基于混合稀疏ICCP的联合抗差重力匹配定位方法

针对经典最近等值线迭代(ICCP)算法因重力异常测量误差导致匹配精度下降甚至失效的问题,提出联合抗差匹配算法以提高匹配精度及可靠性。首先,分析了匹配点集间的匹配残差在高斯噪声影响下呈非高斯分布,为抑制其影响,采用l_(p)范数代替l_(2)范数计算匹配残差,并利用匹配残差重调野值点以获得有效的匹配区域。在此基础上,提出混合稀疏ICCP算法,并利用其进行粗匹配,然后将粗匹配后的位置作为惯导系统(INS)指示位置,再使用经典ICCP算法进行精匹配,获得更高的定位精度。仿真结果表明,考虑重力异常测量误差的情况下,重力联合抗差匹配算法的误差最大值小于1 n mile,导航精度较传统ICCP算法提升60%以上,提升了算法的鲁棒性和匹配精度。

ICCP作用下的CFRCM束导电及力学性能研究

碳纤维织物增强水泥基复合材料(CFRCM)因其兼具结构性能提升和外加电流阴极保护(ICCP)功能而常被应用于混凝土结构加固和钢筋的电化学保护,但ICCP作用对CFRCM导电、力学性能的影响及机理研究较少。该文通过CFRCM加速通电试验和拉伸试验发现,ICCP对CFRCM的导电性能和力学性能均存在劣化作用。随着电量密度增大,碳纤维表面出现开裂、破损、剥离、断裂现象,CFRCM电阻经历缓慢增长和快速增长两个阶段,且电量密度相同时,电阻增长幅度一致。电量密度越大,纤维断裂现象越明显,CFRCM拉伸过程极限荷载越小。

煤的显微组分定义与分类(ICCP system 1994)解析Ⅰ:镜质体

煤的显微组分定义与分类的国际标准"ICCP system 1994"是国际煤和有机岩石学委员会(ICCP)历经26 a(1991-2017)完成,按照显微组分组和发表的时间,该标准共分4个部分,分别是镜质体(1998)、惰质体(2001)、腐质体(2005)和类脂体(2017)。"ICCP system 1994"目前已被国际上从事煤岩学和有机岩石学研究的科研工作者广泛采用。国际煤和有机岩石学委员会在1994年第46届ICCP年会上确定了镜质体显微组分组、亚组和显微组分的定义和分类,并于1998年发表,它是"ICCP system 1994"重要的组成部分。在"ICCP system 1994"镜质体分类方案中,镜质体显微组分组被划分为3个亚组,结构镜质体亚组、碎屑镜质体亚组和凝胶镜质体亚组,它们分别进一步被划分为2个显微组分。其中,划分亚组的主要依据是植物组织的破环(降解)程度,显微组分之间的区分主要依据是凝胶化程度和(或)形貌特征。该分类体系与ICCP腐植体分类体系紧密关联。基于"ICCP system 1994",对镜质体各亚组和各显微组分的定义、光学特征、物理和化学特征、来源以及实际应用等方面进行了解析,对"ICCP system 1994"中镜质体显微组分分类提出了尽可能规范的中文名称。中华人民共和国国家标准《烟煤显微组分分类》(GB/T 15588—2013)和"ICCP system 1994"相比,前者采用了显微组分组、显微组分和显微亚组分的分类方案,将均质镜质体(Telocollinite;即本文中的胶质结构体Collotelinite)和基质镜质体(Desmocollinite;即本文中的胶质碎屑体Collodetrinite)划入无结构的显微亚组分。

