水文系统抗差权函数分析与检验

抗差权函数的结构设计,是提高抗差估计应用效果的关键。该文的目的是要分析水文模型参数估计问题有效的抗差权函数。论文采用和改进了两种权函数与4种权函数变量,采用了系统参数、输入和输出都是已知真值的理想系统,用两种水文上常见的、具有不同误差统计特点的随机生成模式,每种进行了10万次参数抗差估计试验,通过反复分析与检验,确定了适合于水文问题特点的抗差权函数。     

抗差估计中方差因子对估计值的影响研究

抗差估计理论中,方差因子在残差的标准化过程中起着重要的作用,对估计值存在一定的影响。方差因子的合理选取直接关系着观测值属性的划分(属于正常段、可疑段、淘汰段),从而影响到估计值的优劣,本文在经典抗差估计理论基础上,通过不同的方差因子取值,研究了其对估计值的影响。     

降雨观测误差抗差估计方法比较研究

根据遥测系统雨量观测资料误差的类型和特点,在抗差最小二乘法的基础上提出了雨量观测误差的三步修正方法.其中,每一步都根据雨量资料误差的不同特点,用不同的权函数进行修正.权函数设计包括保权区、降权区、拒绝区的权函数设计3个部分.降权区降权函数的选择无统一标准,所以采用了线性降权函数和抛物线降权函数.同时,根据面平均雨量是否分级2种情况和权函数的类型,组成了4种方案并对其抗差计算结果进行了比较分析.此外,还选用危水水库乌溪沟以上流域1974~1999年间28场洪水的暴雨资料进行了抗差分析计算.结果表明,面平均雨量是否分级对抗差效果的影响较大,而降权函数的形式对抗差效果的影响并不显著.     

一种新的抗差估计方法及运算

为了解决经典的抗差估计方法中,由于常数项的选取使观测值的属性发生误判,影响最终估计值和迭代次数的问题,以和极大似然估计为准则,推导出一种新的抗差估计权函数,并从理论上论证了其特性。通过与经典的抗差估计方法相比较表明,新的估计方法不但具有较强的抗差性,并且能够弥补经典抗差估计方法存在的缺陷。该方法对于经典抗差估计的研究具有一定的指导意义。     

基于不同等价权函数的抗差粒子滤波对比研究

粒子滤波与其他非线性滤波相比,具有更好代表性,因而在实际中得到广泛应用。在状态空间中寻找随机样本来对概率密度函数进行近似,以样本均值代替积分运算,来获得最小方差状态估计。在此过程中,含粗差的观测值对赋权产生干扰影响粒子滤波效果。在已有抗差粒子滤波的基础上,讨论了基于不同权函数的抗差粒子滤波。模拟计算并对数据分析表明,IGGⅢ抗差粒子滤波提高了粒子滤波的鲁棒性。     

新型抗差Kalman滤波及其在GPS动态导航中的应用

目前,抗差Kalman滤波一般采用独立等价权形式,观测值相关时等价权的确定是一个难题.从抗差估计的原始定义出发,首先直接对观测残差进行限制,然后利用观测残差与状态预报值残差的关系对状态预报值残差进行限制,这样可同时消除观测模型误差和状态模型误差的影响.此外,本方法无需考虑观测值是独立的还是相关的.最后给出了算例,结果表明,该方法是切实可行的.     

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.     

抗差估计理论与方法研究

对线性模型的线性迭代和非线性迭代求解方法的性质进行了详细研究，分析了抗差估计理论与方法的数学性质和特点，描述了线性与非线性两种方法的解特点和解轨迹，从理论上深入研究了测量数据处理中迭代抗差估计方法的有关性质，针对估计，分析了初始值和迭代限差与收敛性和解可靠性之间的关系，解决了抗差估计方案设计和技术实现过程中的几个技术难题。     

GPS网无约束平差中的粗差探测

GPS网的平差模型与经典网不同,它利用基线向量作为虚拟观测量进行平差,根据巴尔达法基本原理,用程序实现了将巴尔达法用于三雏GPS网平差中,不仅可以用来探测一个粗差,还可以用来探测多个粗差,根据实际算例,说明了该方法在获得GPS网可靠性的参数估值和精度信息的同时,对粗差进行了正确的定位,验证了该方法的效果,得出一些有益的结论.     

