激光捷联惯组导航软件通讯可靠性技术研究

针对激光捷联惯组应用的高可靠性需求,提出了惯组导航软件输入、输出的几种处理方法,着眼于发现并解决软件通讯的潜在缺陷,优化通讯处理的细节。目前,这些处理方法已经在多个产品的惯组导航软件中得到充分应用。综合运行结果表明,几种软件处理方法能应对惯组导航软件自身异常数据输出、上位机的异常指令输入和死机复位等状况,阻止了通讯问题的进一步恶化,有效提高了惯组导航软件的质量。

用于三分向记录震相识别的小波变换方法

应用包含在小波变换系数中的信号偏振信息 ,提出了一种确定单台三分向记录图中 P波和 S波震相的小波变换方法 .主要的思路是寻找地震信号在不同尺度下小波变换系数的显著特性 .通过对小波变换系数主成分的分析 ,得到不同尺度下的 P波和 S波识别因子 ,进而形成确定 P波和 S波初至的定位函数 .通过对模拟资料和实际地震资料的分析 ,认为由小波变换方法形成的定位函数具有一定的抗噪声能力 ,在精确识别 P波和 S波初至方面是非常有效的 .本文首先介绍了小波变换的基本概念和详细方法 ,然后应用小波变换对实际资料进行处理 ,并给出了研究结果 .

基于小波包变换的弱震相识别方法

描述了一种新的用小波包变换识别弱震相的方法．它基于小波变换的多尺度分析思想，是小波变换的完善与发展．该方法能刻画出二进尺度下地震波初至信号瞬态谱异常变化特征的信息，可实现确定震相特别是弱震相的目标．文中给出了模拟数字信号和实际地震震相识别的实例．研究结果表明，小波包变换方法是一种进行弱信号分析的有力工具，与传统的震相识别方法相比，有着无可比拟的优点。

应用单台垂向记录进行区域地震事件实时检测和直达P波初动自动识别

提出一种基于直达P波信号和其它背景噪声在能量、非高斯性、非线性和偏振特性的不同而进行区域地震事件实时检测的新方法信噪综合差异特征量方法(简写为EFGLP方法),同时对比分析了应用信号的不同统计特性来精细识别震相初至的3种有效方法,其中的TOC-AIC方法是新提出的.应用山东数字地震波资料处理的结果表明:①与常规的STA/LTA地震事件触发算法相比,EFGLP方法能够有效降低地震事件的错误报警率和漏报率;②与人机交互震相识别结果相比,当信噪比比较低、震相初至比较模糊时,3种震相精细识别方法中的TOC-AIC方法识别精度最高;当信噪比比较高、震相初至比较清晰时,基于VAR-AIC和TOC-AIC方法所测量得到的震相初至识别基本一致.

高斯线调频小波变换及其在地震震相识别中的应用

基于地震渐变信号在起始点附近信号高频分量比较丰富,但信号幅度较小的特点,本文选取高斯线调频小波作为基函数,研究了不同小波参数和信号参数对其变换结果的影响规律,找出了直接利用变换峰值进行震相识别的误差来源,提出了一种从背景噪声中实现渐变地震震相识别的有效方法——定尺度小波变换比方法,给出了模拟数字信号和实际地震震相识别的实例.

剪切波在双层方位各向异性介质传播中分裂参数的变化特性

以质元运动方程和应力应变关系为基础建立了各向异性介质的波动方程．从数学上对体波在各向异性介质中的传播进行了严格的数学推导，给出了各向异性介质中三种体波波速与介质弹性常数及波传播方向的数学关系．由此对剪切波在单层和双层弱方位各向异性介质中的分裂行为进行了系统讨论，给出了合成分裂参数、每一层分裂参数与入射剪切波偏振方向的数学表达式．假定每一层分裂参数之后，得到了合成分裂参数随入射方位角变化的合成地震图．研究表明，剪切波在双层各向异性介质中传播时产生的两对分裂剪切波可用一合成分裂因子来描述．由合成分裂因子确定的分裂参数随入射剪切波偏振方向的变化呈现出π／2的变化周期．其结果可用于双层各向异性介质反演研究，对进一步解释板块运移、地幔对流规模、深源地震成因、浅部地震构造及深部力源问题等有参考意义．