煤的显微组分定义与分类(ICCP system 1994)解析Ⅳ:类脂体

距国际煤和有机岩石学委员会(ICCP)讨论制定新的显微组分分类近30 a后,国际煤地质学杂志(International Journal of Coal Geology)于2017年发表了类脂体新的分类方案“Classification of liptinite-ICCP System 1994”。在此之前,ICCP发表了镜质体(ICCP,1998)、惰质体(ICCP,2001)和腐植体(Sykorova等,2005)的分类方案。类脂体新分类方案的发表,标志着ICCP完成了对煤显微组分分类体系的构建。这4个分类方案统称为“ICCP System 1994”。与ICCP的旧分类方案(Stopes Heerlen分类)相比,该类脂体分类适用于所有煤化作用程度的煤和变质程度的沉积岩中的分散有机质。新的类脂体分类方案包括9种显微组分,即角质体、木栓质体、孢子体、树脂体、渗出沥青体、叶绿素体、藻类体、类脂碎屑体、沥青质体。“ICCP system 1994”和中华人民共和国国家标准《烟煤显微组分分类》(GB/T 15588—2013)相比,后者有树皮体和荧光体,并明确地划分出了显微亚组分(即孢粉体分为大孢子体和小孢子体,藻类体分为结构藻类体和层状藻类体)。“ICCP system 1994”有叶绿素体,并将荧光体作为树脂体的一种。其他显微组分在国家标准《烟煤显微组分分类》和“ICCP System 1994”中相互对应。与“ICCP system 1994”的适用范围不同,国家标准《烟煤显微组分分类》适用于中阶煤。

煤的显微组分定义与分类(ICCP system 1994)解析Ⅱ:惰质体

与镜质体和类脂体相比,惰质体具有明显的惰性,特别是在碳化过程中其惰性更为明显。惰质体的定义和分类是“ICCP system 1994”的重要组成部分。在“ICCP system 1994”中,惰质体包含7种显微组分,不包含亚组。这7种显微组分包括丝质体、半丝质体、真菌体、分泌体、粗粒体、微粒体和惰质碎屑体;前3者保存细胞的结构,分泌体、粗粒体、微粒体没有保存植物的细胞结构。对于具有结构的惰质体显微组分,只有那些具有高反射率的组织细胞壁才能鉴定为惰质体的组分。该分类方案有2个突出特点:①真菌体和分泌体替代了旧分类方案中的菌类体;②重新定义了显微组分粗粒体,以便使其与分泌体之间有清晰的分辨界限。真菌体仅包括真菌的遗骸;虽然分泌体和真菌菌核的光学性质近似,但前者实际上是氧化后又经历了煤化作用的植物分泌物。惰质体其他显微组分和旧分类方案(即Stopes Heerlen烟煤显微组分分类方案)没有太大区别。“ICCP system 1994”和国家标准《烟煤显微组分分类》相比,2者之间的显微组分是相互对应的,但是后者多了显微亚组分(即丝质体分为火焚和氧化丝质体;粗粒体分为粗粒体1和粗粒体2)。对煤中丝质体属于火焚成因还是氧化成因或者其他成因,尚存在不同的认识。不同于镜质体的分类适于中阶煤和高阶煤,惰质体的分类适用于从泥炭到变无烟煤整个煤化作用阶段。

优化ICCP系统的船舶静电场隐身研究

船舶静电场是船舶电场的主要成分之一,对其减弱或消除的研究是船舶电场隐身技术研究领域的重要研究方向。为此,提出将船舶的静电场隐身分为平时和战时两种情况,并对装有ICCP系统的船舶进行水下静电场的边界元建模,用模拟退火算法分别在两种情况下对船舶ICCP系统的电流输出进行优化以实现船舶的静电场隐身。优化计算结果表明:船舶的静电场隐身分战时和平时两种情况是有实际意义的;优化ICCP系统的电流输出能够实现船舶的静电场隐身。

煤的显微组分定义与分类(ICCP system 1994)解析Ⅲ:腐植体

国际煤地质学杂志(International Journal of Coal Geology)在2005年发表了褐煤腐植体显微组分的分类方案。由于我国没有低阶煤中腐植体的显微组分分类方案,因此“ICCP System 1994”中关于腐植体的显微组分的定义和分类方案对我国学者更具有特殊的意义。该显微组分分类方案(ICCP system 1994)在原分类方案的基础上,对腐植体显微组分的分类进行了修订,以便能够使其与其他显微组分,特别是镜质体分类中的相关术语更相匹配。该分类方案将腐植体显微组分为3个亚组,分别是结构腐植体亚组、碎屑腐植体亚组、凝胶腐植体亚组;每个显微组分亚组又分为2个显微组分,显微组分可以进一步分为显微亚组分以至显微组分种。虽然本分类方案主要针对的褐煤(指腐植体平均随机反射率低于0.4%的低阶煤,或称之木质褐煤),但适合于褐煤和亚烟煤,主要是因为镜质体和腐植体,以及次级的显微组分亚组之间具有对应的关系,因此,“ICCP system 1994”分类方案的腐植体和镜质体2种分类体系可以并行使用。目前,在显微组分以及细化的分类方面,研究者可根据低阶煤的性质和分析目的,选择腐植体和镜质体2个分类体系中的其中一种使用。这与新的ISO煤的分类方法一致。在ISO分类中,也涵盖了低阶煤,并且提出,对于低阶煤可联合使用腐植体和镜质体2种分类方法。

