一种大地测量参数估计的改进型龙卷风优化算法

王乐洋; 吴昊; 肖浩

doi:10.14188/j.2095-6045.20260383

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一种大地测量参数估计的改进型龙卷风优化算法

高端论坛 | 更新时间：2026-10-12

- 一种大地测量参数估计的改进型龙卷风优化算法
- An Improved Tornado Optimizer with Coriolis Force for Geodetic Parameter Estimation
- 测绘地理信息 2026年51卷第5期页码：83-89
- 作者机构：
  
  1.东华理工大学测绘与空间信息工程学院，江西南昌，330013
  2.东华理工大学自然资源部环鄱阳湖区域矿山环境监测与治理重点实验室，江西南昌，330013
- 作者简介：
  
  王乐洋，教授，博士，主要从事大地测量反演及大地量数据处理研究。E-mail：wleyang@163.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(42574064)
- DOI：10.14188/j.2095-6045.20260383
  中图分类号： P227;TP18;P22
- 修回：2026-08-26，
  
  纸质出版：2026-10-05
- 稿件说明：
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王乐洋，吴昊，肖浩.一种大地测量参数估计的改进型龙卷风优化算法［J］.测绘地理信息，2026，51（5）：83-89

WANG Leyang，WU Hao，XIAO Hao.An Improved Tornado Optimizer with Coriolis Force for Geodetic Parameter Estimation［J］.Journal of Geomatics，2026，51（5）：83-89
王乐洋，吴昊，肖浩.一种大地测量参数估计的改进型龙卷风优化算法［J］.测绘地理信息，2026，51（5）：83-89 DOI： 10.14188/j.2095-6045.20260383.

WANG Leyang，WU Hao，XIAO Hao.An Improved Tornado Optimizer with Coriolis Force for Geodetic Parameter Estimation［J］.Journal of Geomatics，2026，51（5）：83-89 DOI： 10.14188/j.2095-6045.20260383.

摘要

针对大地测量参数估计中传统方法对初值敏感、易陷局部最优及难以有效处理复合误差模型等问题，本文基于龙卷风优化算法（TOC）提出两种改进策略，构建改进型龙卷风优化算法（ITOC）。其一，引入基于种群多样性和迭代次数自动调整搜索步长的调节机制，动态平衡全局探索与局部开发；其二，采用Lévy飞行替代原有随机扰动策略，增强算法在复杂多峰目标函数中的逃逸能力与鲁棒性。为验证算法性能，本文设计了两类典型算例，实验证明，ITOC在求解精度、收敛稳定性及抗差性方面均具明显优势，为大地测量复杂模型参数估计提供了一种高效、稳健的智能优化新途径。

Abstract

Aiming at the problems in the parameter estimation of geodesy， such as the high sensitivity of traditional methods to initial values， the tendency to fall into local optima， and the difficulty in effectively handling composite error models， this paper proposes two improved strategies based on the tornado optimizer with Coriolis force（TOC） and constructs an improved tornado optimizer with Coriolis force（ITOC）. First， it introduces an adjustment mechanism that automatically tunes the search step size based on population diversity and iteration counts to dynamically balance global exploration and local exploitation. Second， Lévy flight is adopted to replace the original random perturbation strategy， enhancing the algorithm’s escape capability and robustness when dealing with complex multi-modal objective functions. To verify the algorithm performance， two types of typical numerical examples are designed and experiments demonstrate that ITOC boasts distinct advantages in solution accuracy， convergence stability and robustness against outliers， offering an efficient and robust new intelligent optimization approach for parameter estimation of complex geodetic measurement models.

关键词

Keywords

references

王乐洋，余航 . 总体最小二乘联合平差［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2016 ， 41 （ 12 ）： 1 683 - 1 689

Zuo Qian ， Wei Yimin ， Xiang Hua . Quantum-Inspired Algorithm for Truncated Total Least Squares Solution ［J］. Journal of Computational and Applied Mathematics ， 2024 ， 451 ： 116042

王乐洋，邹传义，吴璐璐 . EIV模型参数求解的超球体单行采样法［J］. 测绘科学技术学报， 2018 ， 35 （ 4 ）： 368 - 372

Xu Peiliang . The Effect of Errors-in-Variables on Variance Component Estimation ［J］. Journal of Geodesy ， 2016 ， 90 （ 8 ）： 681 - 701

王乐洋，丁锐，吴璐璐 . SUT法偏差改正的Partial EIV模型方差分量估计及其精度评定［J］. 大地测量与地球动力学， 2019 ， 39 （ 7 ）： 711 - 716

