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北斗三频载波观测值的周跳实时探测与修复

中国矿业大学学报 2014年第6期43卷 1140-1148页

作者：姚一飞高井祥王坚胡洪李增科中国矿业大学国土环境与灾害监测国家测绘地理信息局重点实验室江苏省资源环境信息工程重点实验室江苏徐州221116

提出了利用伪距相位组合和无几何相位组合联合对北斗三频载波观测数据进行周跳探测与修复.首先选取超宽巷弱电离层伪距相位组合作为周跳第一、二检测量,弱电离层无几何相位组合作为周跳第三检测量,从而组成3个线性无关的组合;然后以最小... 详细信息

提出了利用伪距相位组合和无几何相位组合联合对北斗三频载波观测数据进行周跳探测与修复.首先选取超宽巷弱电离层伪距相位组合作为周跳第一、二检测量,弱电离层无几何相位组合作为周跳第三检测量,从而组成3个线性无关的组合;然后以最小2范数为周跳修复准则,通过对周跳值最小二乘解较小范围内的周跳组合进行搜索匹配修复周跳;最后对不同采样率和不同类型卫星的观测数据进行周跳探测与修复实验.结果表明:该方法可以对不同采样率、不同类型卫星观测数据的任意周跳组合进行实时探测与修复,且不存在不敏感周跳组合,算法复杂度低、易实现.

关键词：周跳探测与修复伪距相位组合无几何相位组合北斗三频数据

基于关键层理论的长壁垮落法开采老采空区地基稳定性评价

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采矿与安全工程学报 2010年第1期27卷 57-61页

作者：王磊郭广礼张鲜妮刘元旭中国矿业大学江苏省资源环境信息工程重点实验室国土环境与灾害监测国家测绘局重点实验室江苏徐州221116

基于关键层理论,对长壁垮落法开采老采空区的可能"活化"空间、因素和机理进行了分析和探讨,得出了老采空区的可能"活化"空间主要为"O"形圈离层、空洞、破碎岩体的残余碎胀空间和各类裂隙;在排除断层影响的情况下,老采空区地基的"活化"... 详细信息

基于关键层理论,对长壁垮落法开采老采空区的可能"活化"空间、因素和机理进行了分析和探讨,得出了老采空区的可能"活化"空间主要为"O"形圈离层、空洞、破碎岩体的残余碎胀空间和各类裂隙;在排除断层影响的情况下,老采空区地基的"活化"因素主要为地震、机械振动、临近的采掘活动、地面荷载、水化和风化作用以及应力松弛;"活化"机理主要为破碎岩体的压实和砌体梁结构的失稳,并且砌体梁结构的失稳是地基产生严重不均匀沉降的主要机制.鉴于长壁垮落法开采的老采空区"活化"机制和拟推的上覆破碎岩体的结构形态,提出了局部注浆的思想,对于一般工程地基,只对采空区边界注浆,注浆区域为空洞、欠压密区和"O"形圈离层,注浆机理主要为结构补强和消除采空区边界上方的可能"活化"空间.并通过实例验证了局部注浆的可行性.

关键词：关键层砌体梁 “活化” 地基稳定性局部注浆

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老采空区地表残余沉降预计与应用

采矿与安全工程学报 2011年第2期28卷 283-287页

作者：王磊郭广礼查剑锋张鲜妮栗帅徐斗斗中国矿业大学江苏省资源环境信息工程重点实验室国土环境与灾害监测国家测绘局重点实验室江苏徐州221008

为了对长壁垮落法开采老采空区"活化"引起的地表残余沉降进行估计,从老采空区的覆岩形态结构出发,提出把长壁垮落法开采老采空区分成2个区进行预计:边界的欠压密区和中部的压密区,给出了欠压密区和压密区的尺寸.针对边界"活化"空间的分... 详细信息

为了对长壁垮落法开采老采空区"活化"引起的地表残余沉降进行估计,从老采空区的覆岩形态结构出发,提出把长壁垮落法开采老采空区分成2个区进行预计:边界的欠压密区和中部的压密区,给出了欠压密区和压密区的尺寸.针对边界"活化"空间的分布特征和突发性"活化"特点,提出等价成变采高的小工作面开采来预计边界"活化"引起的地表残余沉降.针对中部破碎岩体缓慢蠕变的"活化"特点,采用剩余下沉系数进行预计.分别建立了相应的预计模型,并编写了预计程序.工程实践表明,老采空区的边界蕴含着大量"活化"空间,若边界处结构失稳,将在其正上方地表产生较大的不均匀移动变形;在采宽不大的情况下,老采空区"活化"引起的最大残余沉降位置在开切眼和停采线附近上方地表,并非在采空区中部压密区.

