绝对重力仪数据拟合中最小二乘及其改进算法的研究

来源 :中国地震局地震研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:QB582
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
重力测量的目的在于研究地球的重力场,重力场的研究帮助人们了解地球形状、内部物质分布、内部构造等,对导航、军事、地震研究和资源勘探等方面具有重要意义,获取高精度的绝对重力值是重力测量系统的关键。目前能在野外精确测量重力加速度的是落体式激光干涉绝对重力仪。其测量方法一般是通过真空腔内的自由落体下落产生激光干涉条纹,被光电转换器转化成电信号后再被高速数字化仪转化成数字信号,通过处理可以得到落体的重组轨迹-时间距离坐标,最后通过算法拟合得到高精度g值,采用合适的拟合算法对保证获取高精度重力场信息至关重要。最小二乘法是曲线拟合和参数估计的常用方法之一,由于最小二乘算法简单,计算量少,收敛性能好,被广泛应用在绝对重力仪数据拟合中,但针对实际测量中不断出现的新问题,仍需要在常规最小二乘的基础上对算法进行探究和改进。本文考虑到绝对重力干涉信号的频率变化特性,提出采用局部最小二乘算法进行处理,但是针对绝对重力仪数据段中存在异常点等方面,常规最小二乘和局部最小二乘处理得到的估计值将受到严重的歪曲甚至不能接受,因此提出采用抗差最小二乘处理,然而抗差最小二乘算法涉及到了高维矩阵乘积以及逆矩阵的求解,为了进一步提高算法的可靠性,从参数估计求解矩阵的形式和针对绝对重力仪数据的特点出发,提出了加权递推最小二乘算法,它将复杂庞大的计算过程转化为简单过程的多次重复,避免高维逆矩阵乘积以及逆矩阵求解,代码实现容易且编程量少。本文采用MATLAB软件产生模拟数据,分别采用常规最小二乘、局部最小二乘、抗差最小二乘和加权递推最小二乘对模拟数据进行参数估计,通过估计值与设定值的偏差、标准差及相应的处理时间等方面对它们的估计结果进行比较分析,分析结果表明加权递推算法在绝对重力仪数据拟合中具有更好的效果,并且稳定性高,拟合精度好,在异常数据的抑制上也具有独特的优势。然后分别使用上述四种算法对实际绝对重力仪数据进行处理后,通过每组平均值、标准差以及每组处理时间等方面进行对比分析,分析结果表明,针对实际数据出现的不确定性因素,加权递推算法有着其他三种算法不具备的抗干扰能力,这与模拟数据计算分析的结果基本一致。加权递推最小二乘应用到自由落体式绝对重力仪的数据处理中,极大地抑制了异常点对重力加速度计算结果的影响,提高了重力值的准确度和稳定性,相对于常规最小二乘、局部最小二乘和抗差最小二乘,加权递推最小二乘反映出更好的处理结果,鲁棒性能良好,更适合于绝对重力仪数据处理中。
其他文献
货币资金是企业资产中最重要且流动性最强的一项资产,是企业从事各种经营活动必备的重要资金,企业只有保持一定量的货币资金才能保证正常生产经营活动的运行。本文通过针对当
进化计算是借鉴生物进化的思想,在现代遗传学的启发下,发展起来的一种启发式随机搜索优化方法。进化计算作为一个新的交叉学科,在拥有广阔应用前景的同时,其理论基础有待进一步加
目前国家虽然出台了《会计法》、《现金管理暂行条例》、《支付结算办法》、《票据法》、《内部会计控制规范—基本规范》、《内部会计控制规范一货币资金》等一系列货币资金
本文从语言知识、文化背景、心理因素等方面分析了影响日语听力效果的因素,并就如何解决这些问题提出了相关的应对策略。
大黄,是我国传统医药的瑰宝,中医最常用药之一.虽然其药效学研究深入透彻,但大黄的药代动力学发展滞后,有关文献报道较少.近年来,为了实现中药现代化,对中药及其制剂进行全面
含有琼脂的杏仁豆腐、豌豆黄、红豆糕等小吃,特别适合肥胖老人以及患有高血压、高血脂的老年人食用。琼脂又称冻粉,是以海藻类石花菜、牛毛菜等为材料制成的。
根据因材施教的原则,分层次教学重视个人在发展过程中客观存在的差异,符合学生的心理特征,有效地调动了中职学生的学习积极性。通过对教学目标、授课内容、组织课堂、授课艺术、
千百年来,一种成本低廉却色彩斑斓的印刷品在中国的年俗中散发着独特的魅力,成为上至宫廷贵族下至寻常百姓,家家大门都要张贴的驱邪护佑之物。这就是木版年画,中国传统春节里
本设计把太阳能充电技术、电量显示、过充保护以及无线使用功能集成在鼠标上。采用20个引脚的STC12C5204AD单片机控制整个太阳能充电系统,电源使用锂离子充电电池,利用太阳能
分析了数据库管理系统中数据存储实现策略所采用的系统管理表空间(SMS)和DBMS管理表空间(DMS)这两种主要的表空间管理方式。基于PostgreSQL数据库管理系统,给出了在其上实现这两种