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线性化通用EIV平差模型的岭估计解法

翁烨 邵德盛 甘淑

翁烨, 邵德盛, 甘淑. 线性化通用EIV平差模型的岭估计解法[J]. 全球定位系统, 2022, 47(2): 82-89. doi: 10.12265/j.gnss.2021083001
引用本文: 翁烨, 邵德盛, 甘淑. 线性化通用EIV平差模型的岭估计解法[J]. 全球定位系统, 2022, 47(2): 82-89. doi: 10.12265/j.gnss.2021083001
WENG Ye, SHAO Desheng, GAN Shu. Ridge estimation method for linearized general EIV adjustment model[J]. GNSS World of China, 2022, 47(2): 82-89. doi: 10.12265/j.gnss.2021083001
Citation: WENG Ye, SHAO Desheng, GAN Shu. Ridge estimation method for linearized general EIV adjustment model[J]. GNSS World of China, 2022, 47(2): 82-89. doi: 10.12265/j.gnss.2021083001

线性化通用EIV平差模型的岭估计解法

doi: 10.12265/j.gnss.2021083001
基金项目: 李建成院士工作站(2015IC015);国家重点研发计划课题“中国大陆主要活动构造断裂带的分段运动特征研究” (2018YFC1503604).
详细信息
    作者简介:

    翁烨:(1995—),男,硕士,研究方向为大地测量数据处理与平差理论模型

    邵德盛:(1964—),男,教授,研究方向为地壳形变监测与地震预测预报

    甘淑:(1964—),女,教授,研究方向为资源环境遥感与GIS空间分析技术应用

    通讯作者:

    邵德盛 E-mail:408705228@qq.com

  • 中图分类号: P228;P207

Ridge estimation method for linearized general EIV adjustment model

  • 摘要: 通用EIV(errors-in-variables)平差模型作为经典平差模型的一般化形式,具有同时顾及多种随机误差的优势. 在通用EIV平差模型加权总体最小二乘(WTLS)的线性化估计基础上,引入正则化准则. 正则化矩阵为单位矩阵时为岭估计,添加目标函数,通过建立拉格朗日目标函数的最小化求解,导出加权通用EIV平差模型对应的岭估计解式,给出了确定岭参数的U曲线法和L曲线法. 计算了通用EIV平差模型的线性化估计、两种岭估计及其对应的方差分量值;验证岭估计对通用EIV模型的线性化估计具有促进性,可减少迭代次数,使得参数方差分量更快趋于平稳,降低参数估计的计算量.

     

  • 图  1  方差分量变化图

    图  2  方差分量变化图

    表  1  含有随机误差的模拟数据矩阵

    $ {\boldsymbol{B}}_{4\times 2} $ $ {\boldsymbol{A}}_{4\times 4} $$ {\boldsymbol{L}}_{0} $$ \boldsymbol{e} $
    10.409 717.543 9 12.466 911.096 315.871 711.725 427.543 0 −1425.323
    18.033 415.171 38.882 610.291 82.928 73.665 720.726 8−852.619
    18.631 315.855 212.321 01.108 56.391 915.808 520.838 9−1142.913
    15.670 511.878 43.551 012.104 03.866 51.256 725.032 5−658.407
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    表  2  参数解估计值及其方差估计值

    参数解/中误差LTLS算法LTLS岭估计(L 曲线法)LTLS岭估计(U 曲线法)
    $ {\hat{X}}_{1} $5.012 550 725.010 468 135.008 176 42
    $ {\hat{X}}_{2} $9.994 963 669.995 139 469.996 834 92
    $ {\sigma }_{{\hat{X}}_{1}}^{2} $4.272 016$ \times {10}^{-25} $4.109 261$ \times {10}^{-25} $4.001 347$ \times {10}^{-25} $
    $ {\sigma }_{{\hat{X}}_{2}}^{2} $7.245 756$ \times {10}^{-25} $4.532 423$ \times {10}^{-25} $4.076 249$ \times {10}^{-25} $
    $ {\sigma }_{{\hat{X}}_{1}{\hat{X}}_{2}} $−5.044 943$ \times {10}^{-25} $−4.141 588$ \times {10}^{-25} $−3.738 164$ \times {10}^{-25} $
    ${\rm {tr} }\left[D\left(\hat{\boldsymbol{X} }\right)\right]$1.151 777$ \times {10}^{-24} $8.641 684$ \times {10}^{-25} $8.077 596$ \times {10}^{-25} $
    $ {\parallel \mathrm{\Delta }\boldsymbol{X}\parallel }^{2} $1.828 853$ \times {10}^{-4} $1.332 065$ \times {10}^{-4} $7.687 158$ \times {10}^{-5} $
    $ \mathrm{迭}\mathrm{代}\mathrm{次}\mathrm{数} $1188
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    表  3  坐标观测值及相应权值

    点号观测数据权值
    $ {y}_{2} $$ {x}_{2} $$ {P}_{y} $$ {P}_{x} $
    1 5.9 0.0 1.0 1 000.0
    2 5.4 0.9 1.8 1 000.0
    3 4.4 1.8 4.0 500.0
    4 4.6 2.6 8.0 800.0
    5 3.5 3.3 20.0 200.0
    6 3.7 4.4 20.0 80.0
    7 2.8 5.2 70.0 60.0
    8 2.8 6.1 70.0 20.0
    9 2.4 6.5 100.0 1.8
    10 1.5 7.4 500.0 1.0
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    表  4  参数及其方差估计值、迭代次数

    参数解/
    中误差
    LTLS算法LTLS岭估计
    L 曲线法)
    LTLS岭估计
    U 曲线法)
    ${\;\hat{\beta } }_{1}$−0.489 907 073−0.489 907 072−0.489 907 072
    ${\;\hat{\beta } }_{2}$5.527 557 9065.527 557 9075.527 557 907
    $ {\sigma }_{{\hat{X}}_{1}}^{2} $0.656 376 3500.656 376 3800.656 376 380
    $ {\sigma }_{{\hat{X}}_{2}}^{2} $1.821 311 5101.821 311 5001.821 311 500
    $ \mathrm{迭}\mathrm{代}\mathrm{次}\mathrm{数} $181413
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-08-30
  • 录用日期:  2022-03-01
  • 网络出版日期:  2022-04-14

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