大地测量学与导航

  • 基于TGD/DSB/OSB时变特性的多系统GNSS单点定位补偿方法

    徐洪飞;高猛;祝会忠;孟子恒;

    为了分析卫星端硬件延迟偏差的时变特性和对全球导航卫星系统(GNSS)精密单点定位的影响,该文在全球范围内选取年积日DOY260~376的8个IGS测站数据进行实验,首先构建全频率卫星端硬件延迟偏差时间群延迟(TGD)、差分码偏差(DSB)和观测信号偏差(OSB)的补偿方法,全面分析北斗卫星导航系统(BDS)、全球定位系统(GPS)、伽利略卫星导航系统(Galileo)和格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)全频率TGD、DSB和OSB的时变特性。通过8个IGS测站的实测数据评估TGD、DSB和OSB补偿方法对伪距单点定位的影响。实验结果表明,BDS和GPS的TGD稳定性优于Galileo, Galileo的TGD存在一定波动但幅度可控,同时DSB和OSB均表现出优于TGD的长期稳定性;基于TGD、DSB和OSB进行卫星端硬件延迟偏差补偿后,BDS、GPS、Galileo和GLONASS在E(东)、N(北)和U(高)三个方向的定位精度均得到显著提升,在补偿效果上,OSB的精度提升优势最为显著,DSB次之,TGD的补偿效果相对有限,但仍能保证米级定位精度。

    2026年04期 v.51;No.334 1-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1784K]
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  • 电离层闪烁环境下GNSS定位误差抑制与补偿方法

    杨铮;孙希延;纪元法;梁文斌;贾茜子;

    针对电离层闪烁环境下矢量延迟锁定环路(VDLL)跟踪精度下降,定位误差加剧的问题,该文提出了一种电离层闪烁环境下GNSS定位误差抑制与补偿方法。该方法在导航滤波器中引入模糊逻辑控制器,根据闪烁强度和新息动态调节测量噪声协方差矩阵,以抑制闪烁导致的测量误差。同时将电离层闪烁引起的伪距误差纳入状态量,通过动态估计实现定位误差的补偿,从而增强环路在闪烁环境下的稳定性。实验结果表明,改进环路在多种闪烁环境下的定位精度均优于传统标量跟踪环路与VDLL。在强闪烁、动态闪烁及多卫星闪烁环境下,改进环路的定位精度较其他方法提升约40%~70%。该方法可有效减小环路在闪烁环境下的定位误差,为电离层闪烁环境下接收机的设计提供了参考。

    2026年04期 v.51;No.334 16-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 617K]
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  • AP-YOLO模型和梯度正交约束的靶标圆心高精度定位方法

    徐辛超;张家乐;辛鹏飞;田鹤;刘明岳;

    针对现有单阶段目标检测算法对小尺度圆形靶标的检测存在漏检、错检以及圆心定位精度低的问题,该文提出了基于AP-YOLO模型和梯度正交约束的靶标圆心高精度定位方法。基于YOLOv8网络框架引入尺度序列特征融合模块,增强特征融合效率;以4倍下采样提取特征,实现小尺度靶标检测;利用特征融合模块特性优化网络结构,降低模型参数量;开展基于梯度正交约束的圆心纠正,优化圆心位置。实验得出,AP-YOLO的mAP95相比于YOLOv8、Rtdetr-I、YOLOv10n方法,分别提升了3.6%、4.1%、4.2%,模型参数量降低了17.8%。圆心定位平均精度为0.114 pixel,相比于圆心提取、圆心拟合分别提升了0.425、0.109 pixel。定位实验得出,距摄影中心10 m处在X、Y、Z三轴的定位误差分别为3.6、3.5及13 mm。该文方法可为视觉测量、定位提供高精度、轻量化的解决方案。

    2026年04期 v.51;No.334 25-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 928K]
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  • 测站空间域多路径误差建模方法及其应用研究

    杨宝龙;徐杰;邹璇;张正雄;陈天民;方柳;

