测绘学报

当期目录

2017年第46卷第3期刊出日期：2017-03-20

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综述

高分三号卫星总体设计与关键技术

张庆君

2017, 46(3): 269-277. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170049

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高分三号（GF-3）卫星作为我国首颗自主研制的C频段多极化SAR卫星，突破了多项关键技术。卫星在明确SAR载荷的体制和基本配置的基础上，围绕SAR载荷的需求开展卫星平台适应能力的分析以及载荷与平台之间的匹配性研究，形成了一系列卫星特点和技术创新点，主要技术指标达到或超过国际同类卫星水平。

大地测量学与导航

GGOS对流层延迟产品精度分析及在PPP中的应用

姚宜斌, 徐星宇, 胡羽丰

2017, 46(3): 278-287. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20160383

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对流层延迟是卫星导航定位的主要误差源，GNSS广域增强需要高精度的对流层延迟产品进行误差修正。对流层延迟可通过GNSS进行实时估计，也可通过融合多源数据的数值气象预报模型获取。IGS发布的全球对流层天顶延迟产品由GNSS解算，其精度可达4mm，时间分辨率为5min，但其分布不均匀，在广袤的海洋区域无数据覆盖。GGOS Atmosphere基于ECMWF 40年再分析资料，可提供1979年以来时间分辨率为6h、空间分辨率为2.5°×2°的全球天顶对流层总延迟格网数据。本文通过2015年全球IGS测站的ZTD资料对GGOS的ZTD产品进行了评估，研究了GGOS Atmosphere 对流层延迟产品与IGS发布ZTD资料之间的系统差，通过线性拟合估计出每个测站GGOS-ZTD与IGS-ZTD系统差系数（包括比例误差a和固定误差b），然后对比例误差a、固定误差b进行球谐展开，建立了两种ZTD数据源之间的系统差模型。选取IGS测站和陆态网测站，对附加系统偏差改正后的GGOS-ZTD产品对PPP的收敛速度的影响进行研究。本文研究结果表明：GGOS-ZTD与IGS-ZTD间存在系统偏差，其bias平均为-0.54cm；两者之间较差的RMS平均为1.31cm，说明GGOS-ZTD产品足以满足广大GNSS导航定位用户对对流层延迟改正的需要。将改正了系统差后的GGOS-ZTD产品用于ALBH、DEAR、ISPA测站、PALM测站、ADIS测站、YNMH测站、WUHN测站进行PPP试验，发现可明显提高定位收敛速度，尤其是在U方向上，收敛速度分别提高10.58%、31.68%、15.96%、43.89%、51.46%、14.69%、18.40%。

深空探测器精密定轨与重力场解算系统(WUDOGS)及其应用分析

叶茂, 李斐, 鄢建国, 郝卫峰, 杨轩, 金炜桐, 曲春凯

2017, 46(3): 288-296. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20160525

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WUDOGS是武汉大学自主研发的深空探测器精密定轨与重力场解算软件系统。该软件目前已经具备月球、火星探测器的高精度定轨能力。本文首先简要介绍了WUDOGS设计思路及其主要功能，然后重点介绍了WUDOGS与国际上领先水平的行星探测器精密定轨软件系统GEODYN-Ⅱ的交叉验证测试过程。结果表明：对于探测器的轨道预报，WUDOGS与GEODYN-Ⅱ的1个月位置差异小于0.3mm，2d位置差值小于5×10^-3mm；双程测距、双程测速的理论计算值和GEODYN-Ⅱ的差值分别在0.06mm、0.002mm/s的水平；对月球探测器“嫦娥一号”的精密定轨显示WUDOGS和GEODYN-Ⅱ符合在2cm水平，对火星探测器MEX的精密定轨显示WUDOGS和欧空局精密轨道符合在25m水平。该软件目前的研发情况及其与国外研究水平的对比表明WUDOGS具有良好的应用前景，对满足我国后续深空探测发展的需求以及深空探测器精密定轨软件的研发具有重要意义。

