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关键词： 滑动窗口滤波   周跳   电离层   探测与修复   GNSS  

摘要： 电离层活跃时的周跳探测与修复是全球卫星导航系统(GNSS)数据预处理的难点,针对电离层活跃期内周跳难以正确探测和修复的问题,提出采用滑动窗口滤波预测电离层延迟变化量,进而对周跳探测组合进行电离层延迟校正,从而正确探测并固定周跳。首先以99%的成功探测率和1%的漏检率,筛选出最优的周跳探测组合,然后再对第三周跳探测组合进行电离层延迟校正。通过实验分析,所采用的方法能正确探测并固定所有的周跳。

关键词： GPM数据   降水量   独立验证   赤峰市  

摘要： 多源卫星遥感降水产品在时空分辨率方面展现出极大优势,然而其与地面观测降水量之间一致性探究仍然不足。选取赤峰市2020年26个标准气象站点的逐月降水量观测数据,定量评估GPM降水量产品的可靠性。结果显示,2020年赤峰市逐月降水量空间分布不均衡,降水量分布中心在1月~5月呈顺时针由北向南移动,在6月~12月呈顺时针由北向西移动。该地年降水量介于286 mm~581 mm,年降水量分布中心位于南部丘陵、北段山地地带;而东部平原、西部高原地区最少。独立验证显示,GPM数据对赤峰市月降水量捕捉精度R^(2)=0.98,MAE和RMSE分别为2.07 mm、3.13 mm;对年降水量捕捉精度度R^(2)=0.75,MAE和RMSE依次为30.74 mm、33.23 mm。评价结果显示赤峰市GPM降水量产品可靠性较高,在区域水文气象方面具备良好应用价值。

关键词： GPRS通讯网络   土地测量   联邦卡尔曼滤波算法   GPS-RTK技术   信号处理  

摘要： 传统的土地测量方法往往受到地理环境、复杂地形和测量精度等问题的限制,因此需要引进更加先进和高效的测量技术。为了提高土地测量能力,引入土地测量工作中的GPS-RTK测量技术,通过多方技术改进以提高土地测量工作的效率和精准度。采用GPS-RTK技术,通过基准站、移动站和全球定位系统(GPS)卫星之间收发信号,可以在移动站实时计算出三者之间的距离,提高土地测量工作的便捷性。在信号处理方面,采用了联邦卡尔曼滤波算法,提高了土地测量工作的信号传播效率。试验结果表明,设计的土地测量工作方案的测绘性能有显著提高。

关键词： GNSS-IR   土壤湿度   线性回归   稳健回归   多星融合  

摘要： 全球卫星导航系统干涉测量法(GNSS-IR)能够利用直/反射卫星信号间的干涉信息分析提取土壤湿度、海面高度等有效信息。针对传统线性回归方法在土壤湿度反演过程中出现的拟合模型随异常观测值偏移的问题,本文提出了利用稳健回归方法降低异常值权重,以达到减小或抵消异常观测数据对观测结果的影响。为验证模型的适用范围,本文在稳健回归的基础上进行了多星融合试验,有效提高了土壤湿度反演精度。结果表明,与传统线性回归方法相比,本文提出的方法在单颗卫星时RMSE和MAE平均降低8.38%和8.91%,在两颗卫星时RMSE和MAE平均降低15.18%和16.42%,在三颗卫星时RMSE和MAE平均降低21.00%和22.97%,在四颗卫星时RMSE和MAE平均降低26.25%和28.71%。

关键词： GNSS-IR   信噪比   多特征参数融合   土壤湿度   轨迹聚类   熵值法  

摘要： 全球导航卫星系统干涉反射(global navigation satellite system interferometric reflectometry， GNSS-IR) 技术作为一种近地遥感的新兴手段，在土壤湿度监测方面凭借其低成本、高精度等优点成为近些年的研究热点。为了提高GNSS-IR技术反演土壤湿度的精度，选取位于南京市溧水区的自建GNSS测站原始观测数据作为数据源，提取GPS、BDS、GLONASS、Galileo等系统信噪比（signal-to-noise ratio， SNR）观测数据的多路径干涉相位、振幅和频率等特征参数，分析不同频段、不同轨迹的特征参数随土壤湿度的变化规律，提出一种顾及卫星轨迹差异的多特征数据融合的GNSS-IR土壤湿度反演方法。首先按照不同卫星轨道、不同频段进行轨迹聚类融合，然后采用熵值法进行土壤湿度反演，并将多系统轨迹融合反演结果与传统均权融合方法、多元线性回归方法进行比较。结果表明，SNR的相位、振幅、频率三种特征参数组合进行土壤湿度融合反演比单一相位特征参数及相位、振幅两种特征参数组合的反演结果更优；多系统轨迹融合较单系统轨迹融合反演性能普遍提升，平均相关系数相比单系统提高了4.0%，均方根误差降低了22.8%—39.9%；基于熵值法的多系统轨迹聚类融合土壤湿度反演方法较传统均权融合方法、多元线性回归方法以及赋权融合法反演RMSE分别降低34.0%、25.6%和29.5%。本文提出的方法能够提供长期、准确的土壤湿度反演结果。

关键词： 卫星遥感   海面高度   海面温度   海面盐度   三维温盐场   深度学习  

摘要： 海洋三维温盐场信息是描述海洋物理属性特征和掌握海洋物理运动过程的重要参数,获取准确的海洋三维温度和盐度信息对于认识海洋、开发利用海洋和海洋科学研究等具有重要意义.随着人工智能与深度学习方法的发展,采用深度学习方法的海洋次表层三维温盐场智能探测研究成为热点之一.从海洋温盐观测数据集、传统机器学习方法三维温盐智能探测、一般神经网络三维温盐智能探测和深度学习三维温盐智能探测等方面展开,对与海洋三维温盐场智能探测相关的研究进展进行综述,最后针对三维温盐场智能探测存在的问题和未来的发展趋势进行了总结和展望.

