基于卫星加速度恢复地球重力场的去相关滤波法   总被引：3，自引：0，他引：3  

宁津生  钟波  LUO Zhicai  罗志才  汪海洪 《测绘学报》2010,39(4):331-337,343

基于加速度法恢复地球重力场时,卫星加速度是由卫星轨道数值微分得到,而数值微分会放大高频误差,进而降低了重力场解算结果的精度.针对数值微分导出的加速度误差具有有色噪声的特性,提出利用去相关算法构造白化滤波器对加速度有色噪声进行滤波处理,并根据去相关的基本原理分别构造了基于三点差分和ARMA模型的白化滤波器.采用不同噪声背景的CHAMP卫星模拟轨道数据进行解算,结果表明:基于去相关滤波解算的重力场模型精度均要比等权解算的重力场模型精度高,初步验证了去相关滤波方法的有效性.  相似文献   

一种卫星重力梯度数据的ARMA最优滤波模型构建方法          下载免费PDF全文

朱广彬  常晓涛  付兴科  瞿庆亮 《地球物理学报》2018,61(12):4729-4736

由于卫星重力梯度观测的有色噪声特性和海量观测特征,在利用直接法进行重力场模型的最小二乘求解时,观测值的协方差阵为超大型的非对角阵,这给数值求解带来了极大困难.本文提出了一种基于先验误差功率谱密度的最优ARMA滤波模型构建方法,结合法方程的分块求解策略,可实现对卫星重力梯度观测值的高效滤波处理.数值仿真结果表明,利用最优ARMA滤波器进行时域滤波后,法方程的态性得到了明显改善,重力梯度观测值中的有色噪声得到了有效的"白化"处理,大地水准面精度得到了显著提升.  相似文献   

Application of a cascading filter implemented using morphological filtering and time–frequency peak filtering for seismic signal enhancement     

Yanping Liu  Zhengguo Yan 《Geophysical Prospecting》2020,68(6):1727-1741

Inspired by the idea of the iterative time–frequency peak filtering, which applies time–frequency peak filtering several times to improve the ability of random noise reduction, this article proposes a new cascading filter implemented using mathematic morphological filtering and the time–frequency peak filtering, which we call here morphological time–frequency peak filtering for convenience. This new method will be used mainly for seismic signal enhancement and random noise reduction in which the advantages of the morphological algorithm in processing nonlinear signals and the time–frequency peak filtering in processing nonstationary signals are utilized. Structurally, the scheme of the proposed method adopts mathematic morphological operation to first preprocess the signal and then applies the time–frequency peak filtering method to ultimately extract the valid signal. Through experiments on synthetic seismic signals and field seismic data, this paper demonstrates that the morphological time–frequency peak filtering method is superior to the time–frequency peak filtering method and its iterative form in terms of valid signal enhancement and random noise reduction.  相似文献   

Monitoring soil surface roughness under growing winter wheat with low-altitude UAV sensing: Potential and limitations     

Nils Onnen  Anette Eltner  Goswin Heckrath  Kristof Van Oost 《地球表面变化过程与地形》2020,45(14):3747-3759

Soil surface roughness (SSR) is an important factor in controlling sediment and runoff generation, influencing directly a wide spectrum of erosion parameters. SSR is highly variable in time and space under natural conditions, and characterizing SSR to improve the parameterization of hydrological and erosion models has proved challenging. Our study uses recent technological and algorithmic developments in capturing and processing close aerial sensing data to evaluate how high-resolution imagery can assist the temporally and spatially explicit monitoring of SSR. We evaluated the evolution of SSR under natural rainfall and growing vegetation conditions on two arable fields in Denmark. Unmanned aerial vehicle (UAV) photogrammetry was used to monitor small field plots over 7 months after seeding of winter wheat following conventional and reduced tillage treatments. Field campaigns were conducted at least once a month from October until April, resulting in nine time steps of data acquisition. Structure from motion photogrammetry was used to derive high-resolution point clouds with an average ground sampling distance of 2.7 mm and a mean ground control point accuracy of 1.8 mm. A comprehensive workflow was developed to process the point clouds, including the detection of vegetation and the removal of vegetation-induced point cloud noise. Rasterized and filtered point clouds were then used to determine SSR geostatistically as the standard deviation of height, applying different kernel sizes and using semivariograms. The results showed an influence of kernel size on roughness, with a value range of 0.2–1 cm of average height deviation during the monitoring period. Semivariograms showed a measurable decrease in sill variance and an increase in range over time. This research demonstrated multiple challenges to measuring SSR with UAV under natural conditions with increasing vegetation cover. The proposed workflow represents a step forward in tackling those challenges and provides a knowledge base for future research. © 2020 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