北麓河多年冻土路基变形观测基准点的自由网平差分析

本文所介绍的自由网平差方法,是对传统经典平差方法的一种补充。在运用传统经典平差方法之前先对数据经过数理统计原理进行置信区间的划分,从而筛选数据。使得平差结果更为精确,减少由于观测失误而引起的偶然误差的因素。在青藏铁路沿线部分地区基准点的实际平差运算中取得了很好的效果。     

抗差估计模型的选择

对于抗差估计的研究,主要在构造抗差估计和检验方面作了大量的工作,但在抗差估计模型的选择方面讨论较少。本文主要针对讨论抗差模型的选择,从Akaike准则出发,构造了适于抗差估计模型的AICR准则,并对参数α的选择进行了分析讨论。     

相关观测的抗差估计

相关观测可以通过正交分解转成独立观测，用三角分解将相关观测变换成等权独立观测，再运用Ｈｕｂｅｒ 法进行抗差估计，形成相关独立法。经实例计算，此方法具有很好的抗差性。     

LS估计的抗差性分析

依据LS估计的分解，对LS估计的抗差性进行了分析。通过观测数据协方差矩阵的改进，建立了一种抗差参数估计方法。     

一种多个粗差的定位与估值的方法

首先分析真误差与残差的关系．并以此关系为基础,提出一种新的、有特色的多维粗差探测与定位方法．该法采用传统的最小二乘平差,对最小二乘平差的残差进行统计检验．如果存在粗差,则可以通过新的估计公式对粗差及未知参数进行估计．该法可以准确地进行多维粗差的定位和估值,而且能严密评定估值的精度．最后,通过一个算例加以说明．     

非线性模型抗差最小二乘估计及其应用

以经典最小二乘法为基础,详细阐述了抗差因子的选取。从抵抗粗差的角度出发,抗差最小二乘法可提高非线性模型在有粗差干扰条件下参数估计的精度。以广东森林资源调查的样本资料,对提出的方法进行了检验与应用,结果表明提出的方法具有明显的抗粗差性。     

基于噪声灰度差估计三维显微图像超分辨率复原

提出了基于噪声灰度差估计的图像复原方法.在带斑点图像复原的过程中,用不同方向的均匀算子与图像进行卷积,再与原图像相减,取灰度差最小值构成噪声灰度差估计图.由此图获得斑点的强度和位置,进而对斑点进行邻域平均处理以保证复原效果.测试结果表明,噪声灰度差估计能够准确反映图像斑点的强度和位置定位,并且运算量小.该方法应用于三维显微图像复原的结果表明,斑点亮度得到有效控制,小斑点被去除,获得了良好的超分辨率复原效果.     

基于多传感器抗差融合的UKF弹道跟踪算法

弹道跟踪测量过程中,由于环境的复杂性和测量机制自身的问题,测量数据不可避免存在异常值等.传统的加权观测融合估计算法往往直接对来自各个传感器的测量数据进行处理,忽略了数据质量问题对滤波精度的影响.为解决此问题,在加权观测融合算法的基础上引入抗差估计理论,根据观测融合值与融合预测值,计算测量融合残差向量、抗差权重因子和融合观测向量等价协方差阵,实现了异常值的实时分离与修正,解决了融合过程中由于测量数据存在污染导致弹道数据处理精度下降的问题.同时引入平方根滤波思想,避免了常规UKF中误差协方差矩阵非正值引起的滤波散度问题.仿真结果表明该算法估计精度高,计算负担小,能有效地减小测量误差对弹道定轨精度的影响.     

河段汇流参数抗差估计研究

当河段实测出流流量值被不服从正态分布的异常值污染时,最小二乘法不能获得参数最优估计.为此,采用崩溃率为20%、附有条件的抗差最小二乘法估计马斯京根汇流参数最优值.通过对闽江永安河段理想模型参数的计算,比较了参数抗差最小二乘法与最小二乘法抵抗2类误差的效果.结果表明,抗差最小二乘法能排除异常值对参数估计的影响而获得稳健性的参数.     

引入调和测站折光模型的抗差三维网平差

针对大气垂直折光影响平差结果的问题,在测站折光模型的基础上引入调节因子,调节视线两端点测站折光参数对天顶距的影响比例,构建调和测站折光模型,并利用中位数抗差估计方法减弱粗差影响。使用仿真试验和实测试验对本研究方法进行验证,设计并实现了基本模型、全网折光模型、测站折光模型、调和测站折光模型和基于中位数抗差估计的调和测站折光模型。试验结果表明,相比于基本模型、全网折光模型、测站折光模型,调和测站折光模型能有效减弱大气垂直折光对三维控制网平差结果的影响,提高未知点的点位精度,并且引入中位数抗差估计能够有效抵抗粗差的影响。研究成果可为工程控制网的数据处理提供参考。     

基于最小二乘抗差估计的飞机噪声距离特性回归分析

 飞机噪声距离特性曲线是进行飞机噪声环境影响评价的重要资料,然而现阶段只能通过实测获得测量数据拟合得到。本文针对进行飞机噪声距离特性拟合时,有效感觉噪声级L_EPN和测点到飞行轨迹最短距离的测量数据存在误差的问题,采用抗差理论来平衡数据之间的离散性,选取最小二乘抗差估计方法和IGGI权函数方案,根据飞机噪声距离特性曲线的分布形式,拟合各系数,得到起飞着陆噪声距离特性曲线。以某型飞机起飞着陆为实例,验证了该方法的可行性。