关键词： 卫星遥感监测   极端气象   预报数据   异常区段识别   异常值检测  

摘要： 在遥感数据采集过程中，由于传感器故障、气象条件等原因，可能会导致少量的异常点出现在采集的数据中，这些异常点可能会对极端天气预报的准确性产生负面影响。为此，需要研究一种基于卫星遥感监测极端气象预报数据异常值检测方法。基于改进K-均值聚类算法对缺失的卫星遥感监测极端气象预报数据进行插补，还原数据完整性。划分卫星遥感监测极端气象预报数据的区段，提取每个区段的裕度指标、偏斜度、频率歪度、重心频率四个特征参数，以此为输入，利用蝙蝠算法优化BP神经网络识别异常区段。计算异常区段中每个卫星遥感监测极端气象预报数据的局部离群因子，局部离群因子大于1.0数据为气象预报数据异常值，以此完成气象预报数据异常值检测。结果表明：所提方法插补误差小于±1.0，可以准确识别异常区段中的异常值，且在不同样本中的协调指数高于0.8，检测效果更好。

关键词： 桥梁工程   风致振动   全球导航卫星系统   经验小波变换   模态参数  

摘要： 特大桥梁结构健康监测系统为桥梁模态识别、损伤探测和安全评估提供重要参数信息和决策依据。鉴于传统加速度计、计算机视觉、光纤光栅等方法存在位移测量不精确、易受外界环境干扰、仅获取局部变量等问题，构建了全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）特大悬索桥实时振动监测和改进经验小波变换（Empirical Wavelet Transform，EWT）的结构动力响应分析方法。依托由GNSS、加速度计和风速仪等传感器组建的苏格兰福斯公路桥GeoSHM变形监测系统，自2014年起实现对桥塔、主梁的高精度、全自动、全天候、三维实时监测；建立基于改进协方差自回归功率谱的频带划分方法和 Pearson相关系数有效固有模态函数筛选准则，提出改进EWT算法进行降噪滤波和位移分解，实现风致桥梁振动响应的动力响应分析。采用上述方法对2020年2月的席亚拉（Ciara）台风GNSS监测数据分析，识别出索塔纵向振动位移最大振幅为7.91 cm，动态位移最大振幅为2.84 cm，2座桥塔上GNSS接收机识别出的模态频率基本吻合，风速与桥塔水平位移呈正相关，索塔的水平位移沿风向增加明显；主梁纵向、横向和竖向振动位移最大振幅分别为5.51 cm、152.47 cm和68.17cm，其中动态位移最大振幅为3.73 cm、31.93 cm和54.22 cm，与加速度计识别的动态位移及振动频率结果吻合，风速与主梁三维位移亦呈正相关，台风引起的横向振动最大，因此横向位移随风速增加的趋势显著。研究结果表明：构建的 GNSS监测技术和改进EWT数据处理方法，可实现特大桥梁风致振动实时监测和动力响应分析，具有重要的科学研究和工程应用价值。

关键词： 遥感卫星   星上处理   模型定义   按需适配   异构计算  

摘要： 本文提出了一种基于模型定义的光学遥感卫星星上处理系统设计方法，构建了“硬件资源-算子模块-通用处理核-典型应用”的星上处理任务行为模型范式。在硬件层面，采用星上异构嵌入式计算平台，将多处理器一体化设计，通过标准化高速数据互连，完成高速信号传输和数据处理；通过网络拓扑实现良好的扩展性，支持设备规模及数据处理复杂性的变化；在软件层面，针对星上智能处理任务中频繁数据读写操作、大量重复计算操作、卷积神经网络的通用计算与加速等需求，设计了星上平台指令集、星上算法通用算子和星上智能网络组件组成的可配置算子模块，并基于该模块可快速实现特定算法的硬件IP核。经仿真实验验证，本方法可根据卫星平台和星上处理任务需求，按需适配最佳软硬件解决方案，并有效提高了计算资源利用率；提出的结合云检测的实时流水压缩编码方案，显著提升了压缩性能；设计的轻量化目标检测识别方法，计算资源效率达到91.5%；以“高分一号”、“高分七号”原始数据率为例分析，相比常规方案整体计算资源利用率分别提高了16.51%、17.77%。实现了星上处理系统“研制过程模型化、工作模式可定义、逻辑资源共享化”，是适应卫星小型化、快速部署的一种合理优化选择。

关键词： 卫星遥感   涉河建设项目   影像解译   内外业协同   外业复核  

摘要： 涉河建设项目建设周期长，存在数据更新滞后和共享不方便的问题，为了及时掌握涉河建设项目的建设现状，利用卫星遥感影像、地理信息技术和计算机技术，探索内业外业在线协同工作的模式，按照数据收集、内业解译研判、外业复核、成果整理的建设思路，研发了涉河建设项目调查平台，实现涉河建设项目的内业解译研判和外业采集复核等功能，提高了数据更新效率，提供数据共享渠道。该平台在三峡库区范围内涉河建设项目调查中得到应用，并最终形成了一套包括1 425个涉河建设项目的台账数据，对三峡库区范围内的涉河项目管理及摸清河湖岸线利用现状具有借鉴意义。