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奇異譜分析在大地測量時間序列分析中的應(yīng)用研究

發(fā)布時間:2017-06-05 14:08

  本文關(guān)鍵詞:奇異譜分析在大地測量時間序列分析中的應(yīng)用研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。


【摘要】:摘要:全球連續(xù)GPS觀測站已積累了大量的觀測數(shù)據(jù),對GPS時間序列分析已成為一個研究熱點。由于對觀測精度要求越來越高,影響因素越來越多,發(fā)現(xiàn)時間序列中包含著非常豐富的、甚至原因不明確的各種信息,如何分離它們已成研究的難點。傳統(tǒng)參數(shù)模型已無法解決這種復(fù)雜性的問題,而奇異譜分析(Singular Spectrum Analysis,SSA)是一種從時間序列自身出發(fā)的無參自適應(yīng)的分析方法,它具有濾波、去噪、插值、探測周期信號及趨勢的功能。目前,SSA方法已被廣泛應(yīng)用在時間分析中,而大地測量領(lǐng)域研究還較少。為此,本文詳細(xì)分析了SSA方法在大地測量時間序列中的應(yīng)用中存在的一些問題。具體研究工作和成果如下: 1、詳細(xì)介紹了SSA方法的基本原理,并在SSA方法的基礎(chǔ)上,利用噪聲與信號的赫斯特(Hurst)指數(shù)有顯著的差異這一特性,提出了一種基于SSA的濾波法;然后,又對確定SSA重構(gòu)分量的趨勢及周期信號的判定方法進(jìn)行了闡述。 2、針對GPS動態(tài)變形監(jiān)測中多路徑效應(yīng)誤差存在很強(qiáng)的時間相關(guān)性的特點,利用本文提出的SSA濾波法對包含多路徑誤差的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理獲取多路徑改正模型,同時,又用小波、經(jīng)驗?zāi)J椒纸?Empirical Mode Decomposition, EMD)濾波法以及其他學(xué)者提出的SSA濾波法進(jìn)行了比較。對最終的處理結(jié)果進(jìn)行對比分析,實驗結(jié)果表明,本文提出的SSA濾波法的去噪效果優(yōu)于其他學(xué)者提出的SSA濾波法,與小波、EMD去噪效果相當(dāng),將得到多路徑改正模型用于削弱多路徑效應(yīng),可以顯著提高定位精度。此外,本文提出的SSA濾波法還給出了嵌入維數(shù)L與重構(gòu)階次P的確定標(biāo)準(zhǔn)。 3、結(jié)合美國加州ZIMM站的時間序列,利用SSA提取其高程方向的周期信號,并將其從高程時間序列中去除,顧及有色噪聲的情形下,采用最大似然估計,對速率進(jìn)行重新估計。結(jié)果顯示:SSA方法可以有效地提取周期信號,且ZIMM站的周期信號振幅是時變的,在采用傳統(tǒng)模型進(jìn)行最小二乘擬合將會引入模型誤差,在估計有色噪聲的情況下,其速率受到模型誤差的影響。 4、針對電離層在時空上是非線性、非平穩(wěn)的特征,利用IGS提供的電離層格網(wǎng)數(shù)據(jù),將SSA方法引入到電離層TEC值預(yù)報,實驗結(jié)果表明:相對于單一的ARMA預(yù)報模型,組合SSA與ARMA預(yù)報模型可以提高預(yù)報精度。圖17幅,表10個,參考文獻(xiàn)87篇。
【關(guān)鍵詞】:全球定位系統(tǒng) 時間序列 奇異譜分析 經(jīng)驗?zāi)P头纸?/strong> 小波
【學(xué)位授予單位】:中南大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:P228.4
【目錄】:
  • 摘要4-6
  • Abstract6-8
  • 目錄8-10
  • 1 緒論10-16
  • 1.1 大地測量時間序列分析的研究目的及意義10
  • 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
  • 1.2.1 奇異譜分析在時間序列分析中的研究現(xiàn)狀10-14
  • 1.2.2 奇異譜分析在測量時間序列中的研究現(xiàn)狀14
  • 1.3 本文研究的主要內(nèi)容14-16
  • 2 奇異譜分析原理與方法16-23
  • 2.1 引言16
  • 2.2 奇異譜分析的基本原理16-17
  • 2.3 基于SSA的濾波法17-19
  • 2.3.1 Hurst指數(shù)18
  • 2.3.2 SSA濾波法18-19
  • 2.4 基于奇異譜分析的周期信號分離19-22
  • 2.4.1 趨勢項判定方法19-20
  • 2.4.2 周期信號分離方法20-22
  • 2.5 本章小結(jié)22-23
  • 3 奇異譜分析濾波法在GPS多路徑消除中的應(yīng)用23-30
  • 3.1 引言23
  • 3.2 模擬實驗分析23-26
  • 3.2.1 SSA濾波法與小波與EMD方法的對比24-25
  • 3.2.2 本文SSA濾波法與其它SSA濾波方法的對比25-26
  • 3.3 GPS多路徑消除實驗分析26-28
  • 3.4 本章小結(jié)28-30
  • 4 GPS坐標(biāo)序列中的時變周期信號對速率的影響及分離30-36
  • 4.1 引言30
  • 4.2 模擬實驗分析30-32
  • 4.2.1 模擬數(shù)據(jù)30-31
  • 4.2.2 數(shù)據(jù)分析31-32
  • 4.3 GPS實測坐標(biāo)序列分析32-35
  • 4.3.1 季節(jié)性信號提取分析32-34
  • 4.3.2 GPS季節(jié)性信號對速度的影響34-35
  • 4.5 本章小結(jié)35-36
  • 5 組合SSA與ARMA模型預(yù)報電離層TEC36-42
  • 5.1 引言36
  • 5.2 組合奇異譜分析與ARMA模型的預(yù)報模型36-38
  • 5.2.1 ARMA模型36-37
  • 5.2.2 組合SSA與ARMA的預(yù)報方法37-38
  • 5.3 實驗分析38-41
  • 5.4 本章小結(jié)41-42
  • 6 總結(jié)與展望42-44
  • 6.1 本文總結(jié)42-43
  • 6.2 展望43-44
  • 參考文獻(xiàn)44-50
  • 攻讀學(xué)位期間主要的研究成果50-51
  • 致謝51-52

【相似文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞:奇異譜分析在大地測量時間序列分析中的應(yīng)用研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。



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