基于GP算法奇异谱分析嵌入维数的确定及应用

岳 顺，翟长治，李小奇

(1.河海大学 地球科学与工程学院， 江苏 南京 211100； 2.武汉大学 测绘学院， 湖北 武汉 430079；3.上海勘测设计研究院有限公司， 上海 200434)

基于GP算法奇异谱分析嵌入维数的确定及应用

岳 顺1，翟长治2，李小奇3

(1.河海大学 地球科学与工程学院， 江苏 南京 211100； 2.武汉大学 测绘学院， 湖北 武汉 430079；3.上海勘测设计研究院有限公司， 上海 200434)

对于奇异谱分析中嵌入维数的选择，以往的研究者通常基于经验或者交叉验证的方法，过于主观。本文基于GP算法原理，根据嵌入维数与关联维数的关系，来确定奇异谱分析的嵌入维数，并通过仿真实验证明了该方法较以往方法更加具有准确性和高效性。最后对苏通大桥索塔GPS变形监测数据进行处理，实现了显著降噪的效果，准确地提取了监测序列的趋势成分和周期成分，为索塔以后的误差分析和预测模型提供了可靠的依据。

奇异谱分析；嵌入维数；GP算法；时间序列；降噪

随着GPS的广泛普及,GPS动态变形监测是GPS技术应用的一个重要方向，GPS技术具有速度快、全天候作业、自动化程度高、观测时间短、定位精度高等优点[1]。对于大型桥梁而言，斜拉桥索塔是极其关键的工程部位，因为索塔不仅要承担它本身的自重，还要承载全桥的荷载[2]；因此，监测与分析桥梁索塔的动态特性，包括变形幅度、振动的频率、趋势，为确定桥梁索塔状态提供了可靠的科学依据。由于监测点变形的不确定性和错综复杂性，以及受各种因素的影响，变形监测序列可能包含各种各样的误差与变形信息，所以必须通过对监测数据进行综合处理分析，提取变形信息，发现变形规律，建立动态预测模型，才能推断变化趋势，对未来作出准确的预测[3]。……