王乐洋，温贵森 . 偏差改正的Partial EIV模型方差分量估计［J］. 测绘学报， 2019 ， 48 （ 4 ）： 412 - 421

Wang Leyang ， Zou Chuanyi . Accuracy Analysis and Applications of the Sterling Interpolation Method for Nonlinear Function Error Propagation ［J］. Measurement ， 2019 ， 146 ： 55 - 64

王乐洋，李志强 . 非线性模型精度评定的Bootstrap方法及其加权采样改进方法［J］. 测绘学报， 2021 ， 50 （ 7 ）： 863 - 878

王乐洋，李志强 . 震源参数反演及精度评定的Bootstrap方法［J］. 地球物理学报， 2021 ， 64 （ 6 ）： 2 001 - 2 016

王乐洋，曹智超 . 七参数转换模型的加性乘性混合型误差模型解法［J］. 测绘地理信息， 2024 ， 49 （ 6 ）： 59 - 63

胡宇，康雄华，曾文宪 . 基于模拟退火的M稳健估计精确算法［J］. 测绘地理信息， 2022 ， 47 （ 5 ）： 54 - 57

陈欣，邓非，颜青松，等 . 一种基于贪心算法的纹理排样改进方法［J］. 测绘地理信息， 2021 ， 46 （ S1 ）： 253 - 256

田劲松，田劲杰 . 基于人工鱼群算法的测量平差参数估计［J］. 城市勘测， 2013 （ 6 ）： 134 - 138

王永弟，孙心宇 . 猫群优化算法的非线性模型参数估计［J］. 测绘科学， 2015 ， 40 （ 9 ）： 158 - 162

Yetkin M . Application of Robust Estimation in Geodesy Using the Harmony Search Algorithm ［J］. Journal of Spatial Science ， 2018 ， 63 （ 1 ）： 63 - 73

Wang Leyang ， Han Shuhao . Improved Cat Swarm Optimization for Parameter Estimation of Mixed Additive and Multiplicative Random Error Model ［J］. Geodesy and Geodynamics ， 2023 ， 14 （ 4 ）： 385 - 391

Wang Leyang ， Han Shuhao ， Pang Ming . Improved Artificial Gorilla Troops Optimizer with Chaotic Adaptive Parameters—Application to the Parameter Estimation Problem of Mixed Additive and Multiplicative Random Error Models ［J］. Measurement Science and Technology ， 2024 ， 35 （ 2 ）： 025203

Wang Leyang ， Cao Zhichao . Dung Beetle Optimizer for Mixed Additive and Multiplicative Error Model with Inequality Constraints ［J］. Physica Scripta ， 2025 ， 100 （ 9 ）： 095214

Braik M ， Al-Hiary H ， Alzoubi H ， et al . Tornado Optimizer with Coriolis Force： A Novel Bio-inspired Meta-Heuristic Algorithm for Solving Engineering Problems ［J］. Artificial Intelligence Review ， 2025 ， 58 （ 4 ）： 123

Shukla A K ， Singh P ， Vardhan M . An Adaptive Inertia Weight Teaching-Learning-Based Optimization Algorithm and Its Applications ［J］. Applied Mathematical Modelling ， 2020 ， 77 （ 1 ）： 309 - 326

Sun P ， Zhang Y ， Liu J ， et al . An Improved Atom Search Optimization with Cellular Automata， a Lévy Flight and an Adaptive Weight Strategy ［J］. IEEE Access ， 2020 ， 8 ： 49 137 - 49 159

Liu Y ， Cao B . A Novel Ant Colony Optimization Algorithm With Levy Flight ［J］. IEEE Access ， 2020 ， 8 ： 67 205 - 67 213

王新洲 . 非线性模型参数估计理论与应用［M］. 武汉：武汉大学出版社， 2002

王彬 . 广义整体最小二乘的拓展理论及其在测量数据处理中的应用研究［J］. 测绘学报， 2020 ， 49 （ 8 ）： 1070

申仲舒，项谦和，董思学，等 . 广义整体最小二乘粗差探测的三维坐标转换方法［J］. 测绘通报， 2023 （ 11 ）： 61 - 65

项乐 . 非线性面板模型的参数估计理论及其应用研究［D］. 武汉：华中科技大学， 2014

Reding L ， López-Lopera A F ， Bachoc F . Covariance Parameter Estimation of Gaussian Processes with Approximated Functional Inputs ［J］. Journal of Multivariate Analysis ， 2025 ， 205 ： 105380

Li Chunyan ， Fan Qibin . A Modified Variational Model for Restoring Blurred Images with Additive Noise and Multiplicative Noise ［J］. Circuits Syst Signal Process ， 2018 ， 37 ： 2 511 - 2 534

Wang L ， Hu F ， Peng Z ， et al . Parameter Estimation Methods for Correlated Observation Mixed Additive and Multiplicative Random Error Model ［J］. Measurement ， 2025 ， 241 ： 115644

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