无旋转倾角的NAV/CNAV型GEO广播星历拟合

杜兰, 刘泽军, 周佩元, 方善传, 刘利, 马高峰

2017, 46(3): 297-306. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20160393

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目前北斗GEO的星历拟合算法和用户卫星位置算法均引进了人为设置的5°倾角旋转，此外，少数星历参数还有超限现象。取消GEO的旋转倾角和抑制参数超限能够统一北斗混合星座的用户算法。基于第一类无奇点根数，分析了无旋转倾角的GEO两步法星历参数拟合算法。讨论了GEO的参数超限原因，提出采用固定1至2个超限参数取值的缩减参数拟合法。北斗GEO卫星在非地影期和地影期的拟合试验表明，拟合成功率和拟合精度能够保证，拟合用户距离误差（URE）的平均值优于3mm；缩减参数拟合法能够抑制特定时段下的参数超限问题，但是拟合URE放大到2cm。

地震同震滑动分布反演的总体最小二乘方法

王乐洋, 李海燕, 温扬茂, 许才军

2017, 46(3): 307-315. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20160212

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同震滑动分布参数与地表形变间的线性关系依赖于格林函数矩阵的构造，格林函数矩阵元素与破裂面位置、几何参数、破裂方式及位错模型假设等因素有关。本文尝试考虑格林函数矩阵元素的误差来补偿上述原因在一定程度上对反演参数的影响，采用同时顾及系数矩阵（格林函数矩阵）和观测向量两者误差的总体最小二乘方法反演同震滑动分布。首先确定了系数矩阵元素和观测向量的协因数矩阵，考虑到格林函数矩阵的病态性（秩亏），借助拉普拉斯二阶平滑得到正则化矩阵，采用总体最小二乘正则化法反演同震滑动分布。并对2009年意大利中部拉奎拉（L'Aquila）Mw6.3级地震实例进行同震滑动分布反演研究。结果表明，拉奎拉地震的走向为144.37°，倾角为59.06°，滑动分布的最大滑动量为0.95m，平均滑动角为-96.4°，主要滑动深度为4～15km的范围，地震矩为3.63×10¹⁸N·m，对应的矩震级为Mw6.34。总体最小二乘与最小二乘法的滑动分布解存在一定差别，但差别的量级在10^-4以内。

利用局部高空间分辨率大气数据计算GRACE大气去混频模型

游为

2017, 46(3): 316-324. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20160554

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在计算GRACE重力场反演中的大气去混频模型时，针对ECMWFop或ERA-Interim大气数据空间水平分辨率不足的问题，提出了一种局部区域高空间水平分辨率大气数据与全球大气数据合理拼接融合的方法。利用欧洲局部区域的大气数据与ERA-Interim大气数据融合计算了一组改进的大气去混频模型，从谱域、空域及星间距离变率残差角度分析了改进大气去混频模型的质量。结果表明改进大气去混频模型相对于常规大气去混频模型的质量提高最大比例为1.87%，与AOD1B RL05相对于RL04的提高比例2.27%相当，验证了高空间水平分辨率大气数据确实有助于提高大气去混频模型质量的结论，为改进GRACE提取局部区域特定质量变化信号提供了一种方法。

BDS+GPS相对定位精度因子分析

严丽, 李萌

2017, 46(3): 325-331. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20160227

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提出了GNSS相对定位大气精度因子，即对流层精度因子TrDOP和电离层精度因子IDOP，能够更全面地评估中长距离相对定位参数估计精度。首次从精度因子的角度论证了BDS与GPS融合对测量时间效率的影响。BDS/GPS系统融合后，模糊度精度因子ADOP、相对几何位置精度因子RGDOP、TrDOP值减小，达到与延长观测时间一致的效果。通过TrDOP和IDOP值分析，表明BDS/GPS系统融合有利于对流层和对流层参数估计。

