测方法,阐述了无偏估计的数据检验和校正方法,建立形变监测数学模型。首先,通过观测站间做载波单差消除卫星钟差和测量误差的未知量,将基线向量与伪距单差的几何关系代入载波单差方程并建立矩阵方程。其次,将矩阵方程在单差的基础上做历元间差分形成双差方程,消除了整周单差未知量。最后用无偏估计法对双差数据进行检验校正;并用最小二乘法求解方程,得出形变量。通过实验验证,该方法具有实用性强和精度高等优势。     

城市GPS三维形变监测网的建立和数据处理

近几年来,对建立城市GPS三维形变监测网的有关问题进行了较系统深入的探讨,对GPS监测网的基准和系统性偏差等问题作过论述,在此基础上对有关问题作进一步讨论。研究表明,在GPS的观测和数据处理中采取一些有效措施后,其监测精度可以达到毫米级．因此,建立兼有监测三维形变功能的城市GPS控制网是值得推广的,它对于城市防灾减灾县有重要意义．     

GPS基线向量的相关性分析及数据模拟

分析了ＧＰＳ基线向量之间的相关性问题，得到两个重要的结论：针对ＧＰＳ形变监测的特点，提出了数据模拟计算的方法，给出相应的实例。     

GPS网与地面网约束条件的序贯平差

采用简洁的方式,导出了固定参数序贯平差的计算公式,并对ＧＰＳ网与地面网中存在的固定边长和固定坐标方位角等约束条件进行序贯平差。结合矿区实例,讨论了约束条件的精度对ＧＰＳ网精度的影响问题。     

三维中子输运方程的非结构网格离散纵标数值解法

从一阶三维中子输运方程出发，对方向变量采用离散纵标方法展开，得到一系列关于空间变量的偏微分方程，从而避免了二阶方程由于分母上存在截面，不能准确描述内含真空介质的问题．对这些关于空间变量的方程采用最小二乘有限元方法进行离散，形成的刚度矩阵是对称的，因此可以采用快速迭代方法求解．据此编制了三维中子输运方程的非结构网格离散纵标计算程序，并采用三棱柱元素和四面体元素剖分对一系列基准问题做了验算．计算结果表明，该方法能用于非结构网格，并具有较高的计算精度，对多数问题，有效增值系数的误差都小于0．3％，通量误差都小于3．0％．     

基于方差分量估计的InSAR三维形变估计

InSAR因其具有全天候、全天时的工作能力,能够实现实时动态监测,具有较强的穿透能力,已经成为获取地球空间信息的重要手段,它不仅能快速测量各种比例尺的地图,而且在环境监测、防灾减灾等领域也发挥着日益重要的作用,尤其是在监测地表形变获取全球高程方面有着显著的效果。然而,InSAR技术仅对地表一维(雷达视线向,LOS)形变敏感,而我们关心的是发生在三维空间框架下的真实形变,这一缺陷使得InSAR形变监测的广泛应用受到了极大的限制。应用经典的赫尔默特方差分量估计来融合不同平台、不同轨道的InSAR观测值,使形变从一维扩展到三维的精度结果更加准确。使用了PALSAR升轨和ASAR升降轨三个平台的数据,以研究区域内的GPS连续观测站观测的三维形变速率为形变真值,内插了实验区的三维形变速率,模拟出了的InSAR的观测值,并对其进行了方差分量估计,确定了合理的随机模型,最终反演了该三维形变。该结果相对于各平台等权处理反演结果,在精度上有了很大程度的提高。     

基于多元回归模型的GB-SAR监测误差改正及形变分析

针对基于地基合成孔径雷达(GB-SAR)露天矿边坡监测原始影像干涉相位误差改正不准确导致形变数据精度偏低的关键问题,以马兰庄露天铁矿GB-SAR原始影像为数据源,对原始影像干涉相位误差来源和分布特征进行了分析.提出了利用三重阈值提取PS点和高质量PS点的方法,并基于高质量PS点相位与像元坐标建立了多元回归模型.依据该模型对PS点进行相位改正以获取准确形变相位和单幅影像形变量,并在时间序列上进行叠加分析.研究结果表明,基于多元回归模型的GB-SAR形变监测误差改正方法可以准确改正GB-SAR形变监测误差,提高了形变监测数据的精度.     