中国大陆及邻区上地幔各向异性研究

为了深化对中国大陆及邻区上地幔介质形变强度和方向的空间变化图象、各向异性和剪切波分裂、各向异性以及应变、应变和构造过程关系的认识 ,我们以剪切波在分层各向异性介质中的传播理论为指导 ,以分裂剪切波观测为基础 ,借助数字化地震资料和高分辨率的信号处理技术 ,给出了对 1 3 6次地震的分析结果 ,得到了 2 0个台站下面的上地幔各向异性介质的变形强度和方向的空间变化图象 ;并结合已有研究结果 ,对中国大陆及邻区上地幔各向异性特性及其起源问题进行了讨论 .

用小波变换能量线性度方法识别天然地震与爆破或塌方

为了提取天然地震和爆破或塌方记录波形在震源深度、震源尺度、震源破裂机制、地震波传播途径、地震波衰减等方面的差异特征信息,本文对山东数字化台网记录的天然地震和爆破或塌方波形进行了小波多分辨率的能量线性度特征分析,提出了用小波变换能量线性度方法识别天然地震与爆破或塌方事件.结果表明:在精细结构小波分解信号"能量"线性度方面,天然地震主要集中在-2.0～1.0之间,爆破或塌方主要集中在2.0～3.4之间;在精细结构小波分解信号"能量"最大值对应的小波分解尺度方面,爆破或塌方主要集中在4～5,频段集中在0.7～3.1Hz之间,而天然地震主要集中在1～2,频段集中在6.25～25Hz之间.

高斯线调频连续小波变换的时频能量衰减因子方法及其应用

本文基于高斯线调频连续小波变换 ,提出了能够反映震源区或近场区小地震波形在震源深度、震源尺度、震源破裂机制、地震波传播途径、地震波衰减等方面的差异特征信息的特征指标 ,即小波变换的时频能量衰减因子方法。为了验证该方法的有效性 ,选取了震源破裂机制有明显差异特性的天然地震、爆破或塌方资料以及非强地震孕震区同一地点发生的多次小震资料。研究结果表明 ,天然地震与爆破或塌方记录的连续小波变换时频能量衰减因子有明显区别 ;正常地震活动背景下地震记录的连续小波变换时频能量衰减因子变化比较稳定 ;利用该方法 ,通过对某一地区的连续观测 ,可望为强震预测提供有效判据。

地震震中实时动态定位的方法研究

在地震早期预警系统中具破坏性地震震中的确定速度十分重要。本文提出了地震发生后根据1个、2个、3个台站P波到时记录进行动态、近实时确定地震发生区域、线区间和震中位置的方法。方法充分考虑了地震触发台站和非触发台站分布与地震波传播规律的一致性和差异性特征,提高了震中定位结果的精度。对由79个台站组成的山东虚拟测震台网2009-2010年期间记录的425次网内地震进行了快速定位,结果表明对发生在网内的地震可在要求时间内给出比较准确的震中位置,可满足预警地震速报时效性和精度的双重要求。

品质因子的尾波测定方法讨论

品质因子是定量刻画地震波传播过程中能量衰减情况的特征参数。理论上可根据观测台站记录的具有相同射线路径的地震波尾波品质因子的时间动态变化特征来探讨其与地震孕育过程间的关系,但实际上由不同地震的尾波测量得到的品质因子对应于不同的地震波射线路径,品质因子的时间变化除了与区域应力场的变化因素有关以外,还与区域介质的横向和纵向非弹性程度和散射波波阵面围成的椭球体的范围有关。本文根据前人研究结果并结合具体实例讨论了品质因子与地震震源距及不同流逝时间的关系;讨论了品质因子与频率变化的关系;提出了对不同地震采用不同流逝时间的尾波测定品质因子的方法。改进后的品质因子测量方法可有效去除由于不同地震或同一地震的地震散射波在纵向介质中穿透深度的不同而导致的对品质因子测量结果的影响,从而有利于捕捉到品质因子的异常变化特征与地震孕育过程的关系。

基于小波包变换的滤波方法

基于小波包变换的基本原理，提出了对不同频率范围的信号和噪声进行滤波处理的方法．利用该方法可将噪声与信号分离以及将不同频段信号分解，从而达到滤波的目的．仿真结果表明，小波包变换具有许多其它分析手段所不具备的优点，是一种有效的滤波方法。