摄影测量学与遥感

光学卫星摄影无控定位精度分析

王任享, 王建荣, 胡莘

2017, 46(3): 332-337. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20160650

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“全球连续覆盖”和“局部区域覆盖”是卫星摄影测量常用的两种摄影模式，两种模式应用目标和无控定位实现途径也各有特点。本文简要介绍了两种模式典型的卫星无控定位精度情况，阐述了光束法平差的关键技术，重点对前方交会和光束法平差无控定位精度进行试验分析。试验结果表明，姿态误差是影响无控定位精度的重要因素，影像分辨率对其影响较小。当外方位角元素误差大于0.5"时，即使影像分辨率为5m，光束法平差后，其无控定位精度也优于0.5m分辨率影像前方交会精度。

城市三维重建中的自动纹理优化方法

李明, 张卫龙, 范丁元

2017, 46(3): 338-345. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20160467

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围绕低空多镜头倾斜摄影在三维城市影像模型生产中的纹理优化问题，提出了一种无缝纹理模型重建方法。文中首先采用相机响应函数和暗通道方法对影像进行预处理；然后，根据地物三角网格表面模型与影像的映射关系，利用稀疏构网方法进行遮挡检测，并建立了三角面片的可视纹理列表；最后，结合三角网格表面模型中基本面片的三维拓扑关系，利用影像的均值与方差信息，构建了基于马尔科夫随机场框架下的图割纹理优化算法，解决了纹理优化选择的离散多标号问题，保证了相邻三角面片映射纹理的一致性，实现了城市大场景无缝纹理模型的重建。试验结果验证了算法的可靠性和优越性。

以交叉累积剩余熵为准则的星载激光测高仪大光斑波形数据与地形匹配法

岳春宇, 邢坤, 鲍云飞, 周楠, 何红艳

2017, 46(3): 346-352. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20160255

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提出了一种基于交叉累积剩余熵的星载激光测高仪大光斑波形数据与地形匹配方法。根据星载激光测高仪大光斑回波波形信号包含地形结构信息的特性，将激光回波波形数据和数字表面模型（DSM）投影到统计特征空间，建立数据的统计特征向量，消除数据间维度差异，以交叉累积剩余熵为相似性测度匹配波形数据与地形的统计特征。试验结果表明，本方法能够较好地实现激光回波波形数据与地形的匹配，匹配精度达到一个像素以内。

卫星遥感地表温度降尺度的光谱归一化指数法

李小军, 辛晓洲, 江涛, 张海龙

2017, 46(3): 353-361. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20160196

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针对卫星遥感技术监测地表温度（land surface temperature，LST）存在时空分辨率矛盾这一难题，以TsHARP温度降尺度算法为基础，根据地表覆盖类型的不同，分别选择与LST相关性更好的光谱指数（归一化植被指数，NDVI；归一化建造指数，NDBI；改进的归一化水体指数，MNDWI；增强型裸土指数，EBSI）提出了新的转换模型，并从定性和定量两个角度评价了TsHARP法和新模型的降尺度精度。结果表明：两种模型在提高LST空间分辨率的同时又能较好地保持MODIS LST影像热特征的空间分布格局，消除了原始1km影像中的马赛克效应，两种模型均能够达到较好的降尺度效果；全局尺度分析表明，不管是在降尺度结果的空间变异性还是精度方面，本文提出的模型（RMSE：1.635℃）均要优于TsHARP法（RMSE：2.736℃）；TsHARP法在水体、裸地和建筑用地这些低植被覆盖区表现出较差的降尺度结果，尤其对于裸地和建筑用地更为明显（|MBE|>3℃），新模型提高了低植被覆盖区地物的降尺度精度；不同季节的降尺度结果表明，两种模型都是夏、秋季的降尺度结果优于春、冬季，新模型的降尺度结果四季均好于TsHARP法，其中春、冬季的降尺度精度提升效果要优于夏、秋季。