    针对现有观测值域多路径误差建模方法不适用于北斗系统“高-中”轨混合卫星星座的问题,该文研究了基于双差和非差残差的两类空间域建模方法,并对其优缺点进行了对比分析。结果显示,两类方法均能精细描述北斗系统的多路径误差效应。其中,直接基于双差残差建模的效果(以MHGM为例)略优于基于非差残差建模(以ESM为例),双差观测值残差RMS分别降低了25.5%和22.8%,动态定位精度和最大定位误差也得到了显著改善。然而随着外推时间的增长,两类方法的多路径误差改正效果均有所下降,表明需定期重新建模以保持有效性。此外,MHGM方法建模耗时较长(约120 min),而ESM方法则更为高效(仅需6 min)。因此,在小规模观测网中追求更高精度时推荐使用MHGM方法,而在大规模观测网中则建议选择ESM方法以节省计算资源。

    2026年04期 v.51;No.334 37-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 610K]
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  • 多尺度注意力时序分类器的NLOS识别与定位方法研究

    胡荣明;许梦辉;王云龙;黄旭昆;刘扬;

    针对超宽带(UWB)定位系统在复杂环境下(如工业场景和地下矿井)受非视距(NLOS)环境影响,传统视距/非视距(LOS/NLOS)的二分类方法难以区分不同障碍物造成的信号衰减差异,导致定位误差剧增的问题,该文提出一种更精细化的NLOS识别与补偿定位系统,将NLOS细分为Soft/Hard-NLOS。构建了融合一维卷积神经网络(1D-CNN)与Transformer的混合模型进行场景分类,引入多头自注意力机制,更有效地捕捉时间序列中的长距离依赖关系,并依据分类结果设计了RF-XGBoost动态补偿模型对定位误差进行针对性补偿。实验表明,该文所提三分类模型的总体识别率达到97%,其中对Soft-NLOS和Hard-NLOS的识别率分别达到95.54%和98.29%,经过误差补偿后平均定位误差降低至0.21 m。与传统的二分类模型相比,该方案将定位精度提升了20%,改善UWB系统在复杂环境中的定位性能。

    2026年04期 v.51;No.334 45-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 619K]
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  • CSI室内定位的KAN方法研究

    焦运;覃国车;孙学宏;刘丽萍;喻海波;

    针对复杂室内环境尤其是非视距(NLOS)条件下传统室方法内定位精度不足的问题,该文提出一种基于Kolmogorov-Arnold网络(KAN)的大规模多输入多输出(MIMO)信道状态信息(CSI)高精度定位方法。该方法利用KAN的非线性建模能力建立CSI与位置的映射关系,并引入跨域迁移学习,实现不同天线拓扑间知识迁移,减少对大量标注数据的依赖。基于KU Leuven MaMIMO数据集实验表明,在64天线配置下,最小定位误差降至10.4 mm,相比CNN方法提升超50 mm;迁移学习显著降低所需训练样本,并在多环境下保持高精度,展现出良好泛化与鲁棒性。

    2026年04期 v.51;No.334 56-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 501K]
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摄影测量学与遥感

  • 层级特征协同和方向感知的遥感旋转目标检测

    但志平;徐才明;万书振;李巧;

    针对遥感图像中的目标通常尺度差异大且以任意方向密集排列的问题,该文提出了一种层级特征协同和方向感知的遥感旋转目标检测算法。采用高效的层级特征协同结构,增强模型的多尺度检测性能,通过特征集成模块统一收集并挖掘主干网络多层级特征图的全局语义信息,随后由尺度交互模块将其分发回各个层级,促进不同尺度特征图之间的信息交互。此外,在检测头前设计了方向感知模块以提取实例的旋转不变特征,缓解卷积特征和旋转目标之间的不对齐问题。在DIOR-R和HRSC2016数据集上的实验表明,所提算法的平均精度均值分别达到68.1%和91.7%,提高了3.3%和1.4%,且均优于目前主流算法,验证了本算法在遥感旋转目标检测任务中的有效性。

    2026年04期 v.51;No.334 65-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 747K]
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  • 距离多普勒成像几何映射下的合成孔径雷达图像仿真

    武珂;靳国旺;何宽;孔令惠;刘辉;李宁;

