测绘科学技术学报

大地测量学与导航

  • 海上三维拖缆综合导航系统关键定位算法

    张昊楠;阮福明;胡广浩;崔世峰;乔秀海;袁培信;

    综合导航系统是海上拖缆地震勘探作业的核心控制系统,在整个勘探过程中指引勘探船只行驶方向,控制地震数据采集系统、震源系统、拖缆定位与控制系统等协同工作,对地震勘探作业质量进行有效控制。高精度定位算法是该系统的核心技术之一。针对中海油田服务股份有限公司自主研发的"海途"海上三维拖缆综合导航系统开展关键定位算法研究,在声学数据预处理、定位网络解算和缆形解算等方面提出了一系列解决方案,并结合算例分析评估了算法精度。数值结果表明,基于该算法实现的海途综合导航系统定位精度与商用后处理软件对比,整体偏差优于5 m,能够满足海上拖缆地震勘探精度要求。

    2019年05期 v.36 441-446页 [查看摘要][在线阅读][下载 1030K]
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  • GPS短时失效条件下SINS/GPS组合导航数据处理方法

    张梦得;胡柏青;田佳玉;李开龙;

    在SINS/GPS组合导航实际应用中GPS短时失效的情况难以避免,这会导致组合导航的效果下降。针对该问题,本文提出了基于偏最小二乘PLSR辅助高斯过程回归GPR的SINS/GPS组合导航的无味四元数估计器USQUE,以解决组合导航中的GPS短时失效问题。该方法以PLSR估计的位置误差作为输入,以GPS提供的位置信息作为输出对GPR进行训练。在组合导航系统出现GPS短时失效后,使用通过PLSR辅助粒子群算法优化超参数的GPR直接对辅助导航设备的位置进行预测,作为USQUE算法的量测量,从而使得USQUE算法可以正常进行量测更新。在实验中,使用车载MEMS/GPS数据,将PLSR-GPR-USQUE,PLSR-USQUE与隔离量测量的USQUE算法组合导航的效果进行比较。实验结果表明,在GPS短时失效的情况下,PLSR-GPR-USQUE具有良好的估计精度。

    2019年05期 v.36 447-451+457页 [查看摘要][在线阅读][下载 762K]
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  • BDS三频双差载波相位组合平滑伪距算法

    孟凡军;李树军;杜祯强;

    针对现有的载波相位平滑伪距算法多基于GNSS双频观测值且在伪距平滑过程中易受电离层延迟累积干扰的问题,提出一种基于北斗三频观测值的载波相位平滑伪距算法。首先通过构建北斗三频优选线性组合,进一步削弱双差载波相位观测值的电离层延迟以及观测噪声;接着通过经典Hatch滤波平滑器,用优选三频双差载波相位观测值代替原始载波相位观测值对组合伪距观测值进行平滑,得到最终伪距平滑解用于伪距定位。最后采用0.004、14.4、61.7和131.6 km这4组不同基线长度的北斗三频实测数据对算法进行验证,给出了平滑前后伪距历元差对比图及算法对4组基线观测值的平滑率。结果表明,所提算法对短基线和中长基线三频观测值的平滑率均能达到90%以上。通过对4组基线条件下平滑效果进行比较分析,验证了本文中的理论推导及算法的有效性。

    2019年05期 v.36 452-457页 [查看摘要][在线阅读][下载 1562K]
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  • 利用COSMIC掩星折射率数据研究中国陆地区域对流层顶高度的时空特征

    单映颖;夏朋飞;叶世榕;黄亮;杜仲进;

    利用折射率协方差变换法采用2007—2014年COSMIC(Constellation Observing System for Meteorology,Ionosphere and Climate)掩星观测数据研究了中国陆地区域对流层顶高度的时空变化特征。实验结果表明:中国陆地区域的对流层顶高度随纬度变化,呈现出"南高北低"的格局;而对流层顶处的温度和压强分布与高度分布相反。同时,中国陆地区域内对流层顶高度表现出较强的季节相关性,中国大部分陆地地区通常夏季对流层顶最高,冬季对流层顶最低;但在低纬地区(16°N~26°N)表现相反。在30°N~40°N之间的亚热带区域四季的变化较为显著,且存在明显的等值线。采用中位数斜率回归法分析了2007—2014年中国陆地区域对流层顶高度的年际变化,发现中国陆地区域对流层顶高度平均每年升高6.3 m,温度平均每年下降0.002 K,压强平均每年下降0.15 hPa。