数字化地震波形资料的时频分析方法及应用

信号的时频分布具有比时间尺度分布更高的描述和刻画非稳态地震波信号的能力,进一步提高信号的时频聚集性和尽可能减小交叉项干扰是时频分析发展的方向。基于高阶矩时频分布理论,本文首次提出了将其应用于数字化地震波形资料分析和处理的技术途径和方法。通过对仿真信号的Choi-Willams各阶矩时频分布与Wigner各阶矩时频分布的对比和交叉项干扰的理论分析,认为Choi-Willams高阶矩时频分布具有时频聚集性高和交叉干扰项小的特点,在提高处理数字化地震波特性参数精度和地震应急技术系统的智能化程度等方面具有潜在应用前景。

1999年辽宁岫岩5.4级地震前后P波衰减频散特征

发展了一种根据单台垂向记录的地震直达P波的第一个周期信号,研究地震波传播路径中介质衰减频散特性的方法.为了更有效地提高P波频散测量的分辨率和信噪比水平,减小系统误差,使用了数据重采样技术.应用改进的多重滤波方法测定P波群速度延迟.根据线性滞弹性体松弛模型反演得到了介质品质因子Qm、95%置信水平下的测量误差及相关参数.对营口台记录的辽宁岫岩震群的研究结果表明:①1999年11月9日开始出现高Qm值,高Qm值对应的地震集中在距营口台32～46 km,明显偏离Qm随震中距增加的线性规律;②5.4级地震前平均Qm值为460,5.4级地震后至2000年1月12日5.1级地震之前Qm值为391,5.1级地震之后Qm值为204.

基于单台P波初始记录的地震震中和震级快速测定方法研究

利用山东数字化测震单台三分向记录,选择2种测定地震方位角方法和7种数据预处理方法,通过对实际结果的系统对比分析,确定了最佳的测定地震方位角的技术方案和适于地震预警的测震台站。对测定震中距和震级的方法进行了改进,得到了最佳的根据直达P波前2s波形的包络特征参数求震中距、峰值速度的统计关系,以及根据包络特征参数求震级的标度关系。快速测定震中距和震级方法在实时地震预警中具有应用前景。

全球、中国大陆和华北地区地震活动韵律性时变特征及趋势分析

基于Morlet小波变换 ,提出一种新的定量划分地震活跃期或平静期的分析方法 ,形成了根据复小波变换得到不同周期累加能谱极大值点变化、实小波变换振动周期谱时频分布以及指定周期的小波振动周期随时间变化的极值分布规律来研究地震活动韵律性及其时变特征的物理思路。通过对全球、中国大陆和华北地区浅源地震年释放能量的时间序列分析 ,对研究区强震活动的韵律性及其时变特征有了新的认识。根据目前强震活动具有的韵律性 ,结合历史地震活动情况 。

区域矿震与地震的定量识别方法及其应用

选取Morlet小波作为基函数 ,提出了一种定量识别矿震和地震的时频能量衰减因子(α)的方法 ,研究了辽宁省抚顺和北镇台记录的矿震和地震的α值变化特征及其随震级的变化特点 ,得到了不同类型波的α值对震级的依赖关系。研究结果表明 :(1)一般情况下 ,同等震级水平的矿震与地震的α值具有明显差异 ,其变化范围相互不存在重叠现象 ;(2 )随震级增高 ,α值呈现下降特点且矿震α值随震级增高而下降的速率比地震大 ;(3)根据事件震级并结合α值与震级的统计关系 ,我们可以对已发生的事件类型作出正确判断 ;(4)区域矿震和地震破裂机制的差异是使α值具有明显差异的主要原因 ;(5 )同一地区的矿震或地震的α值具有稳定的变化规律 ,不同地区的α值变化规律有差异性。这对天然地震事件的快速定位和识别及基于固定台站研究强震前地震的α值的异常变化具有启发意义。

基于小波包变换的地震数据时频分析方法

介绍了瞬时频率的概念和瞬态谱的小波包计算方法 ,并结合时间域模拟信号给出了其时频分布 .结果表明 ,小波包变换可准确描述地震信号的时变特征 ,值得推广应用 .

