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武汉大学学报（信息科学版）
武汉大学学报（信息科学版）

刘经南

月刊

1671-8860

journalw@whu.edu.cn

027-68778465

430072

武汉市珞喻路129号武汉大学测绘校区

武汉大学学报（信息科学版）/Journal Geomatics and Information Science of Wuhan UniversityCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为测绘专业学术期刊，主要刊登测绘、遥感、图形图像处理等专业及相关学术论文。发表论文强调先进性、创造性。该刊发表的论文部分收录于EI、SCI、AJ等。
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    GNSS在地表过程研究中的应用

    王鹏刘静刘小利刘志军...
    2159-2180页
    查看更多>>摘要：地球表层系统是地球系统中与人类关系最密切的部分,以地表系统为研究对象的地表过程研究越来越重要.将地球物理和大地测量等手段创新性地运用于地表过程的研究逐渐成为一个新的学科交叉发展方向.全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)观测技术因其具有高精度、全天候、大范围和准实时的特点,被广泛应用于地表过程研究中.从长期地壳形变、地震周期形变、大气可降水量、荷载响应、岩浆及火山活动、滑坡监测和反射测量等方面简要介绍了 GNSS技术在地表过程研究中的应用现状,并对未来发展方向进行了讨论.研究表明,鉴于GNSS在观测技术方面的优势,应加强其在地表过程研究中的应用.

    GNSS地表过程地壳形变地震周期荷载响应大气可降水量

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    天问一号星载USO的长期漂移标定

    曹建峰孔静满海钧鞠冰...
    2181-2186页
    查看更多>>摘要：星载超稳晶体振荡器(ultra-stable oscillator,USO)为发射机提供频率源,其稳定性直接影响单程多普勒测量精度,利用单程多普勒数据开展定轨计算需一并解算下行频率与标称频率的偏差.推导了单程多普勒观测模型及观测偏导数,分析了影响测量精度的主要误差源;对天问一号单程多普勒数据进行处理,在轨道解算的同时估计了频率偏差,并构建了 USO长期漂移预报模型;给出了下行频率解算精度的影响因素,理论分析了频率解算精度.结果表明,天问一号星载USO长期漂移率为0.075 75±0.006 20 Hz/d.因此,所提星载USO漂移标定方法构建了天问一号星载USO下行频率的先验模型.

    超稳晶体振荡器单程多普勒天问一号精密定轨漂移标定

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    一种基于载波平滑伪距的BDS伪距增强定位方法

    李军祝会忠路阳阳徐爱功...
    2187-2198页
    查看更多>>摘要：伪距作为一种定位模式简单、实时性高的定位观测值,定位精度受观测值噪声的影响难以进一步提升,载波相位平滑伪距是提高伪距定位精度的主要方法.提出了一种基于载波平滑伪距的北斗卫星导航系统(BeiDou satellite naviga-tion system,BDS)伪距增强定位方法,利用用户站周围的基准站生成误差增强信息对用户误差进行改正,同时利用载波平滑伪距公式来平滑基准站的误差增强信息,平滑后的误差增强信息不改变误差特性,兼容用户端不同频率观测值的定位,用户端可以根据需要自由选择定位模式.实验结果表明,单站误差平滑后在N、E、U方向的定位精度有大幅提高,且平滑后的残差优于未平滑的残差.用户单频、双频和多频定位平滑后在3个方向的定位精度均有提高,其中各方案下U方向定位精度有显著提高.平滑方法可以提升误差增强信息的精度,平滑后的误差增强信息兼容用户单频、双频、多频的平滑与未平滑定位,对用户观测值的平滑也可以进一步提升定位精度.