    合成孔径雷达(SAR)图像仿真对于获取非合作目标的SAR图像数据集以及辅助目标自动识别具有重要价值,为有效平衡SAR图像仿真保真度与效率之间的关系,该文提出了一种距离多普勒(RD)成像几何映射下的SAR图像仿真方法。该方法基于RD成像几何特性并结合光线追踪算法设计SAR模式光线追踪架构,顾及多种散射机制及目标表面材质属性,融合双向反射分布函数和雷达方程完成后向多次散射仿真。在此基础上,采用SAR波束基准扫描方式确定电磁波实时入射角与斜距采样间隔的变化关系,进而构造离散电磁波入射到雷达波束辐射区域,采用SAR模式光线追踪架构计算所发射电磁波的后向多次散射幅度和实时斜距,结合RD条件方程将后向多次散射幅度分配至对应距离门内,等效将三维目标映射到SAR二维斜距坐标系内,直接获得SAR目标仿真图像。最后将仿真结果与商业软件所得结果进行了综合对比,验证了本方法的有效性。

    2026年04期 v.51;No.334 76-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 713K]
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  • 基于ICESat-2的广域跨源点云自动对准联合机器学习提升GDEM精度

    杨佳磊;方勇;

    针对大区域不同来源三维数据间存在空间位置偏移等难题,该文提出一种联合广域跨源点云自动对准与多特征机器学习提升GDEM精度方法。(1)采用点到平面迭代最近点(PP-ICP)算法,通过法向量约束实现跨源点云对准;(2)设计多特征融合的机器学习模型,采用随机森林(RF)、极端梯度提升(XGBoost)、卷积-长短期(CNN-LSTM)网络进行多维特征拟合;(3)对多维地理特征进行重要性分析并量化贡献程度。实验数据采用陕西省Copernicus数字高程模型(DEM)和航天飞机雷达地形测绘任务(SRTM)数据。经过三维点云配准,使其高程精度基本达到标称精度。3种机器学习高程校正方法测试对比表明,RF方法校正性能最优,其中RF方法分别将两种DEM的RMSE从5.113 m和6.513 m降低至2.805 m和3.062 m,分别降低了45.13%和52.99%。研究方法和结果为构建统一的高精度全球数字高程模型提供了有益参考。

    2026年04期 v.51;No.334 88-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1276K]
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  • 融合形态学与双重渐进策略的机载LiDAR点云滤波算法

    唐榆翔;张用川;彭东;夏君;侯晓宁;

    针对传统的机载激光雷达(LiDAR)点云滤波算法在处理山地、陡坡等复杂地形中,存在适应性不足、地势起伏地形特征识别困难、地物分类错误率高等问题,该文提出了一种融合形态学与双重渐进策略的机载LiDAR点云滤波算法。首先基于数学形态学构建地形预筛选模型,通过滑动窗口开运算消除矮小地物噪声并提取候选地面点;然后设计高程突变阈值与曲率特征建立联合判据,构建优化后的初始地形表面;最后引入双重渐进滤波机制,通过动态种子点选取与布料粒子自适应约束实现精细化修正,并结合误差反馈机制对陡坡和平坦区域分别进行差异化参数优化与二次滤波处理。采用ISPRS标准测试区的3类复杂地形机载LiDAR点云数据集进行验证实验。实验结果表明,相比传统算法,该方法的Ⅱ类误差大幅减小,总误差平均减少4.65%。该算法在复杂地形下的适应性更好,滤波精度更高,为激光点云滤波技术的工程化应用提供了参考。

    2026年04期 v.51;No.334 100-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1623K]
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  • 永久散射体GB-InSAR大型露天矿区边坡变形监测应用研究

    王鹏;王雨佳;仓肖晔;史波;李丹;

    针对密集永久散射体(PS)点严重影响时序地基合成孔径雷达(GB-InSAR)解算效率的问题,该文提出了一种相位梯度自适应PS抽稀算法。依据干涉图相位梯度确定采样概率,进而实现多项式大气相位建模并改进了永久散射体GB-InSAR时序分析技术流程。安太堡露天煤矿边坡的监测应用表明,该方法大气建模的RMSE和R~2同常规方法接近,PS点平均采样率为5.36%,干涉图处理效率提升了约4.6倍,同时变形速率结果在数值与空间分布上与常规方法高度一致。所提方法在保证精度的前提下提升了GB-InSAR时序分析的效率,具有工程应用价值。

