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基于质心定标机动信号估计GRACE-FO卫星激光测距系统TTL耦合系数

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地球物理学报 2024年第8期67卷 2897-2908页

作者：黄志勇李姗姗李世忠肖云黄令勇郭飞霄谭勖立朱雷鸣地理信息工程国家重点实验室西安710054 信息工程大学地理空间信息学院郑州450001 智慧地球重点实验室北京100094 西安测绘研究所西安710054

GRACE-FO卫星搭载的激光测距系统(LRI)能够以纳米级的精度测量星间距离,LRI测距误差低频部分最大噪声源来自于TTL耦合噪声.TTL耦合噪声源于卫星姿态变化与质心(CoM)和三面镜顶点(VP)偏差产生的耦合效应.本文采用线性估计模型,并利用卫... 详细信息

GRACE-FO卫星搭载的激光测距系统(LRI)能够以纳米级的精度测量星间距离,LRI测距误差低频部分最大噪声源来自于TTL耦合噪声.TTL耦合噪声源于卫星姿态变化与质心(CoM)和三面镜顶点(VP)偏差产生的耦合效应.本文采用线性估计模型,并利用卫星在质心定标阶段的机动信号数据,基于不同方向的子机动,采用整体参数估计和独立参数估计共三种参数估计策略,获得了合理的TTL耦合系数,结果表明TTL耦合系数满足200 um·rad^(-1)的设计指标要求.另外,将TTL耦合系数换算为质心和三面镜顶点(VP-CoM offset)偏差,可间接获得卫星质心偏差估计结果序列,且该结果序列与基于加速度计的估计结果(卫星质心与加速度计检验质量块的偏差,ACC-CoM offset)序列吻合较好,表明该方法可作为GRACE-FO卫星质心偏差估计的补充方法.

关键词： GRACE-FO 卫星激光测距定标 TTL 质心

基于边界点估计与稀疏卷积神经网络的三维点云语义分割

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浙江大学学报（工学版） 2024年第6期58卷 1121-1132页

作者：杨军张琛兰州交通大学电子与信息工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学测绘与地理信息学院甘肃兰州730070

针对大规模点云具有稀疏性,传统点云方法提取上下文语义特征不够丰富,并且语义分割结果存在物体边界模糊的问题,提出基于边界点估计与稀疏卷积神经网络的三维点云语义分割算法,主要包括体素分支与点分支.对于体素分支,将原始点云进行体... 详细信息

针对大规模点云具有稀疏性,传统点云方法提取上下文语义特征不够丰富,并且语义分割结果存在物体边界模糊的问题,提出基于边界点估计与稀疏卷积神经网络的三维点云语义分割算法,主要包括体素分支与点分支.对于体素分支,将原始点云进行体素化后经过稀疏卷积得到上下文语义特征;进行解体素化得到每个点的初始语义标签;将初始语义标签输入到边界点估计模块中得到可能的边界点.对于点分支,使用改进的动态图卷积模块提取点云局部几何特征;依次经过空间注意力模块与通道注意力模块增强局部特征;将点分支得到的局部几何特征与体素分支得到的上下文特征融合,增强点云特征的丰富性.本算法在S3DIS数据集和SemanticKITTI数据集上的语义分割精度分别达到69.5%和62.7%.实验结果表明,本研究算法能够提取到更丰富的点云特征,可以对物体的边界区域进行准确分割,具有较好的三维点云语义分割能力.

关键词：点云数据语义分割注意力机制稀疏卷积体素化

Schmidt算法在导航卫星自主定轨中的应用

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测绘学报 2024年第5期53卷 879-888页

作者：宋小勇杨元喜毛悦阮仁桂王龙地理信息工程国家重点实验室陕西西安710054 西安测绘研究所陕西西安710054

针对现有导航卫星自主定轨采用的等效观测Kalman滤波算法精度难以进一步提升的问题,本文将顾及卫星间状态量协方差信息的Schmidt分布式算法应用于自主定轨,给出了逐观测量处理的Schmidt分布式算法测量更新和时间更新计算公式,提出了采... 详细信息

针对现有导航卫星自主定轨采用的等效观测Kalman滤波算法精度难以进一步提升的问题,本文将顾及卫星间状态量协方差信息的Schmidt分布式算法应用于自主定轨,给出了逐观测量处理的Schmidt分布式算法测量更新和时间更新计算公式,提出了采用平方根滤波方法解决Schmidt分布式算法用于星间链路定轨时协方差阵非负定问题。仿真和实测数据自主定轨结果表明,相比等效观测分布式滤波算法,本文方法能够有效提升自主定轨精度。

关键词：导航卫星星间链路自主定轨 BDS 分布式滤波

综合局部莫兰指数和PageRank算法的网络空间资源节点隐喻可视化表达

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地球信息科学学报 2024年第5期26卷 1283-1295页