基于仿射修正技术的水下地形ICCP匹配算法

ICCP匹配算法是水下组合导航系统中最为重要的匹配算法。针对传统ICCP匹配算法存在仅对水下航行器惯性导航系统指示航迹作旋转和平移的刚性变换的局限性问题,为提高水下航行器地形辅助导航系统中匹配算法的精度,分析了水下航行器惯性导航系统误差特性,建立了误差模型,提出了基于仿射修正技术的水下地形ICCP匹配算法。首先利用ICCP匹配算法对惯性导航系统指示航迹进行刚性变换,再利用最小二乘法求解仿射参数,进而对ICCP匹配航迹进行仿射修正。仿真研究表明,基于仿射修正技术的ICCP匹配算法能较好地解决传统ICCP匹配算法刚性变换的局限性,匹配精度优于传统ICCP算法,匹配误差小于数字地图网格间距的50%,同时仿射修正所耗费时间极少,所增加的时间仅为传统ICCP匹配算法匹配时间的千分之一。

基于ICCP的水下直线段地磁匹配

地磁导航是导航技术的发展方向,可以弥补惯性导航长期误差积累的缺点。考虑到潜艇转向后其自身磁性变化不能立即满足测量要求的特点,提出了在实际使用地磁匹配定位时,潜艇有必要保持航向的观点。同时提出了直线航行时潜艇的测量位置点除第一个点由惯导位置信息输出外,其余各点均由导航系统给出的航向航速推算而得测量方法。通过推算舰位来获得直线段的测量位置点,在保证了测量的连续性与准确性同时还可以克服测量野值点的问题。该方法对潜艇地磁匹配的实际应用具有一定的参考价值。

基于ICCP匹配算法的海底地形匹配辅助导航

利用海底地形辅助导航是水下载体导航技术致力研究的新方向,采用ICCP算法作为对准匹配算法,利用实测地形数据和已知地形数据库,进行仿真计算,修正惯性导航系统累计误差,得到水下载体的最佳匹配位置,以提高水下载体的导航精度。

基于ICCP和TERCOM的水下地形匹配组合算法研究

通过仿真试验分析了ICCP算法和TERCOM算法应用在水下地形匹配中的优点和不足,在此基础上,研究了两种组合匹配算法:1)用TERCOM算法作预匹配,并将TERCOM算法中的MSD相关性指标引入ICCP算法中作为ICCP算法的防误匹配机制,以提高匹配精度,这种组合适用于初始误差中平移分量大的情况;2)用ICCP算法解决旋转偏差后再转入TERCOM算法,这种组合适用于初始误差中旋转分量大的情况;仿真结果表明,组合算法有利于提高鲁棒性和快速性。

基于边界元法的舰船ICCP系统引起的静态CRM场

为研究舰船外加电流阴极保护(ICCP)系统引起的腐蚀相关静态磁场(CRM),提出了基于边界元法的计算模型。在模型中,系统的外部静态电场采用边界元法进行计算,使用P.J.Allan的公式计算该电场产生的磁场(ICCP,外部磁场);在获得外部电场计算结果的基础上,结合系统设备的实际布置情况,使用虚拟导线簇模拟内部电场并根据Biot-Savart定律计算其产生的磁场(ICCP,内部磁场);依据场强叠加原理得到实船无法测量的舰船ICCP系统引起的静态CRM场。以某舰艇设计方案为例,计算了不同船体湿表面涂层破损率下其静态CRM场的空间分布情况。结果表明:舰船ICCP系统引起的CRM场具有明显的多峰分布特征;在较远的距离外,磁场仍然具有可被探测的强度,是值得重视的目标信号;CRM场的场强与ICCP系统的输出电流强度间存在明显的耦合关系,输出电流越强则CRM场的场强越强;数值模拟对船体内部回路电磁场的重现度显著影响CRM场的计算精度。

