CEEMDAN改进的CNN-LSTM短期电离层TEC预测模型

1

作者 焦迎香 李克昭 岳哲 《导航定位学报》 北大核心 2025年第3期107-115,共9页

针对电离层总电子含量(TEC)值的时序变化通常呈现非线性和随机性的问题,提出一种结合完全集合经验模态分解(CEEMDAN)和基于卷积神经网络和长短时记忆网络的时空网络(CNN-LSTM)神经网络的TEC预测模型:采用分解、预测和重构的方法,结合CEE... 针对电离层总电子含量(TEC)值的时序变化通常呈现非线性和随机性的问题,提出一种结合完全集合经验模态分解(CEEMDAN)和基于卷积神经网络和长短时记忆网络的时空网络(CNN-LSTM)神经网络的TEC预测模型:采用分解、预测和重构的方法,结合CEEMDAN在时间序列分解上和CNN-LSTM在预测精度上的优势,对电离层TEC值进行短期预测;然后利用国际全球卫星导航系统服务组织(IGS)中心发布的2019和2023年4个季节,以及分布在中高低纬度的6个格网点的TEC格网数据进行实验分析。实验结果表明,CEEMDAN-CNN-LSTM组合模型的预测结果能很好地反映电离层TEC的时间变化特性,在2019年太阳活动低年和2023年太阳活动高年的预测精度均方根误差(RMSE)相较于长短时记忆(LSTM)网络模型可分别平均提升2.62总电子含量单位(TECU)和10.44TECU,相较于CNN-LSTM模型可提升1.85TECU和7.23TECU。 展开更多

关键词 电离层总电子含量(TEC) 长短期记忆(LSTM)神经网络 卷积神经网络(CNN) 完全集合经验模态分解(CEEMDAN) 预测模型

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安卓智能手机单双频混合数据定位算法

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作者 吕庆宇 李克昭 +1 位作者 岳哲 班浩飞 《测绘通报》 北大核心 2025年第2期108-112,142,共6页

针对安卓智能手机接收卫星数据质量较差,且部分卫星观测数据仅为单频数据,以及传统的载波相位平滑伪距算法易受电离层延迟影响导致滤波器发散的问题,本文提出了一种单双频混合载波相位平滑伪距(MF-Hatch)算法。该方法在赫奇滤波的基础... 针对安卓智能手机接收卫星数据质量较差,且部分卫星观测数据仅为单频数据,以及传统的载波相位平滑伪距算法易受电离层延迟影响导致滤波器发散的问题,本文提出了一种单双频混合载波相位平滑伪距(MF-Hatch)算法。该方法在赫奇滤波的基础上综合利用混合数据,对双频数据采用无电离层组合法消除电离层延迟,将组合伪距和单频伪距以移动开窗载波相位平滑伪距方法进行平滑处理,并通过设定阈值避免滤波器因电离层异常和周跳的影响而发散。试验证明,相对直接采用原始数据定位的结果,MF-Hatch算法在单点静态定位E、N、U方向的定位精度分别提升了33.62%、18.14%、26.78%,在城市环境下动态定位E、N、U方向的定位精度分别提升了23.14%、28.69%、16.91%。 展开更多

关键词 Android智能手机 单/双频混合数据 载波平滑伪距 SPP HATCH滤波

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基于一种不规则三角网的卫星导航选星算法研究 被引量：4

3

作者 李克昭 王宁 +1 位作者 魏金本 石俊鹏 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第1期47-52,共6页

如何合理快速地选取参与导航解算的可见星,是当前北斗/GNSS多系统卫星导航定位亟待解决的关键问题之一。针对此问题,提出一种基于不规则三角网投影的选星算法。该算法的主要思路是,通过一种球内接多面体,投影出Delaunay不规则三角网,快... 如何合理快速地选取参与导航解算的可见星,是当前北斗/GNSS多系统卫星导航定位亟待解决的关键问题之一。针对此问题,提出一种基于不规则三角网投影的选星算法。该算法的主要思路是,通过一种球内接多面体,投影出Delaunay不规则三角网,快速计算出球内接多面体体积,得出多面体体积与几何精度因子(geometric dilation of precision,GDOP)的关系,作为选星判断的依据。通过试验计算表明:当参与解算的可见星数量小于11颗时,随着多面体体积的增大,GDOP值减小趋势明显;当可见星数量达到11颗后,GDOP值随着多面体体积增大变化趋势不明显,但解算时效明显降低。据此,在众多可见星中,选择空间几何分布较好的11颗星作为解算卫星,导航定位精度较好,且解算时效也得到兼顾。 展开更多