一种改进的空间上下文点云分类方法

何鄂龙, 王红平, 陈奇, 刘修国

2017, 46(3): 362-370. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20160096

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考虑到点云数据具有线性分布和密度不均匀的特点，以及现有复杂场景点云分类方法中缺少对非局部空间上下文信息的有效利用，提出了一种改进的空间上下文点云分类方法。该方法在提取点云数据顾及曲率的自适应邻域的基础上，首先估算点云局部特征与依赖性空间上下文，并基于超级体素提取分布性空间上下文，最后采用高阶条件随机场模型，实现对点云数据的自动分类，避免了利用单一点云局部特征分类的局限性。试验结果表明，本文方法能够有效提高点云数据地物分类精度。

地图学与地理信息

有限状态自动机辅助的行人导航状态匹配算法

方志祥, 罗浩, 李灵

2017, 46(3): 371-380. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20160530

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行人导航状态的自动识别是行人导航研究的一个难点问题，对提升行人导航软件服务的精准反馈与改善导航性能至关重要，此方面已有的研究工作很少。本文提出了一种基于有限状态自动机的行人导航状态匹配算法，其核心思想是在识别行人动作基础上匹配行人当前导航状态。利用谷歌眼镜及智能手机采集的多种传感器数据对行人动作进行识别，得到其动作特征参数；然后将行人导航状态分为熟悉、陌生及迷路3类，根据有限状态自动机理论建立状态转移模型，设计基于该模型的行人导航状态匹配算法；最后，实现状态匹配算法，通过试验对该算法的有效性进行验证。试验结果表明，该算法能够较好地识别行人导航过程中的状态转移，其中对熟悉向陌生状态转移识别准确度较高，对迷路状态识别准确度达到90%。

顾及尺度变化和数据更新的道路网匹配算法

郭庆胜, 谢育武, 刘纪平, 王琳, 周林

2017, 46(3): 381-388. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20160364

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道路网数据匹配是地理空间数据库进行变化探测和数据更新的重要前提，不同比例尺下的道路网之间的匹配是一个非常重要的部分。本文总结和分析了道路网匹配的已有算法，针对不同比例尺道路网之间的匹配可能存在的问题和难点，设计了一个融合多种匹配技术的算法。在考虑不同比例尺下道路网数据的特点基础上，改进了空间场景结构的评价方法；分析了stroke匹配算法在不同比例尺道路网数据下的局限性，提出了一种可针对不同比例尺下道路数据存在变化与更新的stroke部分匹配算法。试验表明，文中所提出的方法能够适应不同比例尺下道路网的匹配，匹配效果较好，运行效率较高。

基于主成分变换模型的DEM格网聚合及其误差分析

黄泽纯, 张倩宁, 徐柱, 洪安东, 张瑞芳

2017, 46(3): 389-397. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20160104

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利用主成分分析揭示变量之间关系的特性，进而提出一种既能保证较高精度又能较好地保持地形形态特征的DEM格网聚合方法。首先根据主成分变换模型推导DEM格网聚合数学公式，构建主成分聚合模型；然后以30m分辨率DEM转换为90m分辨率DEM为例，根据格网点属性间的权重关系聚合重构DEM。在此基础上，以均值聚合和双线性重采样聚合方法为比较对象，从聚合前后的检查点高程偏差的统计描述、空间分布与自相关性、地形形态保持程度方面分析3种聚合策略下重构DEM的误差特性。最后运用描述统计、半变异分析和等高线套合方法，定量评价主成分聚合重构DEM的质量效果。试验分析结果表明，同均值聚合和重采样聚合相比较，该方法重构的DEM既能保持较高精度，又能很好地保持地形形态特征。

博士论文摘要

GPS坐标序列噪声模型估计方法研究

贺小星

2017, 46(3): 398-398. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20160549

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深网POI信息获取与一致性处理方法研究

王勇

2017, 46(3): 399-399. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20160610

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