基于Matcom混合编程的ICCP算法仿真实现

阐述了利用Matlab和Visual C++实现ICCP算法的优缺点,提出了Matcom和Visual C++混合编程实现ICCP算法的新方法。利用Matcom提供的函数库,在Visual C++环境下实现了ICCP算法仿真系统。该方法较大地改善了复杂算法仿真系统的开发效率,最终的仿真效果也较好地吻合了理论要求。

基于ICCP算法的地磁匹配定位方法

基于ICCP算法的地磁匹配定位可以用于限制惯导系统随时间增长的位置误差。给出ICCP算法的设计思想并进行推广,使算法能够在地磁测量数据存在误差的情况下,实现对惯导的误差校正。同时采用滑动窗口技术来快速寻找等值线上的最近点,在每一次收敛到局部最小的过程中都减少了寻找最近点的计算量,计算效率得以很大程度的提高。

ICCP算法在重力匹配中的应用

惯性导航误差是随时间积累的,利用重力匹配进行水下辅助导航,可以对惯性导航的漂移误差进行校正。本文主要研究ICCP算法在重力匹配辅助导航中的应用,通过理论分析和试验证明ICCP方法在初始位置误差不大的条件下,可以实现高精度的匹配,这种算法具有局部最优性。

水下匹配导航的TERCOM算法与ICCP算法之比较

借助海洋地球物理场、海底地形等信息辅助惯性导航系统开展水下匹配导航,能够有效克服误差积累效应影响,为潜器的安全航行提供保障。ICCP算法和TERCOM算法是两类常用的序列相关匹配导航算法,以重力匹配导航为例,通过仿真得到不同的INS指示航迹和真实航迹,分别采用两类算法得到匹配航迹,同时,分析讨论了3种误匹配情形。结果表明:两类算法均能够成功匹配真实航迹,重力异常变化越丰富的海域,匹配成功概率越高,但仍然存在ICCP算法等值线选取不正确、TERCOM算法错误匹配强相关航迹等情形。

由ICCP残渣制备环戊酮的研究

介绍了以含1亚氨基2氰基环戊烷(ICCP)的废渣为原料,制备环戊酮的工艺过程。确定了适宜的工艺条件,环戊酮的收率为85%以上,环戊酮产品纯度大于99%。

由ICCP残渣制备环戊醇的研究

以１亚氨基２氰基环戊烷（１Ｉｍｉｎｏ２ｃｙａｎｏｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｎｅ简称ＩＣＣＰ）为原料制备环戊醇，工艺过程简单，易于操作，并且使废弃资源得到充分利用．本文讨论脱除ＩＣＣＰ残渣中杂质的方法以及反应中的影响因素．结果表明：酸的加入量对环戊酮收率影响很大，适宜的酸加入量为ＩＣＣＰ的１．４～１．５倍；以骨架镍为催化剂，加氢制环戊醇过程中，当压力一定时，适宜的反应温度为１８０℃左右，适宜的催化剂加入量为原料的３％～４％．

基于路网惯导载体路径匹配的ICCP算法改进

惯性导航作为一种独立、便捷、稳定的导航方式,在众多对导航定位有特殊要求的领域正发挥着难以替代的作用。但惯性导航的误差会随时间逐渐积累,以至于出现较大偏差,直接影响了导航定位效果,因而在实际应用中是否能准确快速实时修正定位误差至关重要。针对目前普遍使用的轨迹匹配方法 ICCP算法,在数字化路网中惯导机动载体的路径匹配基础上对该算法的几个主要环节进行了改进。最后对照实验进行验证,实验表明,改进后算法的效率和精度有了显著提高。

快速ICCP算法实现地形匹配技术研究

利用海底地形进行辅助导航是水下潜器导航技术致力于研究的新方向。采用ICCP算法作为对准匹配算法 ,从两个方面对ICCP算法进行了改进 ,一是将测量航迹进行随机旋转和平移来选择初始状态集 ,使其能够以足够小的误差概率收敛到全局最优中 ,减少了迭代次数 ;二是采用滑动窗口技术来寻找等值线上的最近点 ,在每一次收敛到局部最小的过程中都减少了最近点计算量。