关键词 GNSS 卫星导航 几何精度因子 不规则三角网 选星算法

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一种LM-BP加速搜索的周跳探测与修复方法 被引量：2

4

作者 梁凌峰 李克昭 +2 位作者 张捍卫 雷伟伟 岳哲 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期35-42,共8页

针对传统三频周跳探测与修复方法中的不敏感、漏检以及效率较低等问题,提出一种基于莱文伯格-马夸特(LM)-反向传播(BP)神经网络加速搜索法的伪距相位组合与电离层残差组合联合周跳探测与修复方法:利用2个伪距相位组合以减少不敏感周跳数... 针对传统三频周跳探测与修复方法中的不敏感、漏检以及效率较低等问题,提出一种基于莱文伯格-马夸特(LM)-反向传播(BP)神经网络加速搜索法的伪距相位组合与电离层残差组合联合周跳探测与修复方法:利用2个伪距相位组合以减少不敏感周跳数量,利用1个电离层残差组合以提高小周跳探测敏感度;在构成3个线性无关的组合观测值后,使用LM-BP加速搜索算法进行周跳探测与修复。实验结果表明,相对常规的伪距相位组合与电离层残差组合联合方法,该方法能够提高周跳探测与修复性能,可探测小至1个的周跳,探测与修复整体时效有较大提升。 展开更多

关键词 北斗卫星导航系统(BDS) 周跳探测与修复 莱文伯格-马夸特(LM)-反向传播(BP)算法 神经网络 伪距载波相位组合 电离层残差组合

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基于综合优化GM(1,1)的形变预测模型 被引量：15

5

作者 李克昭 李志伟 +1 位作者 孟福军 丁安民 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2016年第2期120-123,128,共5页

通过对传统GM(1,1)模型的初始条件进行优化,利用复化的Simpson数值积分公式构造背景值,以及对残差序列进行修正,建立优化的GM(1,1)模型,并给出优化模型的精度评价方法和标准。以小浪底大坝的变形实测数据为例,进行基于传统GM(1,1)预测... 通过对传统GM(1,1)模型的初始条件进行优化,利用复化的Simpson数值积分公式构造背景值,以及对残差序列进行修正,建立优化的GM(1,1)模型,并给出优化模型的精度评价方法和标准。以小浪底大坝的变形实测数据为例,进行基于传统GM(1,1)预测模型和优化GM(1,1)预测模型的计算比较。结果表明,基于优化的GM(1,1)预测模型精度更高。 展开更多

关键词 变形灾害预测 GM(1 1)模型 复化Simpson公式 残差修正

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灰线性加权非等距GM(1,1)形变预测模型 被引量：6

6

作者 李克昭 李志伟 +1 位作者 丁安民 孟福军 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2016年第6期513-516,524,共5页

结合加权非等距GM(1,1)模型与线性回归理论,构建灰线性加权非等距GM(1,1)预测模型,并给出对模型预测精度起决定性作用的灰指数v和参数m的优化方法。与加权非等距GM(1,1)模型和线性回归预测模型相比,灰线性加权非等距GM(1,1)预测模型的... 结合加权非等距GM(1,1)模型与线性回归理论,构建灰线性加权非等距GM(1,1)预测模型,并给出对模型预测精度起决定性作用的灰指数v和参数m的优化方法。与加权非等距GM(1,1)模型和线性回归预测模型相比,灰线性加权非等距GM(1,1)预测模型的精度更高,预测有效时间更长,模型的稳定性更好。优化v和m后,灰线性加权非等距GM(1,1)预测模型的实用性、稳定性进一步提高。 展开更多

关键词 加权非等距GM(1 1) 线性回归 灰指数v 参数m 变形监测

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BDS/Galileo相位组合观测值优化选取 被引量：2

7

作者 李克昭 赵磊杰 +2 位作者 丁安民 李志伟 魏金本 《导航定位学报》 2016年第2期71-74,共4页

针对载波相位测量中,整周模糊度的快速正确求解受限于载波波长和测量噪声的问题,提出一种在保持模糊度为整数的前提下,利用BDS/Galileo载波相位虚拟组合观测值来增加波长并保持低测量噪声的方法,使之有利于模糊度的求解;根据组合观测值... 针对载波相位测量中,整周模糊度的快速正确求解受限于载波波长和测量噪声的问题,提出一种在保持模糊度为整数的前提下,利用BDS/Galileo载波相位虚拟组合观测值来增加波长并保持低测量噪声的方法,使之有利于模糊度的求解;根据组合观测值选取标准,对组合系数进行选取并获得几组有效观测值组合。结果表明,通过该方法能够获得满足特定性能的组合观测值。 展开更多