FMS装卸工作站小碑装夹零件基准值的测量软件研究

柔性制造系统装卸工作站要向单元控制器发送已装夹零件定位基准的三维坐标值，供加工中心数控编程使用。该文论述了最近研制成功的ＦＭＳ装卸工作站计算机显示控制系统中，小碑夹具零件定位基准值的测量计算方法和测量显示软件。该方法采用相对测量原理获得零件定位基准的三维测量坐标值，保证了测量精度与测量效率。通过系统误差软补偿，排除了因温度、测量基准不重合等因素对测量精度的影响     

基于非刚性ICP的三维人脸数据配准算法

三维人脸扫描数据的配准是三维人脸统计学习的基础和前提。为了解决离散点群数据的精确配准问题,该文提出一种融合弹性形变的非刚性最近点迭代(ICP)三维人脸数据配准算法。该算法利用稀疏的特征点逐步形变一个高分辨率的三维模板网格(模板三维人脸)以逼近三维人脸扫描数据(目标三维人脸)。此形变过程可以建模为一个关于模板人脸上每个顶点的仿射变换的优化问题。此外,该算法通过引入弹性形变在不损失配准精度的前提下加速了配准过程。在此基础上,该文提出一种融合弹性形变和三维配准的三维人脸的头部缺失数据补齐算法,使得三维人脸模型更具有真实感和完整性。实验表明,该算法比一种目前较为广泛应用的人脸头部补齐算法更具鲁棒性。     

优化GPS测量软件系统的研制及其在岩土工程监测中的应用

为了提高GPS在岩土工程中的应用水平,研制了集GPS电子测量规范、适合多类型GPS接收机外业记录的电子手簿、岩土工程监测任务模拟软件和结果分析软件及岩土工程GPS监测网的优化设计于一体的面向岩土工程监测的GPS测量软件系统,并讨论了GPS网的基线重复性检核、同步环检核、异步环检核、坐标转换、网平差、GPS监测网的优化设计和形变量的显著性检验等关键问题.最后,通过对辽宁省抚顺地区的某矿区进行边坡变形监测的研究,验证了该软件系统不仅具有良好的实用性和可靠性,而且可以达到毫米级的监测精度,完全能够满足岩土工程监测的要求.图4,表3,参12.     

海上动态GPS大气可降水量信息反演

基于精密单点定位(PPP)技术,对海洋上空大气可降水量(PWV)信息反演方法进行研究。采用随机游走过程估计方法,动态模拟船载GPS接收机天顶对流层湿延迟(ZWD)在时间和空间尺度上的随机变化。利用渤海湾船载动态GPS测量数据和同步气象观测数据,结合海洋动态环境,以渤海湾MM5模式积分水汽为参考值,详细分析不同随机过程噪声约束和卫星截至高度角等因素对PWV提取精度的影响。结果表明,选取槡2～5mm/h的随机过程噪声约束以及7°～10°的卫星截至高度角,海上船载动态PWV反演结果与MM5模式积分水汽基本一致,其偏差的绝对值均小于3 mm,均方根误差优于1.2 mm。     

GPS在森林资源清查中的应用

在介绍地理坐标基本知识的基础上，阐述大地坐标与平面坐标转换参数的测定方法，介绍了GPS在森林资源清查中的应用，并以GARMIN GPS ETREX仪为例，分析了GPS定位、导航、求积的精度，以及提高GPS精度的方法。结果表明，在同一投影分带内，利用GARMIN GPS ETREX仪，采用3个以上三角控制水准点测定大地坐标与平面坐标的转换参数，可满足森林资源清查的定位、导航精度；在调查面积大于3hm^2时,可满足森林资源清查的求积精度，且面积越大，精度越高。     