关键词： “活化” 老采空区等价采高残余沉降

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超高水材料地裂缝充填治理技术

煤炭学报 2014年第1期39卷 72-77页

作者：刘辉雷少刚邓喀中于洋王业显中国矿业大学江苏省资源环境信息工程重点实验室江苏徐州221008 中国矿业大学国土环境与灾害监测国家测绘局重点实验室江苏徐州221008 河北工程大学资源学院河北邯郸056038

为了进行西部采煤沉陷区地表生态恢复治理，针对采动引起的地表永久性地裂缝的治理，在进行超高水材料物理力学性能测试的基础上，研制了野外超高水材料地裂缝充填工艺及充填系统，提出了“深部充填一表层覆土一植被绿化”的地裂缝治理... 详细信息

为了进行西部采煤沉陷区地表生态恢复治理，针对采动引起的地表永久性地裂缝的治理，在进行超高水材料物理力学性能测试的基础上，研制了野外超高水材料地裂缝充填工艺及充填系统，提出了“深部充填一表层覆土一植被绿化”的地裂缝治理3步法，并以神东矿区大柳塔煤矿12203～12205工作面老采空区生态治理示范基地为试验区，进行了超高水材料地裂缝治理试验，通过与常规沙土充填方法对比分析发现，该系统采用水体积为94％的超高水材料进行地裂缝深部充填后，地表下沉量大大减小，且地表保水性能大大提高，植被长势良好。

关键词：超高水材料地裂缝塌陷区治理西部矿区生态建设

基于几何聚类指纹库的约束KNN室内定位模型

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武汉大学学报（信息科学版） 2014年第11期39卷 1287-1292页

作者：刘春燕王坚中国矿业大学国土环境与灾害监测国家测绘局重点实验室江苏徐州221116

针对室内环境基于RSSI定位不稳定问题,提出了以几何信息改进基于指纹库的KNN定位算法。根据室内几何布局建立了聚类指纹库,提出了表征点位几何特性的点散发性强度(geometric strength of sporadic,GSS)概念。利用最邻近样本点的GSS判别... 详细信息

针对室内环境基于RSSI定位不稳定问题,提出了以几何信息改进基于指纹库的KNN定位算法。根据室内几何布局建立了聚类指纹库,提出了表征点位几何特性的点散发性强度(geometric strength of sporadic,GSS)概念。利用最邻近样本点的GSS判别移动终端所在参考点RP控制网结构以动态选择KNN关键参数K,构建最佳多边形为约束准则自适应选取后K-1个邻近点,建立了基于几何聚类指纹库的约束加权KNN室内定位模型。结果表明,改进后定位模型可以更好地估计终端位置信息,其中几何聚类指纹库是改善定位准确性的关键,约束KNN能够有效地提高室内定位精度。

关键词：室内定位聚类指纹库几何特性 RP控制网结构约束KNN

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精密单点定位不等精度观测值的RKF研究

武汉大学学报（信息科学版） 2017年第3期42卷 314-320页

作者：姚一飞高井祥李增科谭兴龙中国矿业大学国土环境与灾害监测国家测绘地理信息局重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学江苏省资源环境信息工程重点实验室江苏徐州221116

推导了精密单点定位含有粗差观测数据的M-LS滤波原理,对等价权阵采用三段降权函数实现抗差。从新息和残差的协方差关系出发,利用对粗差敏感的残差标准差作为抗差因子。通过迭代减弱卫星间载波残差及其抗差因子的相关性。针对载波和伪距... 详细信息

推导了精密单点定位含有粗差观测数据的M-LS滤波原理,对等价权阵采用三段降权函数实现抗差。从新息和残差的协方差关系出发,利用对粗差敏感的残差标准差作为抗差因子。通过迭代减弱卫星间载波残差及其抗差因子的相关性。针对载波和伪距观测值不等观测精度和不相关性,采用双抗差因子实现静态抗差卡尔曼滤波(robust Kalman filtering,RKF)。采用标准卡尔曼滤波、基于新息RKF、基于残差的增益矩阵双抗差因子RKF、基于残差的等价权阵双抗差因子RKF等4种模型,分别对一组实测数据解算分析。结果表明,基于新息RKF对精度较高的载波粗差不敏感;基于残差的增益矩阵RKF对载波较小的粗差抗差效果较差,且发生粗差历元时刻的状态参数与真值偏差较大;而基于残差构造的等价权阵双抗差因子RKF可以非常精确和高效地实现抗差,单个卫星粗差对测站位置参数影响小于1mm。

关键词：抗差卡尔曼滤波精密单点定位新息残差三段降权函数

基于InSAR的关闭矿井地表形变监测与分析

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中国矿业大学学报 2020年第2期49卷 403-410页

作者：郑美楠邓喀中张宏贞王刘宇中国矿业大学江苏省资源环境信息工程重点实验室国土环境与灾害监测国家测绘地理信息局重点实验室环境与测绘学院江苏徐州221116

为了获取徐州东部矿井关闭后的地表形变,利用10景降轨ENVISAT影像和72景升轨Sentinel-1A影像,基于StaMPS技术通过时间域低通滤波、空间域高通滤波和三维解缠算法获取地表形变.监测结果表明:韩桥矿关闭后地表出现抬升,最大抬升速率为34.4... 详细信息