作者：齐凯张衡周杨刘一帆李庆祥战略支援部队信息工程大学地理空间信息学院郑州450001

可视化是一种非常有效的网络空间资源分析方式,通过借助点线面、符号、地形等形象映射抽象数据,可以更好地管理、维护和优化网络空间。考虑到网络空间资源节点在网络中的空间相关性和重要性,本文借助隐喻地图思想,将网络空间中资源节点... 详细信息

可视化是一种非常有效的网络空间资源分析方式,通过借助点线面、符号、地形等形象映射抽象数据,可以更好地管理、维护和优化网络空间。考虑到网络空间资源节点在网络中的空间相关性和重要性,本文借助隐喻地图思想,将网络空间中资源节点视为本体,传统地理空间中山峰和等高线作为喻体进行可视化表达。首先,通过节点之间的拓扑关系构建空间权重矩阵和转移矩阵,以此计算出节点的局部莫兰指数和PageRank值。为了更全面地综合考虑节点在局部和全局范围内的空间相关性和重要性,使局部莫兰指数进行标准化处理与PageRank值达到相同的取值范围后将二者结合得到综合评价指标(PI值);然后,将网络空间资源节点根据FR算法围绕重要程度最高的节点进行布局,通过PI值赋予节点高度值和大小;最后,借助隐喻地图的思进行可视化表达。实验数据表明,相较于传统的节点评价方法,该方法将用于衡量地理空间数据中是否存在空间聚集现象的莫兰指数引入到网络空间,可以突出节点中属性值较高并且与其相连节点属性值也高的节点;同时,基于隐喻地图思想进行可视化表达可以直观表现出节点在网络空间中的所处地位以及与其他节点间的相互关系,并且在针对格式化数据进行渲染时,随着网络规模的扩大隐喻地图效率优于传统拓扑图。

关键词：网络空间网络空间测绘莫兰指数莫兰散点图 PageRank算法综合评价隐喻地图可视化

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网络空间“测”与“绘”

地球信息科学学报 2024年第4期26卷 848-865页

作者：蒋秉川司东雨刘靖旭任琰游雄曹喆李佳薇战略支援部队信息工程大学地理空间信息学院郑州450001

网络空间测绘已经成为各领域普遍关注的热点问题。其核心任务是探明网络空间组成要素,分析网络空间现象规律,绘制网络空间结构。网络空间测绘的研究存在概念术语多样、研究框架不统一,要素及规律的认识不清晰,网络空间地图表达方法不规... 详细信息

网络空间测绘已经成为各领域普遍关注的热点问题。其核心任务是探明网络空间组成要素,分析网络空间现象规律,绘制网络空间结构。网络空间测绘的研究存在概念术语多样、研究框架不统一,要素及规律的认识不清晰,网络空间地图表达方法不规范、缺乏统一标准等问题。在系统梳理各领域对网络空间测绘研究现状的基础上,分析了各领域对网络空间内涵的共性认识;从网络空间的空间特性、地理特性和人文特性出发,剖析了从测绘地理学角度研究利用网络空间的特点和优势;提出了网络空间测绘的研究框架,重点描述了网络空间“测”与“绘”的核心内容和关键技术,并阐述了其与实景三维、数字孪生及元宇宙之间的关系;将网络空间“测量”分为狭义的和广义的网络空间测量,指出其缺少从整体角度对网络空间特征测量和缺乏针对人在网络空间活动现象和规律的测量研究;从网络空间认知需求出发,提出了网络空间地图概念模型和分类;从网络空间坐标系、“地理-网络”关联映射、网络空间地图表达方法等方面重点描述了网络空间地图制图的关键技术,系统分析了网络空间地图表示方法及其适用性;最后,对网络空间顶层概念、网络空间建模方法、网络空间地图理论与方法以及网络空间地图应用场景设计等需要重点研究的关键科学问题和关键技术进行了展望。

关键词：网络空间网络空间测绘网络空间地图地图认知知识图谱 “地理-网络”关联映射

简化声速剖面的声线精度损失极小准则及遗传算法

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测绘学报 2024年第7期53卷 1336-1344页

作者：李保金薛树强孙文舟李景森曾安敏卞加超中国测绘科学研究院北京100036 地理信息工程国家重点实验室陕西西安710054

高精度水下导航定位为提高计算效率通常需要对声速剖面进行适度简化。简化声速剖面一方面涉及复杂组合优化问题,另一方面需要考虑简化导致的声线精度损失。本文构建了简化声速剖面的声线精度损失极小准则,并利用遗传算法求解该极小准则... 详细信息

高精度水下导航定位为提高计算效率通常需要对声速剖面进行适度简化。简化声速剖面一方面涉及复杂组合优化问题,另一方面需要考虑简化导致的声线精度损失。本文构建了简化声速剖面的声线精度损失极小准则,并利用遗传算法求解该极小准则所涉及的组合优化问题。结果表明,相比简化声速剖面的MOV法与面积差法,本文算法可在有效控制声线精度损失的前提下,确定声速剖面简化层数,实现声速剖面简化的全局优化。