    北斗卫星导航系统载波平滑伪距误差增强信息增强定位

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    GPS监测慢滑移事件的NIF反演及时空特征分析

    严丽罗正东赵爱平李萌...
    2199-2209页
    查看更多>>摘要：研究利用GPS坐标时序与网络反演滤波(network inversion filter,NIF)方法反演慢滑移事件,分析慢滑移的时空特征及演化规律,探讨慢滑移事件与地震发生的关联性.首先,对GPS连续坐标时序构建标准线性轨迹模型,剔除粗差并修复阶跃项,去除震前常数项和稳态速度项,去除年和半年周期季节项,提取慢滑移坐标时序;然后,利用NIF生成断层格网模型,引入弹性格林函数描述断层滑移与地表位移的关系,从而结合GPS慢滑移坐标时序反演断层格网上的滑移矢量及地表位移矢量;最后,统计慢滑移发生前后区域地震发生的大小及频率,分析慢滑移与地震发生可能存在的关系.以日本房总半岛2018年慢滑移事件为例展开研究,结果表明,慢滑移活跃期为年积日156～169;最大累积滑移量约为11.3 cm,最大日滑移率约2.7 cm/d;滑移中心区域为房总半岛东南部,略微向南传播,断层滑移深度由深及浅;此次慢滑移事件发生期间该区域地震发生频率明显增大,之后几个月内地震发生频率逐渐恢复至平常.从房总半岛慢滑移动态演化中可判识潜在地震群逼近的危险性.

    GPS慢滑移事件网络反演滤波时空特征分析

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    长时序多模多频GNSS-IR潮位反演综合比较分析

    余锐刘洋王清泉高建伟...
    2210-2222页
    查看更多>>摘要：海平面变化对海岸生态环境和人类生存发展有着重要影响,对海平面进行监测是全球气候变化和海洋灾害监测的重要内容.利用全球导航卫星系统干涉反射测量(global navigation satellite system interferometric reflectometry,GNSS-IR)技术分析了 4大卫星导航系统11个频段的数据,反演了中国香港HKQT和美国西雅图SC02测站2018-2022年长时序的潮位结果,并进行了潮汐调和分析和长期变化趋势估计.结果表明,不同频段反演海面高的精度有所差异,经过海面动态误差改正后,精度在10 cm左右,不同接收机和不同环境会导致同一频段有不同的精度表现.海面动态改正能有效降低GNSS-IR潮位反演误差,以无偏均方根误差计算其平均精度提升了 20.5％.通过多模多频数据提高了海面高反演的时间分辨率,并在一定程度上提升了数据的精度和连续性.潮汐调和分析结果表明,11个频段的振幅结果能够与验潮站结果很好地吻合,总体差异小于1 cm.但是,部分频段部分潮汐项的相位结果存在较大差异,这与单一频率潮位反演结果的时间分辨率较低有关.长期趋势分析结果表明,香港近海存在约6.0 mm/a的海平面上升,西雅图近海存在约4.0 mm/a的海平面下降,与验潮站结果吻合较好.试验结果不仅评估了多模多频GNSS-IR技术在监测海平面变化上的性能,而且揭示了海平面的长期变化趋势,这对于海洋灾害监测和海洋学研究具有一定的参考意义.

    海平面长时序多模多频GNSS-IR趋势变化

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    结构加权整体最小二乘模型平差准则的优化选取

    谢建周璀林东方龙四春...
    2223-2231页
    查看更多>>摘要：在空间直角坐标转换等结构变量含误差(errors-in-variables,EIV)模型中,系数矩阵中有部分随机观测值(或其负值)会在系数矩阵的不同位置重复出现.对于随机变量重复出现的结构EIV模型,重复的次数是否应纳入整体最小二乘准则以及重复次数如何纳入,已有研究尚未形成定论.提出了一种通用结构EIV模型,通过引入综合权矩阵来表达不同的平差准则并推导了通用模型的算法;然后采用线性化方法将通用EIV模型转换为Gauss-Helmert模型求解并推导了参数的近似精度公式.从模型分析和数值模拟两方面分别验证了独立随机误差的重复次数不应计入结构整体最小二乘准则.最终确立了结构EIV模型的最优平差准则,并证明了近似精度评定公式是可行有效的.

    结构变量含误差模型加权整体最小二乘Gauss-Helmert模型平差准则精度评定

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    2021年海地Mw 7.2地震震源机制与同震滑动分布研究

    于仪李雪陈威李承涛...
    2232-2240页
    查看更多>>摘要：2021年8月14日,海地发生了 Mw 7.2地震.为研究此次海地地震同震形变及其震源机制,根据Sentinel-1A卫星提供的升降轨数据,利用合成孔径雷达差分干涉(differential interferometric synthetic aperture radar,DInSAR)技术获取了海地地震的同震形变场.采用均匀采样方法对观测数据进行降采样,根据均匀弹性半空间位错模型,反演了地震断层的精确几何参数和发震断层的最优滑动分布模型,结果表明,此次地震是一次逆冲兼左旋走滑型地震事件,最优断层倾角为58°,走向为265.5°,滑动角为50°,震中位置为73.60°W,18.43°N,最大滑动量为3.2m.以反演的同震滑动模型来正演,获取震源区3个方向的位移分量且投影到卫星视线向,获取研究区域雷达视线向的形变场,发现海地同震形变以隆升为主,最大的隆升量为64 cm,是主震和余震共同作用的结果.