关键词 BDS GALILEO 多频组合 整周模糊度

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一种矩阵分块的GNSS相位模糊度快速解算方法 被引量：4

8

作者 李克昭 朱国库 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2023年第1期1-5,33,共6页

为解决GNSS模糊度解算中最小二乘模糊度去相关(least-square ambiguity decorrelation adjustment,LAMBDA)算法涉及大量矩阵运算、降相关耗时较长等问题,提出一种对条件方差矩阵进行分块的最小二乘模糊度去相关(blocking in least-squar... 为解决GNSS模糊度解算中最小二乘模糊度去相关(least-square ambiguity decorrelation adjustment,LAMBDA)算法涉及大量矩阵运算、降相关耗时较长等问题,提出一种对条件方差矩阵进行分块的最小二乘模糊度去相关(blocking in least-square ambiguity decorrelation adjustment,BLAMBDA)算法。该算法对条件方差矩阵进行分块,减少条件方差排序次数,并在此基础上对Cholesky分解公式进行整合,减少Cholesky分解过程中的数乘运算。仿真实验和实测结果表明,与LAMBDA算法相比,BLAMBDA算法的整体解算效率提升显著,且更加稳定。 展开更多

关键词 GNSS 模糊度解算 矩阵分块 BLAMBDA算法 去相关算法

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基于分区矢量相加的BDS选星优化方法 被引量：1

9

作者 丁安民 魏金本 +1 位作者 李克昭 赵磊杰 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第3期54-59,共6页

为选择恰当的可视星,在矢量求和与最大多面体体积选星算法的基础上,提出了基于分区矢量相加的选星优化方法。该方法根据可见星在站心坐标系的高度角和方位角大小,将其划分为顶座区域和若干个底座区域;在各个底座区域选取底座星,并求解... 为选择恰当的可视星,在矢量求和与最大多面体体积选星算法的基础上,提出了基于分区矢量相加的选星优化方法。该方法根据可见星在站心坐标系的高度角和方位角大小,将其划分为顶座区域和若干个底座区域;在各个底座区域选取底座星,并求解其矢量和,选取矢量和最小的三组底座卫星;对三组底座星和顶座区域的顶座星进行优化组合,选取GDOP值最小的一组作为定位解算卫星。仿真计算结果表明,此选星优化方法,在保证较高精度的导航定位要求下,能够实现快速选星。 展开更多

关键词 BDS GD0P 选星 矢量相加

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M-Cholesky分解法快速求解GNSS整周模糊度 被引量：1

10

作者 李克昭 田晨冬 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2023年第8期771-774,808,共5页

为解决传统最小二乘模糊度去相关算法(least-square ambiguity decorrelation adjustment,LAMBDA)中LDL^(T)分解的对角矩阵D、下三角矩阵L及其转置矩阵L^(T)计算过程复杂、耗时较长等问题,提出M-Cholesky分解法。该方法利用四角规则法,... 为解决传统最小二乘模糊度去相关算法(least-square ambiguity decorrelation adjustment,LAMBDA)中LDL^(T)分解的对角矩阵D、下三角矩阵L及其转置矩阵L^(T)计算过程复杂、耗时较长等问题,提出M-Cholesky分解法。该方法利用四角规则法,逐步消元计算合成矩阵各元素,每次消元计算中最多只用到3个元素,可减少存储空间、提高计算效率。仿真与实测实验结果表明,相比于Cholesky分解法,M-Cholesky分解法求解GNSS整周模糊度的计算效率提高约15%。 展开更多

关键词 模糊度解算 GNSS M-Cholesky分解法 最小二乘模糊度去相关算法

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Sentinel-2A卫星大气校正方法及校正效果 被引量：10

11

作者 潘嫄嫄 李长春 +2 位作者 马潇潇 王宝山 房旭 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2018年第5期41-48,共8页

