基于NSTFT-WVD变换的芦山M_S7.0级地震前后地球天然脉冲电磁场信号时频分析

本文针对地球天然脉冲电磁场（ENPEMF）信号的非平稳性特点,通过采用归一化STFT-WVD变换（NSTFT-WVD）提取芦山MS7.0地震前地表天然脉冲电磁场信号的时频特性,来研究大地震发生前地表天然脉冲磁场的时频特点。通过对线性调频信号分别进行Short-Time Fourier Transform（STFT）和WignerVille Distribution（WVD）,对比分析两者时频聚集的优缺点,提出采用NSTFT-WVD变换方法,可得到时频聚集特性更优且可抑制交叉项的时频分析方法。结果表明,对于ENPEMF非平稳信号,NSTFT-WVD变换能较为真实地反映震前ENPEMF信号的时-频-能量谱的联合分布特性,即震前1~2天呈现较为明显的脉冲全频率段静默状态,通道2和通道3数据的震前时频表现基本一致,具有较好的临震前兆的特点。

强鲁棒性和高锐化聚集度的BGabor-NSPWVD时频分析算法

针对短时傅里叶变换(Short-time Fourier transform, STFT)、Gabor变换和魏格纳-维尔分布(Wigner-Ville distribution, WVD)出现的时频分辨率模糊和交叉项干扰,以及目前一些主流改进算法如STFT-WVD和Gabor-WVD存在的频率分量三维幅度失真,且抗噪性能及鲁棒性能不理想等问题,提出基于局部二值化、归一化处理再结合的二值化Gabor-归一化WVD (Binarized Gabor-normalized WVD, BGabor-NWVD)和二值化Gabor-归一化伪平滑WVD (Binarized Gabor-normalized smoothed pseudo WVD, BGabor-NSPWVD)算法.数值仿真实验结果表明,BGabor-NWVD和BGabor-NSPWVD算法较好地抑制了交叉项干扰,具有较高的时频锐化聚集度,且两种算法的抗噪性能和鲁棒性也较为理想.基于本文方法对硬质合金顶锤工作时产生的疑似破裂信号进行时频分析,在抑制噪声和交叉项的同时能够较为准确地寻找传感器的频率判别窗口,为金属破裂监测设备数据采集卡提供有效的阈值参考.

群体智能“深度团队”的拔尖大学生创新科研能力培养模式研究与实践

拔尖大学生以团队的形式参加科研活动,是高校培养创新型人才的有效模式。但由于本科生存在的现实压力,例如:课业学习、兴趣爱好、社会兼职或社团活动等,组内成员很难做到步调一致。导致大学生团队申报项目时热情高涨,中间执行时逐渐冷却,疏于过程管理,缺乏专业引领,团队松散短暂,效果不佳,难继初衷。针对这些问题,提出"群体智能"的"深度团队"模式,即在群体智能理念指导下,招募并组建导师负责制的拔尖大学生深度团队,实行相对固定的物理空间、导师子群项目驱动、团队深度协作、长效过程管理和多节点考核的培养模式。培养实践证明,该模式可充分发挥团队及个体的最佳优势,同时又互为补充,提高科研课题的效率,促进大学生对某一兴趣点的纵深挖掘,强化学生的技术厚度,提高他们的学术理解和协作意识,进而有效地培养拔尖大学生的创新科研能力。

基于聚类经验模态分解的地球天然脉冲电磁场时频与能量谱分析：以芦山Ms7．0地震为例

针对地球天然脉冲电磁场信号的非平稳、非线性特点,本文采用基于聚类经验模态分解(EEMD)提取信号时频特性的方法,有效获得了芦山MS7.0地震前地球天然脉冲电磁场信号的时频分布特性、瞬时能量谱、能量集中分布的频段、最大振幅对应的时频分布等特性。对比经验模态分解(EMD)的希尔伯特-黄变换(HHT)方法,EEMD有效抑制了以往EMD分解过程中所出现的模态混叠问题。文章还将EEMD和傅里叶变换、小波变换进行了对比研究。结果表明,对于非平稳的地球天然脉冲电磁场数据,采用EEMD分解的HHT方法更能反映出原始数据的多种固有特性,便于进一步了解地震前地球天然脉冲电磁场的特点。

基于BSWT-DDTFA方法的地球天然脉冲电磁场震前信号时频分析研究

地球天然脉冲电磁场(ENPEMF)信号,可理解为地球天然变化磁场的瞬间扰动,携带了大量有用的地质构造及其动力学信息.研究ENPEMF信号所蕴含的时间-频率联合分布特点,有利于深入了解目标对象的地球物理现象及其地质动力学原理.本文针对ENPEMF信号的非平稳特点,在数据驱动时频分析方法(DDTFA)的基础上提出了基于二值化同步压缩小波变换的改进算法(BSWT-DDTFA).该算法可以实现数据驱动初始相位自动赋值的功能,具有自适应性.实验仿真和实际数据均证明了该改进算法不仅能够得到较为精确的频率曲线和更加清晰的时频分布,而且具有较强的抗噪声能力.以2013年芦山MS7.0地震为例,利用BSWT-DDTFA方法提取ENPEMF信号的时频特性,结果表明ENPEMF信号的时间-频率-幅度分布在震前有明显的异常特征.