    2026年04期 v.51;No.334 110-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1610K]
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地图学与地理信息

  • 基于派生关系的未登录地名发现方法研究

    张婷婷;毛曦;路文娟;牟乃夏;

    针对境外地名数据缺失的问题,该文提出了一种基于地名派生关系的未登录地名发现方法。通过构建地名时空派生关系知识图谱,结合深度学习技术实现未登录地名发现与空间位置推理。首先,采用混合方法构建地名派生关系知识图谱,形式化表达地名派生规则;其次,基于BERT-CRF模型(F1值达0.956 7)标注地名成分,结合知识图谱的语义与空间约束验证潜在地名,最终实现84.5%的发现准确率;最后,通过通名映射类别和查询知识图谱空间关系,生成潜在地名位置,人工评估显示77.1%的推理结果合理。实验证明该方法能有效补充欠发达地区地名数据,未来将优化多语言支持与动态更新机制。

    2026年04期 v.51;No.334 119-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 558K]
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  • 基于空间形态的耕地质量评价与整治对策研究

    孙振阳;董春;周峻松;张丽娜;李宝;

    针对当前研究缺少全面考虑空间形态对耕地利用效率和农田管理效率的影响的问题,该文引入了描述耕地空间形态的12个指标,构建了一种基于“几何-空间分布-地形”的耕地空间形态质量评价体系,丰富了耕地空间形态的内涵。利用层次分析法-熵权法、多指数加权求和模型、面积加权法、空间自相关分析方法,对卢龙县耕地的空间形态质量进行评价,并提出分区整治对策。结果表明,卢龙县耕地空间形态质量在图斑尺度上处于较高水平,而行政村尺度上各等级分布均衡,尺度效应表明优质耕地资源在行政村单元间存在分布不均现象;整体呈现“南高中低”的空间分布格局,并形成显著聚集,其中地形条件通过制约耕地连片性和规整性等表现出显著影响力;根据聚集特征将研究区划分为核心保护区、优先提升区、潜力储备区和农业转型区,建议针对不同分区制定因地制宜的耕地整治措施。

    2026年04期 v.51;No.334 129-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 1080K]
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  • 多模型协同的江苏省碳排放影响因素分析及多情景预测

    王舒;王潜心;曹芳洁;李旭;

    针对江苏省碳排放存在区域差异量化研究不足与预测精度不高的问题,该文提出“随机森林-STIRPAT-岭回归”集成模型。通过随机森林捕捉碳排放与驱动因子间的非线性关联,利用岭回归消除变量共线性干扰,依托STIRPAT模型框架,基于2000—2023年江苏省13市的碳排放、社会经济及能源消费等数据,筛选出11个高相关性指标,并设置3种情景开展碳排放预测。结果表明,江苏省碳排放呈“苏南>全省平均>苏北>苏中”的空间格局,苏南地区碳排放占比超45%;集成模型拟合优度与预测误差均显著优于单一模型;基准、低碳、高碳情景下碳达峰年份分别为2029、2027、2031年。研究结果可以为江苏省落实“双碳”战略、制定差异化减排策略、推进区域协同降碳提供参考。

    2026年04期 v.51;No.334 141-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 575K]
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  • 基于应用单元法和物理引擎的建筑物震害仿真研究

    姚俊臣;牛雷森;张福浩;王亮;何望君;

    针对建筑震害三维建模和损毁过程仿真难题,该文在建筑物震害模拟中引入应用单元法思想,依据应用单元法适用于全变形周期和不连续问题求解的特性,结合BIM与Bullet物理引擎动态模拟在El Centro波作用下的建筑破坏特征,通过结构力学、材料断裂力学等多物理场耦合计算分析刚体的运动行为,模拟分析建筑物从初始加载阶段到大变形阶段再到完全破坏的复杂动态过程下的行为,得到地震后高精度的建筑物结构破坏和障碍物分布等复杂场景的仿真模型,实现了地震下建筑物形变全过程的三维可视化模拟,为工程抗震领域提供更高效的方法参考。

    2026年04期 v.51;No.334 151-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 619K]
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