为了获取徐州东部矿井关闭后的地表形变,利用10景降轨ENVISAT影像和72景升轨Sentinel-1A影像,基于StaMPS技术通过时间域低通滤波、空间域高通滤波和三维解缠算法获取地表形变.监测结果表明:韩桥矿关闭后地表出现抬升,最大抬升速率为34.4 mm/a;旗山矿关闭后地表先下沉,而后抬升.通过对旗山矿关闭后地表抬升位置与时间分析可知,地下水回升方向为由北向南;对韩桥矿与旗山矿地表形变分析可知,徐州东部矿井关闭后地表形变规律可归纳为受采空区或地下水等因素影响地表先下沉,至相对稳定阶段(或不存在),再到地表抬升.结合韩桥矿地下水位分析可知,矿井关闭后由地下水回升引起的地表抬升存在大约1 a的时间延迟;地表抬升与地下水回升相关性较强,相关系数为0.98.

关键词：关闭矿井 InSAR 二次形变地下水

直线特征约束下利用Plücker坐标描述的LiDAR点云无初值配准方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2018年第9期43卷 1376-1384页

作者：王永波汪云甲佘雯雯韩新哲中国矿业大学国土环境与灾害监测国家测绘地理信息局重点实验室江苏徐州221116 江苏省资源环境信息工程重点实验室江苏徐州221116

经典的基于点状特征匹配的地面激光雷达（light detection and ranging,LiDAR）点云配准算法实现过程中,点状特征的提取精度对算法运行结果的影响通常较大;基于迭代运算的LiDAR点云配准算法计算量大,对未知参数的初值依赖程度较高,在求... 详细信息

经典的基于点状特征匹配的地面激光雷达（light detection and ranging,LiDAR）点云配准算法实现过程中,点状特征的提取精度对算法运行结果的影响通常较大;基于迭代运算的LiDAR点云配准算法计算量大,对未知参数的初值依赖程度较高,在求解大转角刚体变换参数时算法不稳定。对此,提出了一种线状特征约束下基于Plücker直线坐标描述的LiDAR点云配准算法。立足于经典的向量代数与对偶四元数的相关理论与方法,分析并确定了Plücker直线坐标与对偶四元数之间的相互转换关系以及模型描述方法;以LiDAR点云配准前后同名线状特征的Plücker直线坐标相等为约束条件,构建了线状特征约束下基于Plücker直线坐标描述的刚体变换模型;立足于最小二乘基本准则,通过目标函数的极值化分析实现了线状特征约束下地面LiDAR点云配准参数的直接求解。实验结果表明,所构建的基于Plücker直线坐标描述的地面LiDAR点云配准模型,无需事先确定变换参数的初值,避免了多元函数的线性化过程,解除了参数结果对于迭代初值的依赖,理论上克服了迭代法在求解大转角相似变换参数时的算法不稳定问题。此外,较之单纯基于点状特征匹配的LiDAR点云配准算法,该算法可以有效地增强LiDAR点云配准过程的约束,达到提高配准质量的目的。

关键词：配准刚体变换 Plücker直线坐标对偶四元数直线特征约束

基于模糊度相关法的北斗三频载波单历元基线解算

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武汉大学学报（信息科学版） 2016年第11期41卷 1433-1439页

作者：姚一飞高井祥李增科谭兴龙韩厚增中国矿业大学国土环境与灾害监测国家测绘地理信息局重点实验室江苏徐州221116 江苏省资源环境信息工程重点实验室江苏徐州221116

单历元基线解算一直是卫星导航定位中的热点和难点,随着北斗导航定位系统的全面组网,三频载波可以形成更多优良的组合观测值,有效地提高了单历元基线解算的精度和可靠性。本文在传统TCAR的基础上引入电离层延迟先验信息,将电离层延迟与... 详细信息

单历元基线解算一直是卫星导航定位中的热点和难点,随着北斗导航定位系统的全面组网,三频载波可以形成更多优良的组合观测值,有效地提高了单历元基线解算的精度和可靠性。本文在传统TCAR的基础上引入电离层延迟先验信息,将电离层延迟与位置参数和模糊度作为未知参数,采用最小二乘配置原理一并求解。同时,采用考虑电离层延迟影响的模糊度相关法约束模糊度搜索空间。结果表明,加入电离层延迟先验信息可以较大提高单历元模糊度固定的成功率;而采用考虑电离层延迟的模糊度相关法可以缩小模糊度搜索空间,有效地提高单历元模糊度解算的成功率和可靠性。

关键词：北斗最小二乘配置模糊度相关法单历元三频载波相位