针对Sentinel-2A卫星大气校正研究的不足,对Sentinel-2A大气校正方法进行介绍,并选取森林、水体、城市建筑物3种地物为研究对象,分析Sentinel-2A单波段通道大气校正前后反射率变化;以Landsat-8、高分一号(GF-1)为辅助数据,从3种传感器... 针对Sentinel-2A卫星大气校正研究的不足,对Sentinel-2A大气校正方法进行介绍,并选取森林、水体、城市建筑物3种地物为研究对象,分析Sentinel-2A单波段通道大气校正前后反射率变化;以Landsat-8、高分一号(GF-1)为辅助数据,从3种传感器大气校正后均质像元反射率曲线、大气校正前后植被指数变化3个方面进行研究。结果表明:1)Sentinel-2A大气校正后,可见光通道反射率变小,波长越长,大气校正效果越不显著;近红外、短波红外反射率增加。2)大气校正后,3种数据源同种地物光谱曲线趋于一致,其中Sentinel-2A水体与植被光谱曲线更能反映地物特征。3)与Landsat-8相比,Sentinel-2A、GF-1WFV1大气校正后林地NDVI明显增大,Sentinel-2A高植被覆盖区增大,低植被覆盖区减小,最能反映植被特征;Sentinel-2ANDWI变化不如Landsat-8NDWI变化显著。 展开更多

关键词 Sentinel-2A Landsat-8 GF-1WFV1 大气校正 NDVI NDWI

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网络RTK对流层延迟内插模型精度分析 被引量：1

12

作者 李滢 陈明剑 +1 位作者 左宗 姚翔 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2018年第1期33-37,43,共6页

流动站与参考站间双差对流层延迟的精确改正是网络RTK技术的关键。本文采用河南省地基增强系统参考站网7个参考站的观测数据进行试验,选择LIM、LCM、LSM和KRG模型为研究对象,分析了各模型用于不同高差水平流动站对流层延迟改正的效果。... 流动站与参考站间双差对流层延迟的精确改正是网络RTK技术的关键。本文采用河南省地基增强系统参考站网7个参考站的观测数据进行试验,选择LIM、LCM、LSM和KRG模型为研究对象,分析了各模型用于不同高差水平流动站对流层延迟改正的效果。试验结果表明:4种常用内插模型中,LIM和KRG模型对流动站对流层延迟改正的精度较优。流动站与主参考站高差达到400 m时,对于低高度角卫星,模型内插精度降低到分米级,不满足用户流动站高精度定位需求。 展开更多

关键词 网络RTK 对流层延迟 内插模型 精度

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一种矩阵排序改进的模糊度解算方法

13

作者 田晨冬 李克昭 《导航定位学报》 CSCD 2021年第6期65-70,共6页

针对目前应用最为广泛的最小二乘降相关平差(LAMBDA)算法涉及大量矩阵运算,延长了降相关时间的问题,提出一种矩阵排序法(MOM),来提高降相关效率。仿真实验和实测结果表明:在保持与LAMBDA算法精度相当的情况下,MOM方法可将平均解算时间从... 针对目前应用最为广泛的最小二乘降相关平差(LAMBDA)算法涉及大量矩阵运算,延长了降相关时间的问题,提出一种矩阵排序法(MOM),来提高降相关效率。仿真实验和实测结果表明:在保持与LAMBDA算法精度相当的情况下,MOM方法可将平均解算时间从43690μs降低到40970μs。 展开更多

关键词 模糊度解算 全球卫星导航系统 矩阵排序 最小二乘降相关平差算法 去相关算法

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利用地基相位缠绕的实时偏航角及偏航速反演模型

14

作者 焦迎香 李克昭 岳哲 《大地测量与地球动力学》 2025年第11期1180-1184,共5页

针对地基相位缠绕(GPWU)在天线旋转反演中受噪声影响而精度降低的问题,提出一种结合低通滤波、改进的重置卡尔曼滤波和高度角加权的实时偏航角反演模型。该模型在对无几何距离测量值进行历元差分和低通去噪之后,利用历元间差分无几何距... 针对地基相位缠绕(GPWU)在天线旋转反演中受噪声影响而精度降低的问题,提出一种结合低通滤波、改进的重置卡尔曼滤波和高度角加权的实时偏航角反演模型。该模型在对无几何距离测量值进行历元差分和低通去噪之后,利用历元间差分无几何距离观测值的变化来识别偏航角发生变化的时间点,并使用重置卡尔曼滤波对偏航速度进行实时预测。最后,将所有卫星计算的测站天线旋转速率按照高度角进行加权平均优化,获得最终的天线旋转速率。实验结果表明,所提方法在卡尔曼滤波未收敛时的偏航速度预测精度为0.587°,而卡尔曼滤波收敛后,精度提升至0.245°,并且预测的时间误差小于1 s。 展开更多

关键词 地基相位缠绕 低通滤波 卡尔曼滤波 偏航角反演 高度角加权

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