    2019年05期 v.36 458-463页 [查看摘要][在线阅读][下载 2344K]
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  • 顾及GEO卫星伪距偏差的BDS-2非组合PPP模型与算法

    章繁;刘长建;张熙;冯绪;刘宸;段文涛;

    针对BDS系统GEO卫星存在伪距长周期多路径效应引起的系统性偏差LPME(Long Period Multipath Effect)的特点,提出顾及LPME的BDS非组合PPP数学模型。其中,为简化运算和提高法方程结构强度,将LPME参数在1 d内视为常数估计,对GEO卫星和MEO/IGSO卫星观测值赋予相同的权重。选取2015年年积日为150的29个MEGX跟踪站数据进行验证,并设置两组实验对比模型。结果表明:相较于降低GEO卫星观测值权重或者直接忽略GEO卫星的定位模型,新提出模型能够有效减少PPP的伪距残差、增加数据利用率、缩短收敛时间,并能在E、N、U方向带来10%左右的定位精度方面的提升。

    2019年05期 v.36 464-469页 [查看摘要][在线阅读][下载 2400K]
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  • 云模型对GNSS欺骗干扰效能的评估

    王月;郝金明;刘伟平;

    在"导航战"的背景下,欺骗干扰效能直接关系到被保护目标的生存概率及装备实施欺骗的成功概率。但影响因素的随机性和模糊性、评估聚焦点的忽大忽小及指标定权方法主观性强的问题,均抑制了效能评估的有效开展。基于此,提出了基于云模型的GNSS欺骗干扰效能评估方法。首先建立了效能评估的定性指标体系;其次将定性指标转化为可量化的对应指标,以利用主客观融合的方法对其进行定权;最后结合权值,利用云模型将专家对指标的模糊语言评估进行定量转换得到评估值。通过实例分析,验证了本文提出的方法能够有效削弱评估存在的问题。

    2019年05期 v.36 470-476页 [查看摘要][在线阅读][下载 2530K]
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  • 地磁快速定向在天文测量自动化中的应用

    叶凯;张超;时春霖;李崇辉;米科峰;

    通过自动寻星进行天文测量前需要概略定向。基于地磁定向高效、可靠的测量特点,提出在天文观测前利用地磁测量快速获得概略方位的方法。研究了地磁定向的使用条件,介绍了利用TCM-XB三轴罗盘定向的基本原理,测试了磁传感器的磁定向精度,进行了磁传感器与天文测量仪器实验平台组合设计。基于地磁与经纬仪的组合实验测试表明,在不同方向磁传感器定向最大互差约为1°,其固定方向定向内符合优于0.1°,可以满足基于视频全站仪/经纬仪的天文测量系统概略寻星要求。

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  • 图像全站仪星点质心快速提取方法研究

    李海;王若璞;陈勇;张志峰;詹银虎;

    提出了一种图像全站仪恒星图像快速星点质心提取方法。该方法首先推导了顾及高度角影响的度盘坐标与像素坐标严格转换模型,并利用其逆变换模型预测恒星概略成像位置;其次以概略成像位置为中心,以一定范围为半径,设定星图处理的范围;最后采用全局阈值分割算法滤除背景噪声,采用八连通域算法确定星点边界,采用灰度质心法计算星点质心坐标。通过对全站仪恒星图像的局部有效处理,与全局图像处理方法相比,将星点质心提取时间缩短到2.1%;质心提取的准确率由90.9%提高到100%,保证了质心提取精度,为实现快速天文测量提供了支撑。

    2019年05期 v.36 482-486页 [查看摘要][在线阅读][下载 653K]
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  • 利用RANSAC算法筛选坐标转换中相对稳定公共点

    刘忠贺;李宗春;郭迎钢;何华;赵文斌;