基于“开放互助”的基础课实验教学模式研究与实践

针对目前通信电子类专业基础课实验教学存在的"学时压缩""填灌模式"和"内容固化"等问题,引入"开放"和"互助"实验教学思想和措施。"开放"是给学生提供基于兴趣、时间和资源的自由选择,"互助"是获取教辅人员的"软技能"无障碍传授。通过通信专业基础实验教学实践证明,在实验教学过程中,采用"开放互助"基础课实验教学模式改革,学生的实践动手能力得到显著提高,学生对专业的认知和兴趣有了较大程度的提升。

拔尖大学生深度创新能力的培养模式探索与实践

我国高校已开始普遍重视大学生的创新能力培养,但仍存在浮于表面、平均主义、落实不力等问题,尤其缺乏面向拔尖大学生的培养对策和实施模式。而高校创新型人才培养,特别是精英大学生的创新能力培养,已上升到支撑国家未来发展的战略高度,探索拔尖大学生的"深度创新能力"培养模式已刻不容缓。培养深度创新能力的改革模式可采取"项目子群驱动""团队灵活协作""长效过程管理"和"多节点考核"的结构框架。该模式强调团队整体进步咬合需求,着眼于集体协作和创新。通过实践,该模式可较好地建立长周期稳定的大学生团队,通过项目子群衍生驱动和灵活过程管理,培养学生深度科研能力,调动个体主动性,激发兴趣和求知欲。该模式是培养拔尖型大学生深度创新能力的有益探索。

混沌参数优化RBF算法的震前ENPEMF信号强度趋势预测

提出了一种基于混沌参数优化径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络的预测模型.通过混沌理论获得了ENPEMF信号的有效嵌入维数和最优时延,然后利用所获得的参数优化RBF神经网络.采用训练好的参数优化RBF神经网络预测ENPEMF.数值仿真结果表明,改进的RBF算法可以较为准确地预测Rossler混沌时间序列且误差较小.将优化的RBF模型应用于芦山Ms7.0级地震前ENPEMF数据,可以有效预测震前14 d的ENPEMF数据强度趋势,且预测效果及精度优于传统RBF神经网络算法,期望为地质灾害及强震前的电磁监测分析提供支持.

高质量LMSCT时频分析算法及其在雷达信号目标检测中的应用

针对线性调频小波变换(CT)引入的调频率参数不能完全匹配信号的瞬时频率及算法抗噪性能不佳等问题,提出高质量的局部最大值同步压缩线调频小波变换(LMSCT)算法,改善CT时频分布图能量扩散幅度出现的偏差.所提算法的核心思想是通过局部最大值同步压缩操作重新分配CT的频率点.实验结果表明,LMSCT算法具有较高的时频聚集度,并且能够较好地抑制噪声的干扰,在低信噪比的情况下仍然保持良好的时频聚集度.在IPIX处理雷达信号分析中,LMSCT算法能够较为清晰地描绘目标信号的时间-频率联合分布特性,并且确定目标出现的距离单元,为海杂波背景下的IPIX雷达信号小目标检测提供判断依据.

数字化创新型趋肤效应验证仪设计

设计了基于串联等效电路法与单片机控制的“趋肤效应”集成验证仪。该设备主要包括基于STM32单片机的DDS信号发生器、趋肤效应发生单元、信号采集单元、人机交互界面等,实现了测试、处理和显示的自适应集成,系统集成度高、操作简单、实验现象明显、演示和检测内容全面、数据精度和分辨率高,可便捷地进行频率调整、图像显示等,能直观、形象地显示趋肤效应的波形,也可满足不同待测金属的趋肤效应验证与对比实验需求,帮助学生在实验过程中更好地理解趋肤效应机理。

基于NGWarblet-WVD的高质量时频分析方法

针对高聚集度Wigner-Ville distribution (WVD)时频分析方法存在严重的交叉项干扰问题,利用广义Warblet变换(Generalized Warblet transform, GWT)不产生虚假频率分量的特点,提出了WVD与GWT相结合的归一化广义Warblet-WVD (Normalized generalized Warblet-WVD, NGWT-WVD)算法.该算法将GWT与WVD进行矩阵运算,实现滤波效应,抑制WVD产生的新交叉项以及混入自项的交叉项,提高WVD的时频分析质量.实验结果表明, NGWT-WVD方法有效地去除了多分量信号的交叉项干扰,提高信号分析结果的时频聚集度,还原多分量信号的真实时频分布.采用NGWT-WVD方法处理金属疑似破裂样本信号,获取破裂发生区间的时间和频率标志段,为监测传感器设置有效门限值提供判据,取得了良好效果.