关键词：声速剖面简化声线跟踪遗传算法组合优化自适应分层

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机器地图及其概念模型

地球信息科学学报 2024年第1期26卷 25-34页

作者：游雄贾奋励田江鹏杨剑李科战略支援部队信息工程大学地理空间信息学院郑州450001

无人平台对复杂环境的自主认知能力是制约其广泛应用的关键问题,已成为当前地图学、人工智能、机器人等领域的研究热点。本文基于地图学的视角,交叉融合人工智能、机器人和认知科学的相关研究思路与成果,借鉴心象地图的作用功能,提出适... 详细信息

无人平台对复杂环境的自主认知能力是制约其广泛应用的关键问题,已成为当前地图学、人工智能、机器人等领域的研究热点。本文基于地图学的视角,交叉融合人工智能、机器人和认知科学的相关研究思路与成果,借鉴心象地图的作用功能,提出适用于无人平台认知环境的新型地图——机器地图,并对其特征进行了分析。类比心象地图的构建与运用机制,结合人工认知系统的设计决策点和核心认知能力,给出了机器地图概念模型的设计原则,提出“两环三图”的概念模型。该模型说明了机器地图与无人平台的内在联系,并勾勒出机器地图的功能部件与运行逻辑,为开展机器地图研究提供顶层框架和理论指导;类比心象地图的结构组成,提出了包含感知地图、工作地图和长时地图的机器地图逻辑构成,并分析了3类地图的内容与转化关系。在结论部分指出了机器地图的双向促进研究路线。机器地图的研究,能够提升无人自主平台对于复杂环境的认知和学习能力,也为智能时代地图学的发展探索新路径,具有十分重要的意义。

关键词：机器地图无人自主平台心象地图持续自主学习 “测制用”一体概念模型逻辑构成

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机器地图的认知逻辑与建图模型

遥感学报 2024年第5期28卷 1177-1188页

作者：贾奋励杨剑游雄李科田江鹏郑束蕾战略支援部队信息工程大学地理空间信息学院郑州450001

机器地图是为提升无人平台复杂环境认知与理解能力而提出的一类新型地图。本文以机器地图的概念模型为基础,从认知科学视角提出一种以记忆结构与过程为参考、符合认知逻辑的机器地图建图理论模型。通过分析记忆的结构与过程、心象地图... 详细信息

机器地图是为提升无人平台复杂环境认知与理解能力而提出的一类新型地图。本文以机器地图的概念模型为基础,从认知科学视角提出一种以记忆结构与过程为参考、符合认知逻辑的机器地图建图理论模型。通过分析记忆的结构与过程、心象地图的内容与组织,认知架构和机器人系统中的环境认知等问题,梳理出机器地图的认知逻辑及其对机器地图建图模型的支撑。在此基础上,分析了机器地图的任务目标和内容分类,从信息组织、逻辑结构与生成过程3方面提出机器地图建图模型的设计原则。基于该原则,设计了机器地图建图的逻辑结构和过程模型。在逻辑结构方面,从空间、视觉、情境、图式、规则等方面细化了感知地图、工作地图和长时地图中的内容与结构关系;在过程模型方面,按照认知活动抽象出包括理解、注意、推理、学习、行动的机器地图建图基本活动,并提出内隐和外显两类建图过程。机器地图的认知逻辑与建图模型,本质上是对机器地图认知计算机制的阐释,从抽象层次上为研究人员提供协同研究的基础框架,也为相关技术与数据的集成、评估、运用提供参考。本文的研究还为数字孪生或虚拟地理环境的构建提出新的目标与要求。

关键词：遥感机器地图认知逻辑建图模型无人平台

基于自然资源全要素分类的调查监测本底数据处理方法

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测绘通报 2024年第S1期 29-34页

作者：孙常建李蕊娟印青金子鑫郭秀丽河南省地理信息院吉奥时空信息技术股份有限公司

统一自然资源分类标准是自然资源有效管理的基础，夯实调查监测本底数据是支撑自然资源调查监测、分析评价的有力保障。本文通过比较、分析现行自然资源分类标准的特点及存在问题，结合地方实际需求，提出了一种自然资源全要素分类标准... 详细信息

统一自然资源分类标准是自然资源有效管理的基础，夯实调查监测本底数据是支撑自然资源调查监测、分析评价的有力保障。本文通过比较、分析现行自然资源分类标准的特点及存在问题，结合地方实际需求，提出了一种自然资源全要素分类标准，阐述了基于统一分类标准的调查监测数据融合处理方案，并选取试点区域进行了数据验证，以期为河南省自然资源调查监测工作提供可行思路。

关键词：自然资源全要素分类标准调查监测