    为提高坐标转换的精度及可靠性,提出一种基于RANSAC算法的相对稳定公共点筛选方法。以四元数坐标转换模型为基础,引入RANSAC算法来迭代筛选控制网中相对稳定点,并将其作为公共点进行坐标转换,以提高转换精度。以加速器工程隧道控制网为例,对该方法进行仿真实验与分析,并与基于M估计的坐标转换结果进行对比。实验结果表明,所提方法能够精确定位粗差,相对稳定点误判率低于M估计结果,且坐标转换精度更高。

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摄影测量与遥感

  • 基于LightGBM的车载激光点云电力线快速提取方法

    蒋鑫吴;赵志远;方莉娜;沈贵熙;

    以车载激光点云数据为对象,提出一种基于轻型梯度增强学习器LightGBM(Light Gradient Boosting Machine)的电力线快速提取方法。该方法首先分析车载激光点云邻域范围内电力线和其他地物类型的基本特征,构建描述电力线点云的特征向量;其次训练基于LightGBM模型的电力线点云分类器,用于提取车载激光点云中的电力线;最后选择3个车载激光点云数据集对该方法的有效性进行了测试。实验结果表明:所提方法的分类效果与最优的梯度提升决策树GBDT(Gradient Boosting Decision Tree)算法持平,但时间效率上有显著提升,仅为GBDT方法的27.29%。同时,所提出的算法能够从海量的车载激光点云中快速提取电力线,可以用于支撑城市中电力线巡查与改造应用需求,具有重要的实践意义。

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  • 基于Network In Network网络结构的高光谱影像分类方法

    高奎亮;张鹏强;余旭初;谭熊;刘冰;

    为进一步提高高光谱影像分类精度,通过引入Network In Network网络结构,构建了一种新的网络模型。该网络模型能够对局部感受野内的数据进行更加抽象的建模,从而能够对影像中的空谱联合特征进行更为抽象的表达。通过在Pavia University和Indian Pines两个数据集上进行验证,实验结果表明,所构建的网络模型能够有效提高分类精度,在减少训练样本的条件下仍具有较好的分类性能。

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  • 遥感图像目标检测的数据增广研究

    张磊;张永生;于英;耿彦龙;王贺;

    针对目标检测的遥感图像样本数据量匮乏问题,使用几何和色彩两种数据变化方法对数据集进行增广,并利用Faster R-CNN目标检测算法分析了数据集增广对遥感图像目标检测的影响。在不同遥感图像数据集上进行实验,结果表明,相比于原始的训练集,增广后的训练集训练出的模型在测试集上的表现更好,目标检测准确度更高,且模型的泛化性得到明显提升。

    2019年05期 v.36 505-510页 [查看摘要][在线阅读][下载 2301K]
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  • CNN结合SLIC的PolSAR区域化分类

    郭庆华;杨仁辉;李玉恒;江涛;

    针对PolSAR分类易受散斑噪声影响出现"椒盐"现象的问题,提出一种CNN结合SLIC算法的PolSAR分类方法。选取荷兰Flevoland地区机载L波段全极化数据作为实验数据,通过Pauli、Huynen和Yamaguchi分解获取了9维特征向量,利用指定窗口尺寸内像素在特征维度的分布特征作为CNN的输入端,在选取实际标签作为训练集进行训练的基础上,通过对网络学习率和随机失活率等参数调整优选,经过200次迭代将影像分为大豆、小麦和建筑等15种地类,并结合SLIC算法获取区域化分类结果。实验结果显示总体分类精度达到97%,Kappa系数为0.94,效果明显优于传统SVM和Random Forest分类算法,同时对国产高分三号全极化数据进行了分类,证明了该分类算法的有效性。

    2019年05期 v.36 511-517页 [查看摘要][在线阅读][下载 3460K]
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  • BIM结合三维激光扫描技术在异形幕墙设计上的应用

    秦国成;任志平;张兴志;侯春明;周银;韩达光;

    现代高层建筑存在大量的幕墙装饰,尤其是异形幕墙,但以传统监测作为基础数据的异形幕墙设计存在精度低和周期长的问题。以重庆来福士高空异形幕墙项目为依托,采用BIM结合高精度相位式三维激光扫描技术,通过提取幕墙围护结构点云中心线逆向生成的BIM模型与设计模型进行平台融合和三维对比分析,并将幕墙围护结构点云的中心线和三维偏差结果移交给幕墙设计方应用。实验结果表明,利用优化后的点云作为数据支撑和三维对比作为分析保障,不仅提高了异形幕墙设计的前期基础数据的精度,而且加快了幕墙设计方通过其中心线进行异形幕墙精确设计和异形幕墙的工厂精细化加工的周期,对深化BIM结合高精度相位式三维激光扫描技术在异形幕墙设计上的集成化应用具有重要的意义。

