杨元喜

杨元喜,大地测量学家,1956年7月出生于江苏省姜堰市。1977年入郑州测绘学院,1987年获得该校大地测量硕士学位,1991年获中国科学院测量与地球物理研究所博士学位。历任国际大地测量协会(IAG)第四委员会秘书、中国大地测量专业委员会副主任等职。现任中国测绘学会常务理事、《测绘学报》编委会常务副主编、国家测绘发展战略专家委员会委员、国家海岛礁测量工程专家委员会委员、国家西部测图专家委员会委员、国家自然科学基金委员会咨询委员会委员、国际大地测量与地球物理联合会(IUGG)中国委员会委员等职。2007年当选为中国科学院院士。

杨元喜长期潜心从事大地测量理论与应用研究,共完成学术专著2 部,合著3部。发表论文200余篇,被SCI收录30余篇,EI和ISTP收录60多篇。论文被引用2000多篇次。获1项国家科技进步二等奖、1项国家自然科学三等奖、5项省部级科技进步一等奖。

1.创造性地建立了相关观测抗差估计系列理论

创建了相关观测抗差估计理论,构造了IGG3抗差估计方案。系统建立了相关观测抗差估计模型、误差影响函数、验后方差-协方差模型,使得十分棘手的相关观测异常影响问题得到了较好解决,为抗差估计理论的发展及其在测量中的应用奠定了基础。

建立了双因子方差膨胀模型和双因子等价权模型。保持了相关观测等价权矩阵对称,观测值原有相关性不变,使得相关观测抗差估计理论更严密,计算更简便。

创建了抗差Bayes估计模型,建立了M-LS、LS-M和M-M三种抗差解算模式,并研究了相应的精度估计问题。继而又创建了抗差拟合推估理论,构造了三种抗差拟合推估解式。新建立的理论特别适合于我国地形复杂地区的重力场拟合推估。

建立了海平面动态数据抗差拟合模型,提出了基于T/P卫星资料的海洋风速、风向拟合与预报模型和方法,改善了传统方法的精度和可靠性。提出了抗差坐标基准转换模型和激光测距系统误差抗差拟合方法,提出了方差分量的抗差估计法。

抗差估计理论已形成较完整的理论体系,引起了国内外同行的广泛关注,开拓了测量抗差估计理论稳定的研究方向。相应理论已被写入国内外多本教科书,已成为高等测绘院校选修课程之一。应用于全国“GPS一、二级网的平差工程”、“2000 GPS国家大地控制网建设工程”、“国家2000重力网”数据处理工程及海洋测量等工程,大大提高了工程建设质量。在上述理论成果的基础上,主持完成了“大地测量质量控制理论与系统”的研究,完成了一套实用的软件系统,理论和软件均被广泛应用。

2.建立了全新的自适应导航定位理论体系

创建了自适应抗差滤波理论。新理论模型包容了Kalman滤波、动态最小二乘平差、自适应滤波、抗差估计、抗差滤波等,可同时抵制观测异常和动力模型异常干扰,在航空、航天、陆地及海洋动态导航定位中有着广泛的应用前景,已成功用于我国GPS道路修测系统,解决了车辆拐弯和加速导致的定位异常的关键技术问题,结果明显优于国外进口软件。相应软件系统已装配到一百多台GPS道路修测车和地图修测车上,并成功完成了全国134万多公里县乡道路修测任务。

建立了卫星自适应定轨理论。新模型包容了动力定轨、几何定轨和半动力定轨技术,具有很强的抵制观测异常和动力模型异常干扰的能力,已被德国地学研究中心用于CHAMP卫星的轨道测定。

3.组织完成了多项国家和省部级重要工程项目

先后参加了7项国家自然科学基金课题,10多项省部级科研和工程项目。

主持完成“2000 GPS国家大地控制网建设工程”,解决了我国不同部门布测的GPS网之间的不相容性、精度不匹配和坐标基准不统一等问题;提出了“均匀利用南北半球的IGS站以提高Z坐标精度”的策略,提出了我国高程基准系统误差的三种标定方法,参加拟定了作为坐标框架的GPS网的数据处理方案,提出了基于抗差估计的方差分量估计算法。建立了我国统一的新一代地心坐标系,精度由10米级提高到了厘米级,理论、方法及成果均达国际先进水平。

主持完成“全国天文大地网与空间网联合平差工程”,提出了高精度GPS点位约束的地壳形变改正及联合平差的方差分量估计方案等。该工程有多项理论创新,使我国成为继北美大地网、西欧大地网之后又一个完成超大规模大地网平差的国家。

主持完成了“大地测量数字信息网络工程”总体技术方案,提出了大地测量一体化建设和全过程质量控制方案,极大提高了生产效率。此外,参与了“大地坐标系建立理论与实践”课题和“我国高程基准的建立”工程。拟制了“2000重力网数据处理方案”,相应成果提高了我国大地测量控制网的水平,推进了大地测量学科的进步。

4.知识面宽广、学风优良

杨元喜除具有坚实的大地测量数据处理理论基础外,还具有宽广的知识面。在空间大地测量、地球重力场及卫星轨道测定等领域均有建树。曾任国家攀登项目“地壳运动及地球动力学”专家组成员,提出了适于我国大地水准面旧系统到新系统的可靠转换模型,对于提高我国统一大地水准面的精度和可靠性具有参考价值。在整体大地测量研究方面:改进了整体大地测量观测模型;建立了重力位本征参数与点位几何应变参数之间的关系;研究了整体大地测量中各类观测量的分工与贡献;构造了四维整体大地测量观测模型,并成功用于山东和江苏地区四维整体大地测量实际解算;构制了地壳形变(四维应变)分析模型;建立了三维大地网转换与变形的关系。这些成果对我国经典大地网的改造、修测及应用均具有重要参考价值。

1999年获中国科协“求是杰出青年实用工程奖”;1991年被国家教委、国务院学位办授予“做出突出贡献的中国硕士学位获得者”;1993年享受政府特殊津贴;1998年被评为“优秀中青年专家”;1996年获德国Humboldt奖学金奖励;1998获国家杰出青年基金资助。

已培养博士研究生21人、硕士研究生25人。注重为人师表、教书育人,学风严谨。其中2名博士获全国百篇优秀博士论文奖,多名毕业研究生获省部级优秀论文奖。


 

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