    合成孔径雷达差分干涉海地地震同震形变场同震滑动分布模型震源机制

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    长江流域陆地水储量变化及归因研究

    熊景华郭生练王俊尹家波...
    2241-2248页
    查看更多>>摘要：气候变化和人类活动共同影响了长江流域陆地水储量,对中国经济社会、生态环境和粮食安全产生严重威胁.结合重力恢复与气候实验(gravity recovery and climate experiment,GRACE)卫星产品、地面水文观测、陆地水储量统计学模型和水文模型,分析了 2002-2021年长江流域陆地水储量异常(terrestrial water storage anomaly,TWSA)的变化及归因.美国德克萨斯大学空间研究中心、喷气动力实验室和戈达德航天中心的GRACE mascon产品相对不确定性分别为5 mm、7.2 mm和3.9 mm;融合的GRACE陆地水储量产品与地面观测及流域水资源公报具有良好可比性,相关系数分别为0.59和0.86(p＜0.01),但不同子流域的对比情况存在一定差异;统计学模型和水文模型的TWSA分解结果较为一致,均揭示流域TWSA主要受降水影响;而人类活动因素,如水库蓄水和农业灌溉活动,则造成局部地区陆地水储量的明显变化.基于分离后的融合GRACE信号,发现长江流域历史TWSA已经因气候变率和人类活动而发生了明显变化.

    GRACE卫星陆地水储量气候变化人类活动长江流域

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    非线性尺度空间改进的光学与SAR影像自动配准

    姚国标张成成龚健雅张现军...
    2249-2260页
    查看更多>>摘要：针对异源遥感影像非线性辐射畸变造成的匹配困难问题,提出了基于非线性尺度空间改进的光学与合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)影像自动配准方法.首先,通过改进彩色像素对比度计算和线性参数模型,有效增强了影像的对比度信息,提升了光学与SAR影像的辐射一致性,显著提高了同名特征的重复度;其次,利用非线性扩散方程来描述影像扩散特征,改善了高斯尺度空间的边界模糊问题;然后,采用多尺度指数加权均值比算子和Sobel算子分别计算SAR影像和光学影像的梯度信息,继而提取稳定的Harris特征点;最后,联合对数极坐标描述框架生成高区分度特征向量描述子,并通过欧氏距离和快速样本一致性算法剔除误匹配.实验结果表明,相比于经典方法,所提算法在保证精度的情况下能匹配到更多的同名特征点,实现了 SAR影像与光学影像的自动和稳健配准.

    异源遥感影像对比度增强非线性扩散滤波影像配准

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    基于双路卷积神经网络的高分辨率遥感影像浒苔检测方法

    王艳丽董志鹏王密
    2261-2270页
    查看更多>>摘要：浒苔绿潮是一种危害巨大的海洋生态灾害.如何快速准确地检测出浒苔,对其及时治理和促进海洋产业健康发展具有重要意义.针对高分辨率遥感影像浒苔检测中浒苔区域边界难以精确确定的问题,提出一种基于双路卷积神经网络的高分辨率遥感影像浒苔检测方法.首先,基于高分辨率遥感影像中浒苔分布特性,设计了一种双路卷积神经网络语义分割架构,用于提取影像中浒苔区域和边界等属性特征;然后,提出一种基于浒苔边界辅助优化浒苔区域检测结果策略,对初始浒苔检测结果优化处理获得精确浒苔区域检测结果;最后,进行定性对比实验和定量评价.结果表明,所提方法对高分辨率遥感影像浒苔检测结果的F1分数、交并比和整体分类精度分别为88.25％、78.97％、98.99％,能够实现对不同类型的浒苔精确检测,获得良好的高分辨率遥感影像浒苔检测结果.

    浒苔高分辨率遥感影像卷积神经网络信息提取多特征融合

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