紫花苜蓿不同发育时期次生壁合成调控的转录组分析

【目的】探讨紫花苜蓿次生壁合成的基因网络调控变化和表达模式,确定一些关键候选基因和转录因子,为紫花苜蓿次生壁加厚调控网络的分子机制研究奠定基础。【方法】对‘中苜1号’紫花苜蓿分枝期(S1)、现蕾期(S2)、初花期(S3)和盛花期(S4)的茎进行近红外光谱法测定次生壁主要物质含量和Illumina Hi SeqTM2500高通量转录组测序。以紫花苜蓿的近缘物种蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)基因组作为参考基因组进行序列比对并组装构建转录本。利用FPKM法计算基因表达量,以Fold change(差异表达倍数)≥2或≤0.5(表达上调或下调)、FDR(false discover rate)≤0.05为筛选条件,在3个相邻时期转录组比较组合中(S2VS S1,S3 VS S2,S4 VS S3)筛选差异表达基因。通过Gene Ontology数据库和KEGG Pathway数据库对紫花苜蓿不同发育时期差异表达基因的功能和参与的代谢途径进行注释。【结果】共获得41 734个基因在紫花苜蓿不同发育时期的转录表达情况,27个功能注释与紫花苜蓿纤维素、木质素合成密切相关的基因差异表达,其变化趋势与纤维素和木质素含量测定结果基本一致,即随着生长发育时期的变化,表达水平逐渐提高。研究表明,初花期是紫花苜蓿次生壁合成调控的转折期,纤维素和木质素含量与其合成基因表达量在初花期均显著提高。MTR_2g016630(Ces)和MTR_7g103590(Ces A1)等纤维素合成酶基因表达水平在初花期显著上升,木质素合成途径中,MTR_1g064090(PAL1)、MTR_1g111240(C4H)和MTR_2g104960(CCR)基因表达量在初花期或盛花期相比分枝期上调表达倍数达到10倍以上。本研究中27个与植物生长发育相关的转录因子在紫花苜蓿不同发育时期差异性表达,其中NAC家族和MYB家族转录因子有18个,也有少量WRKY、BHLH、ERF、C3H等转录因子。【结论】获得‘中苜1号’紫花苜蓿在4个生长发育时期茎的基因表达谱数据,共获得54个差异表达基因,其中稳定上调基因24个,稳定下调基因30个。这些基因很有可能参与紫花苜蓿次生壁的合成调控。

紫花苜蓿秋眠性的SSR标记关联分析

【目的】发掘紫花苜蓿秋眠性关联位点,为揭示紫花苜蓿秋眠性状的遗传规律和分子机制提供理论依据。【方法】紫花苜蓿关联群体由75份321个四倍体紫花苜蓿基因型构成,其中中国紫花苜蓿品种每份材料选取6—8个基因型;其余材料每份选取3—4个基因型。利用紫花苜蓿基因组均匀分布的85对SSR(Simple sequence repeats)标记,对321个紫花苜蓿基因型进行扫描。于2014—2015年连续两年对紫花苜蓿秋眠性开展调查,并利用一般线性模型(GLM)及混合线性模型(MLM)2种方法,开展秋眠性与SSR分子标记的关联分析。【结果】紫花苜蓿秋眠性表现出极显著的基因型、年际及基因型×年际互作效应。2014年,表型变异幅度为5.1—55.1 cm,平均值为22.4 cm,变异系数为45.5%。2015年,变异幅度在3.5—44.9 cm,平均为15.2 cm,变异系数为43.7%。秋季株高两年均呈现接近正态分布特征。广义遗传力为0.71。MLM模型很好的控制了紫花苜蓿秋眠性的假阳性关联。基于MLM模型,在2014年共找到12个显著关联的SSR位点,表型贡献率为2.42%—6.73%。2015年共找到11个,表型贡献率为2.45%—4.81%。在这些关联位点中,分布于Chr 2的m83_157、Chr 3的m525_230和m525_231、及Chr 4的m429_245,在两种模型及两年内均被重复检测到。【结论】通过两种模型发掘到4个与紫花苜蓿秋眠性显著相关的位点,经过验证后可以用于紫花苜蓿秋眠性分子标记辅助选择育种。