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IGRF13和WMM2020模型在亚洲中低纬度地区的精度评估及分析
1
作者 刘长青 赵东明 +2 位作者 谢心和 付林威 付林 《测绘与空间地理信息》 2024年第2期62-66,共5页
研究了最新的世界地磁场模型WMM2020和国际地磁参考模型IGRF13与亚洲中低纬度区域地磁台站年均值的一致性,计算该区域地磁台站与其对应的地磁场模型各个地磁要素之间的均方根误差,分析WMM2020与IGRF13两者之间的差异,以此来评估最新的... 研究了最新的世界地磁场模型WMM2020和国际地磁参考模型IGRF13与亚洲中低纬度区域地磁台站年均值的一致性,计算该区域地磁台站与其对应的地磁场模型各个地磁要素之间的均方根误差,分析WMM2020与IGRF13两者之间的差异,以此来评估最新的世界地磁场模型WMM2020和国际地磁参考模型IGRF13在亚洲中低纬度地区的适用性。分析结果表明,IGRF13模型与亚洲中低纬度地区大部分地磁台站各地磁要素的年均值符合较好,存在显著的相关性,因此,在亚洲中低纬度地区,将最新的世界地磁场模型WMM2020和国际地磁参考模型IGRF13作为构建地磁异常模型时的参考背景场,或是对主磁场进行相关的改正都具有一定适用性。 展开更多
关键词 地磁场模型 IGRF13 WMM2020 地磁台站 均方根误差
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不同地磁基准图制备方法的比较研究
2
作者 谢心和 赵东明 +1 位作者 刘长青 付林威 《测绘工程》 2023年第2期13-20,共8页
地磁基准图制备是实现地磁匹配导航的基础性工作,对提高导航精度具有重大意义。地磁测量技术手段的提高,为地磁数据的获取提供有效途径。文中采用4种方法构建地磁基准图,并对不同算法构建的基准图进行比较和精度评价。首先确定性方法和... 地磁基准图制备是实现地磁匹配导航的基础性工作,对提高导航精度具有重大意义。地磁测量技术手段的提高,为地磁数据的获取提供有效途径。文中采用4种方法构建地磁基准图,并对不同算法构建的基准图进行比较和精度评价。首先确定性方法和地统计方法基于数学函数和变异函数反映地磁数据分布的空间结构特性,能在各采样率下取得较优的插值结果;其次低采样率条件下压缩感知算法插值能力最强,实验中均方根误差为14.41 nT,相比泛克里金方法精度提升约38.5%;最后神经网络算法随样本训练数据量增多,精度增加幅度最大,采样率10%~30%情况下,均方根误差从72.85 nT下降至14.38 nT。实验表明,实现高精度地磁基准图制备需依据不同分辨率、不同数据量的地磁数据选用优势更大的插值方法。 展开更多
关键词 地磁匹配导航 地磁基准图构建 插值分析 克里金 压缩感知 神经网络
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一种基于PSO-BP神经网络的重力数据插值方法
3
作者 谢心和 赵东明 刘长青 《测绘与空间地理信息》 2023年第11期26-29,34,共5页
重力数据在使用上需要通过进一步的精化和融合,并利用精确的插值技术进行加密处理,以满足实际应用的重力数据基础。本文提出一种基于粒子群算法(Particle swarm optimization,PSO)优化BP神经网络的方法,并应用于重力数据推估。通过仿真... 重力数据在使用上需要通过进一步的精化和融合,并利用精确的插值技术进行加密处理,以满足实际应用的重力数据基础。本文提出一种基于粒子群算法(Particle swarm optimization,PSO)优化BP神经网络的方法,并应用于重力数据推估。通过仿真实验对比分析了PSO-BP神经网络、普通BP网络和传统克里金方法在重力异常插值上的效果,发现本文方法在均方差、差值稳定性上具有一定优势,但运算时间较长。利用澳大利亚中部的重力观测数据对PSO-BP神经网络进行训练,结果表明,本文方法在整个区域的插值效果上优于BP神经网络和克里金方法,补充高程数据作为PSO-BP神经网络的输入,能进一步提升利用该方法推估自由空气重力异常场的精度。 展开更多
关键词 PSO-BP神经网络 克里金方法 重力异常 重力基准图
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Legendre多项式神经网络在重力数据插值中的应用
4
作者 谢心和 赵东明 刘长青 《测绘与空间地理信息》 2023年第12期19-23,共5页
当前重力背景场构建所需的高精度、高分辨率重力数据,已可通过多种方式获取。神经网络与重力场结合的研究方兴未艾,考虑到神经网络使用的特点,其适用于重力数据处理的插值拟合过程。本文针对重力离散数据格网化插值过程精度降低的问题,... 当前重力背景场构建所需的高精度、高分辨率重力数据,已可通过多种方式获取。神经网络与重力场结合的研究方兴未艾,考虑到神经网络使用的特点,其适用于重力数据处理的插值拟合过程。本文针对重力离散数据格网化插值过程精度降低的问题,提出一种基于正交多项式神经网络对重力数据进行插值的新方法。勒让德多项式神经网络(LPNN)模型具有复杂非线性映射能力,能够对重力数据推估建模,但由于其单层结构,LPNN的计算复杂度低。通过与现有方法进行比较,本文方法获得结果的准确性和可靠性,最后在中国南海实验区域上进行高精度重力数据插值成图,进一步验证了方法的可行性。 展开更多
