《大地測量數據序列的加權時空濾波與精度評定理論》是依託同濟大學，由沈雲中擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：大地測量數據序列的加權時空濾波與精度評定理論
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：沈雲中
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
項目研究大地測量基準站網不等精度觀測序列的加權時空濾波理論及其精度評定方法，並處理中國大陸構造環境監測網路的GNSS基準站網數據和分析全球與我國海平面變化的數據序列。其理論研究主要有：（1）區域性基準站網不等精度觀測序列的加權空間濾波理論與加權奇異譜分析理論；（2）空間相關誤差與測站噪聲的聯合估計方法；（3）基於加權空間濾波與加權奇異譜分析的變化預測及精度評定方法。其要點是將觀測權因子引入到區域共模誤差提取與奇異譜分析的主成分估計，導出相應的加權濾波計算公式；在統一模型中實現空間相關誤差和各種測站噪聲分量的聯合估計；分析空間濾波對變化預測結果及其精度評定的影響等。將理論研究成果用於研究我國GNSS基準站網的觀測序列，合理估計這些觀測序列數據的時、空相關誤差，分析並預測其形變特性，合理確定預測結果的不確定性；利用全球與我國平均海平面變化的時間序列數據，分析並預測今後30至50年的變化及其誤差。
結題摘要
套用空間大地測量技術連續觀測了數十年的GNSS、衛星測高數據和十多年的衛星重力數據；由於衛星和儀器設備更換等原因，這些觀測數據不可避免出現缺值，且隨著技術進步，觀測精度也不斷提高，因此項目研究含有缺值的不等精度數據序列時空濾波的主成分分析與奇異譜分析理論，構建合理隨機模型，從GNSS基準站網監測數據、海平面監測數據以及GRACE時變重力場數據中分別提取地殼運動變化、海平面變化和陸地水或冰凍圈的質量變化，對分析全球環境變化及其影響有重要意義。 項目主要取得了以下理論研究成果：（1）基於缺值數據與主成分元素的重構關係並引入觀測權因子，建立了區域GNSS基準站網含有缺值不等精度數據序列的加權空間濾波算法，提取了區域GNSS基準站網的共模誤差，其效果明顯優於傳統的插值和疊代算法。構建了空間相關誤差與測站誤差聯合估計的疊代算法，實現了這兩種誤差的聯合估計和區域GNSS基準站網形變參數的解算。（2）利用權因子和時頻域數據之間的再生關係，建立了含有缺值不等精度數據序列的加權奇異譜分析理論，合理估計了數據序列的特徵信號與噪聲，據此預測變化趨勢並利用Monto Caro方法估計預測結果的不確定度。（3）利用其協方差信息，構建了GRACE時變重力場的頻域抑噪濾波和空域正則化濾波算法，有效抑制了時變重力場的高頻誤差。將理論研究成果用於處理中國地殼運動觀測網路的GNSS基準站和ITRF2014框架的全球GNSS基準站數據，GRACE時變重力場數據，我國近海衛星測高與全球平均海平面變化數據。結果表明：我國大陸GNSS基準站網數據序列存在顯著的共模誤差，採用閃爍噪聲加白噪聲模型更為合理估計GNSS站點形變速率的不確定性；且GNSS站點變化與陸地水、大氣和海洋等環境負載變化明顯相關；我國青藏地區的高原湖泊蓄水變化與冰川融水明顯相關；利用1880年至2013年全球平均海平面變化的時間序列數據，分析並預測全球平均海平面至2100年升高約為28.69cm。 本項目資助發表了 13篇SCI刊物論文， 6篇EI刊物論文，11篇其他核心刊物論文；參加國際會議22人次，作口頭報告17次，張貼報告5次；參加國內會議10人次；項目成果獲得中國測繪地理信息學會2014年測繪科技進步一等獎；培養了4名博士研究生和7名碩士研究生，其中陳秋傑獲上海市優秀博士畢業生，李闖獲上海市優秀碩士畢業論文。