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  • 机载激光点云与摄影测量点云非监督建筑物变化检测

    张振超;张永生;戴晨光;李凯;季虹良;

    机载激光扫描和航空摄影测量两种技术获取的点云属性差异大,变化检测易受噪声和数据误差影响。为此设计了一种非监督的建筑物变化检测方法。首先利用基于坡度信息的渐进三角网加密和基于表面生长的点云分割方法,从激光点云中提取出地面、屋顶和植被3类要素;其次以激光扫描数据为基准检测建筑物拆除和加高两类变化;并对剩下的区域以密集匹配点云为基准探测出新建的建筑物;最后对检测的变化结果进行形态学滤波。实验证明,该方法能有效克服两种点云的差异和密集匹配噪声的影响,不仅能获得锐利的建筑物变化轮廓,而且能得到建筑物增高或拆除的类别标签。

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  • 基于倾斜摄影线特征的建筑物模型快速重构方法

    曹林;王光霞;王玮琦;郭迎刚;

    针对以点云为基础进行建筑物三维建模时存在的点云数量庞大、构网复杂等问题,提出了一种基于倾斜影像线特征进行建筑物三维模型快速重构的方法。首先对三维线特征进行仿射平面剖分以及构建特征角点;然后以特征角点为引导基于拓扑顺序进行平面构建;接着采用各种规则构建与补充平面边界形成平面块,对模型进行精纠正后生成最后的建筑物三维模型。实验结果表明,该方法可基于线特征自动完成建筑物三维模型的重构,建模效率远高于基于点特征的三维建模,且精度符合要求,其为非精细化城市建筑模型的快速批量自动构建提供了高效且实用的解决方案。

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地图制图学与地理信息工程

  • 中文文本中时间信息抽取及规范化方法

    宋国民;张三强;贾奋励;姜松言;

    时间信息抽取和规范化表达在时空泛在信息处理、关联、聚合和内容服务中具有重要作用。设计并实现了一种基于规则的时间信息抽取和规范化表达的方法。首先,结合中文文本中时间信息描述的特点,定义了基本时间单元和派生时间单元,并由时间单元组合形成不同的时间表达式;然后,构建了时间词汇词典和时间表达式抽取的正则表达式模板;最后,设计了时间推理和计算的方法,实现了时间信息的规范化表达。基于中文文本语料进行了时间信息抽取测试。实验结果表明,本文方法具有较好的时间信息抽取效果。

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  • 战场区域地形隐蔽性分析

    马悦;薄其蒙;刘昀;

    为获取战场地形隐蔽性信息,按照作战行动空间划分,将区域地形隐蔽性分为:对地隐蔽性,以区域内山顶点为视点;对空隐蔽性,以区域上空规则离散点为视点。区域地形隐蔽性分析,引入视点隐蔽域和地形点隐蔽性,对参考面算法进行适用性改造,将区域地形隐蔽性和地形隐蔽性面作为分析结果。实验表明,该方法能够客观反映目标地形区域的地貌基本分布情况和区域整体地形隐蔽性大小,可用于不同区域间的地形隐蔽性对比。

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  • 《测绘科学技术学报》征稿简则

    <正>《测绘科学技术学报》是由信息工程大学主管和主办的测绘专业学术刊物,双月刊,国内外公开发行,测绘学类中文核心期刊、中国科技核心期刊。本刊为《中国学术期刊综合评价数据库》来源期刊;中国学术期刊(光盘版)全文收录期刊;"中国期刊网"全文上网期刊;中国科技期刊群"万方数据"上网期刊;重庆维普数据库收录期刊。本刊主要刊登测绘学科及其相关学科的下列学术论文:有创见性的理论研究和有实用价值的应用研究方面的学术论文;重大科研攻关项目和重大工程项目的成果介绍性论文;有关测绘学科研究进展及其发展方向的综合评述论文。

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