公路勘测GPS首级控制网的内业平差优化处理

在利用GPS建立公路勘测首级控制网时,控制网本身特性决定了异步环边长较为悬殊,若按常规方法将所有合格的基线一同进行平差则存在明显的不合理性,本文从工程应用的实际出发,提出了一种行之有效的优化处理方法,此法的实质就是在内业平差处理时将形成异步环的较长边仅用于基线成果的检核,不纳入网平差计算的范畴,在不损失观测值精度的前提下能以较大幅度提高整个GPS网的点位精度,工程实践表明,此法具有较好的工程实用价值。     

使用GPS对大坝进行姿态测量的研究

全球定位系统(GPS)在地质监测、建筑变形等领域已被广泛应用,在大坝精确实时监测及其水电设施主要 地形观测上,GPS也已被证明是一种很有价值的工具。在分析了将GPS姿态测量技术用在大坝安全变形监测上 的可能性的基础上,给出了姿态参数的直接算法和最小二乘估计算法,同时通过分析这(种算法对大坝进行监测 的精度,并给出仿真图形进行对比。仿真结果表明,使用最小二乘算法可以得到更高精度的姿态解,可以用来监测 大坝的变形。     

RTK GPS直线放样精度分析

介绍了RTKGPS的基本原理，针对架空送电线路工程测量专业技术要求的特点，对同一基站和不同基站放样同一直线的精度进行了较详细的分析，提出了合理化的建议。     

公路工程GPS控制网起始数据误差影响的研究

在公路工程的GPS控制测量中,起算数据的精度在平差计算中起着至关重要的作用。本文对一个实例采用不同的方案进行数据处理,通过对处理结果的分析比较,发现以分段方式传递坐标的情况下,起算边长的小误差会使整个控制网产生较明显的缩放。为了确保控制成果准确,对于采用分段方式传递坐标的带状区域GPS控制测量,要采用不同网形进行预处理,如果起算数据的误差较大,建议宜采用一个已知点进行GPS控制网的数据处理。     

基于GPS及气压传感器定位仪的设计

目的在以气压测量集成传感器研制高度计的基础上,设计一款高度与GPS相结合的便携式定位仪,以满足实际应用需求。方法利用气压传感器来解算相应的高度信息,配合上GPS模块传输的经纬度信息实现完整的三维定位。结果该定位仪由GPS模块、气压计模块、单片机模块、电源管理模块、LCD显示模块、矩阵键盘六大部分构成。单片机为主控芯片,GPS接收经纬度信息;气压计通过温度补偿获得高精度的气压信息进而可解算为高度信息;最终通过LCD实时显示;按键实现数据的输入以及显示界面之间的功能跳转;整个系统通过电源管理模块供电,并具有充电功能。结论具有高精度、稳定性、低功耗和便携式特点,可应用于地质勘探、汽车导航或高空作业上。在海拔高度方面,测量范围还有待进一步扩展。     

南浦大桥形变GPS动态监测试验及结果分析

采用14台全球定位系统(GPS)接收机对上海南浦大桥实施连续4 d形变监测,结合南浦大桥GPS监测试验,建立桥梁坐标系统(BCS)并进行相应的坐标转换,对数据精度及桥梁的静态和动态特性进行分析,证实了GPS技术完全可以应用于大中型桥梁的监测,而且相对于传统的监测工具具有自身的优势.     

GPS在森林调查及面积勘测上的应用

本研究介绍移动GPS在林地面积测量上的应用,通过对五块不同类型林地进行实地观测,对测量误差和精度进行分析,结果表明：移动GPS测量林地面积的相对误差能够满足林业常用测量精度的要求。移动GPS是可以替代传统森林罗盘仪的一种不可多得的先进工具,它的广泛应用将为森林资源的动态管理和实现数字林业的可视化提供有力的技术支撑。