关键词 Legendre多项式神经网络 重力数据 插值
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小波多尺度分析在地磁异常分解中的研究
5
作者 刘长青 赵东明 +1 位作者 谢心和 吕明昊 《测绘与空间地理信息》 2023年第6期44-48,共5页
针对规则的组合球体模型,将小波多尺度分析方法引入到地磁数据的处理中,以便将勘探所需要的地磁异常信息从错综复杂的数据中分离出来。本文的实验中采用3种不同的小波函数进行多尺度分析,将分析结果的逼近值和区域异常值的标准方差作为... 针对规则的组合球体模型,将小波多尺度分析方法引入到地磁数据的处理中,以便将勘探所需要的地磁异常信息从错综复杂的数据中分离出来。本文的实验中采用3种不同的小波函数进行多尺度分析,将分析结果的逼近值和区域异常值的标准方差作为确定最优分解小波和最优分解小波层数的误差参数,并使用不同小波函数进行小波多尺度分析后的结果图像作为参考,对实验结果进行分析,以寻求小波多尺度分析在地磁异常分解中的最优模式。根据实验分析,使用Sym8小波函数进行四层分解时可以达到最优效果,得到规则组合球体在不同深度下的埋藏情况,探讨了将小波多尺度分析方法应用到地磁勘探中的可行性。 展开更多
关键词 小波多尺度分析 小波分解层数 地磁场 磁异常分离
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基于正则化等效源模型的航空重力梯度测量信息降噪方法 被引量：1
6
作者 赵德军 孙中苗 +1 位作者 赵东明 谢心和 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期69-76,共8页
航空重力梯度测量能获取重力梯度的多个分量,在保证各梯度分量内部固有约束条件下降低测量噪声,是一个巨大的挑战。为提高航空重力梯度测量精度,提出一种基于正则化等效源模型的测量降噪方法。根据矩形棱柱体与重力梯度之间的关系构建... 航空重力梯度测量能获取重力梯度的多个分量,在保证各梯度分量内部固有约束条件下降低测量噪声,是一个巨大的挑战。为提高航空重力梯度测量精度,提出一种基于正则化等效源模型的测量降噪方法。根据矩形棱柱体与重力梯度之间的关系构建了等效源线性方程组,针对该方程组可能存在病态性的问题,引入截断奇异值TSVD和Tikhonov正则化的方法,对等效源模型进行正则化改造。模拟试验表明,正则化方法能够有效抑制病态系数矩阵小奇异值放大噪声对未知参数的污染,提高反演的精度和稳定性,其中基于L曲线确定正则化参数的截断奇异值TSVD法精度较高。实测数据表明,利用正则化等效源滤波转换的垂直梯度与利用傅里叶变换转换的结果吻合。可见,正则化等效源是重力场滤波和分量转换的有效工具。 展开更多
关键词 航空重力梯度测量 降噪 等效源 TSVD正则化 TIKHONOV正则化
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航空重力梯度的多参量位场转换 被引量：1
7
作者 赵德军 赵东明 谢心和 《测绘科学技术学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期15-20,共6页
目前广泛使用的非全张量航空重力梯度测量系统,不能测量重力梯度全部张量,限制了航空重力梯度的应用。因此,需要研究航空重力梯度不同分量之间的位场转换。根据重力梯度与扰动重力位内在的频率微分关系,联合多参量在拟合观测参量最优的... 目前广泛使用的非全张量航空重力梯度测量系统,不能测量重力梯度全部张量,限制了航空重力梯度的应用。因此,需要研究航空重力梯度不同分量之间的位场转换。根据重力梯度与扰动重力位内在的频率微分关系,联合多参量在拟合观测参量最优的条件下反演扰动重力位,实现了联合多参量的位场转换。实验表明,相对于传统的单参量位场转换,多参量位场转换能降低观测信号的噪声,有效地提高转换精度。 展开更多
关键词 航空重力梯度 位场转换 扰动位 傅里叶变换 转换精度
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一种改进的计算中央区扰动引力梯度对角线分量方法
8
作者 吕明昊 赵东明 +3 位作者 范雕 刘长青 谢心和 付林威 《测绘科学技术学报》 CSCD 北大核心 2021年第3期253-258,共6页
针对利用Stokes公式计算邻近地面点扰动引力梯度时,径向分量的计算出现奇异性,积分中央区对水平分量的忽略导致扰动引力梯度对角线三分量之和不满足拉普拉斯方程的现象,引入了双二次多项式插值和变量替换技术,推导了扰动引力梯度对角线... 针对利用Stokes公式计算邻近地面点扰动引力梯度时,径向分量的计算出现奇异性,积分中央区对水平分量的忽略导致扰动引力梯度对角线三分量之和不满足拉普拉斯方程的现象,引入了双二次多项式插值和变量替换技术,推导了扰动引力梯度对角线三分量在中央区的改进计算方法。分别利用仿真数据和真实数据开展了计算验证工作,并将计算结果与泰勒级数展开方法比较。实验表明本文中的改进计算方法可有效解决以上两个问题,结果合理可靠,相比泰勒级数展开法,推导过程更严密,适用性更广。 展开更多
关键词 扰动引力梯度 奇异性 拉普拉斯方程 双二次多项式插值 变量替换
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