环境因子对浮游甲壳动物群落功能多样性的影响     

王松波  史昭锦  耿红  吴来燕  曹艳敏 《湖泊科学》2021,33(4):1220-1229

基于功能性状的生物多样性分析是当前生态学研究中的常用方法之一.浮游动物作为水生态系统食物网的重要组成成分,其功能多样性受关注的程度远不如其重要性.本文通过对14个水体浮游甲壳动物群落结构的研究,分析了环境因子对其功能多样性指数,包括功能丰富度(FRic)、功能均匀度(FEve)、功能离散度(FDiv)和功能分散度(FDis),以及功能群分布的影响.结果显示,亲缘关系近的物种(在分类学上相近)由于具有相似的功能性状,均很好地聚为一类.相关分析显示,FRic、FEve和FDiv与环境因子之间不存在显著的相关关系;FDis与总溶解性氮、总溶解性磷、氨氮和悬浮物C/P比存在显著的相关关系.回归分析发现,随着水体总溶解性磷浓度的上升,浮游甲壳动物的物种数表现出下降趋势,功能群数量、功能群Shannon-Wiener指数和FDis均显著下降;另外,FRic和FDis与功能群数量均呈显著正相关.这些结果表明水体富营养化能促进浮游甲壳动物群落功能性状的趋同,环境选择是群落结构变异的主要驱动力之一.  相似文献   

自适应卡尔曼滤波在航空重力异常解算的应用研究   总被引：3，自引：1，他引：2       下载免费PDF全文

郑崴  张贵宾 《地球物理学报》2016,59(4):1275-1283

依据航空重力测量基本原理,构建了航空重力异常解算的卡尔曼滤波模型,将新息自适应卡尔曼滤波器(IAE,Innovation based Adaptive Estimation)应用于量测噪声未知的航空重力异常解算.针对IAE滤波器滑动窗口宽度难以准确确定的问题,通过对多个不同滑动窗口新息协方差估计的加权平均,获得改进的IAE滤波器,该IAE滤波器不仅具有量测噪声自适应估计能力,还能实现滑动采样窗口的优化选取.试验结果表明,IAE滤波器可以降低因量测噪声统计信息不明引起的解算误差,改进IAE解算的重力异常误差约为1mGal.  相似文献   

相邻历元误差相关的抗差卡尔曼滤波算法分析     

王仁  赵长胜  张敏  孙鹏  杜希建 《地球信息科学学报》2015,17(12):1506-1510

根据卡尔曼滤波理论以及抗差理论,本文推导出了相邻历元误差相关的抗差卡尔曼滤波模型,其对观测值中含有粗差有良好的抗差性。通过对含有粗差的变形监测数据分析,与相邻历元误差相关的卡尔曼滤波模型进行比较,采用本文构造的抗差卡尔曼滤波模型处理数据,无论是否有粗差存在观测值里,变形计算结果与实际结果大体一致,粗差对计算结果的影响不敏感。在对变形监测数据分析时,可得出卡尔曼滤波方法估计的状态向量,没有寄存大量的以往观测数据,而是使用最近的观测数据,经过不断的预测和改正,把新的状态展示在系统中。  相似文献   

航空重力测量中牛顿中心差分器对确定载体加速度的影响     

周波阳  罗志才  钟波  郑凯  魏艳平 《大地测量与地球动力学》2015,35(6):923-926

讨论不同点数的牛顿中心差分器对航空重力测量中确定载体加速度的影响。理论分析表明,当航空重力测量的有效频段位于牛顿中心差分器的通带时,不同点数的牛顿中心差分器所得结果经低通滤波后几乎没有差异。实验表明,当采样间隔为1 s、载体平均速度为155 m/s、所需重力数据的分辨率为10 km时,低通滤波后不同点数的牛顿中心差分器输出结果之间的较差优于2.1 mGal。  相似文献   

城市CORS坐标时间序列噪声模型建立与分析     

曹奇  张迎燕  岳东杰  杨小东 《大地测量与地球动力学》2015,35(6):1001-1006

以GAMIT/GLOBK处理得到高精度常州CZCORS坐标时间序列,用奇异谱分析方法对其进行空间滤波,使用最大似然估计方法对剔除共性误差的坐标时间序列进行噪声特征分析,得出最优白噪声模型为“WH”,N、U分量最优有色噪声模型为“WH+FN”,E分量最优有色噪声模型为“WH+FN+RWN”。根据最优有色噪声模型估计出的CZCORS站速度场表现为东南方向整体运动的趋势,其整体位移变化值及运动方向与周围IGS站基本一致。  相似文献   

基于单程波偏移算子的地表相关多次波成像   总被引：3，自引：3，他引：0       下载免费PDF全文

叶月明  赵昌垒  庄锡进  郭书娟  钱进 《地球物理学报》2014,57(4):1241-1250

在常规地震资料处理中,多次反射波被视为噪声并从地震数据中去除,以免在之后的地震资料解释中造成误解.而事实上,多次波也是地震信号,是照明波场的一部分,能够对地下构造成像的精度做出贡献.本文分析了多次波在传统单程波叠前深度偏移中产生构造假象的机制和表现,为实现基于单程波偏移算子的多次波成像,修改了单程波叠前深度偏移的边界条件,即将输入的震源波场用包含多次波的记录来替代,输入的记录波场用预测出的表层相关多次波来替代,实现了基于单程波偏移算子的地表相关多次波成像,并从理论上给出了其成像依据.通过基于二范式最小能量差原则求取的匹配因子,将多次波成像结果与一次波成像结果进行匹配叠加,应用多次波成像来弥补一次波成像的不足.简单模型验证了基于单程波偏移算子的多次波成像方法的有效性,最后对Sigsbee2B模型进行了一次波与多次波联合成像试算,盐边界高陡构造成像质量得到了明显改善.  相似文献