通信电子类专业基础课实验教学的新思考

文章分析了目前高校在基础实验中存在的问题,结合中国地质大学(武汉)通信电子类专业的基础课《电路分析》和《模拟电子技术》的实验教学新模式进行了讨论,提出了如何基于基础实验培养动手能力的新思考。

基于多小波分析的空间数据挖掘方法研究

探讨了在空间数据挖掘系统中采用多小波算法处理目标空间海量数据的方法,结合空间数据挖掘系统的体系结构,给出了基于多小波变换的空间数据挖掘的结构模型,探讨了多小波的性质、平衡多小波的构造、空间数据发掘的过程。

大学生创新实践平台研究与实践

介绍了中国地质大学(武汉)信息技术教学实验中心科技创新实验室的运行机制,通过创建全开放、多层次的创新实践平台,以学生为本,培养学生的创新意识和实践能力。对管理机制、取得的成效和不足进行了探讨。

尼玛地震(M_S5.2)临震预测和流变构造

俄罗斯科学院西伯利亚分院克拉斯诺亚尔斯克科学中心特殊技术设计局Sibgatulin于2013年5月7日11时55分,将天然电磁脉冲异常信息及分析意见通报给文章第一作者曾佐勋,指出在武汉的东、西两个方向上,具有发生MS6级左右地震的可能性。2013年5月7日22时20分,山东平原县职业中专宋松将其与宋科夫根据震兆日晕结合＂七式、六形还原测震法＂做出的地震预测意见通报了曾佐勋。意见中指出,2013年5月7—20日左右（甚至会在7天内）,在新疆、青海、与西藏交界附近,将发生MS5.5~6.2的地震。在Sibgatulin和宋松等人的预测基础上,利用卫星热红外排气点观测法,曾佐勋于2013年5月8日0时54分,向宋松、王杰、潘黎黎发出预测意见。预测10日内有可能在西藏的排气点（31.5°N,89.0°E）发生MS6.0级左右地震,并于5月8日8时34分,向3人补充了另一排气点（31°N,86°E）的观测情况。2013年5月15日18：54：30,西藏那曲尼玛县（31.6°N,86.5°E）发生MS5.2级中强震,震源深度为10km。此次地震的发震时间落入宋松和曾佐勋的预测窗口;震中落入曾佐勋根据第二个排气点给出的预测范围;震级基本上落入Sibgatulin、宋松、宋科夫以及曾佐勋的预测范围。尼玛地震临震预测成功的意义在于这是一次两国三方合作的范例,也进一步验证了＂地震预测需要多方法的综合分析＂的认识。对该地区地壳结构剖面和活动断裂研究表明,此次地震的发震断层为来多—措迈北北西向右行走滑正断层;地震能量的积聚和存储与中地壳高导低速层关系密切;西藏地区断层活动受南北向挤压、东西向拉伸的现今构造应力场控制。

来华留学生专业基础课程学习的探索——以中国地质大学(武汉)通信专业留学生为例

随着来华留学生规模的增加,各个国家的留学生的基础不太一样,而且目前来学校学习通信电子的来华留学生主要都是一些发展中国家,我们国内的重视基础理论的教育模式已经越来越不能满足这些发展中国家留学生的需求。如何满足学生的各种学习要求,增加学生学习的积极性与主动性,开展多种模式教育,对于我们吸引更多的留学生学习,提高我们的办学水平很有帮助。本文根据来华留学生的特点,讲述了来华留学生普遍存在的问题,如数理基础薄弱,更喜欢实践等,探索了专业基础课程教学中的一些方法。

一种可调的简易函数发生器设计

函数发生器能产生多种波形,可广泛应用于实验教学、科学研究以及测试分析等领域,因此,受到广泛的关注。传统实验教学中,采用分立的元件,利用比较器、积分器和差分放大器搭建的函数发生器,虽然可以产生方波、三角波和正弦波,但是,存在频率不高、工作不稳定及不易调节等缺点。本设计基于ICL8038芯片搭建了可产生方波、三角波和正弦波的函数发生器,实现了频率、占空比、失真度以及幅值可调等功能,电路元器件少,性能稳定。

沙质土壤改良剂对科尔沁地区风沙土物理性质及玉米产量的影响

一次性在沙地施加沙质土壤改良剂,研究了其在不同年份对科尔沁沙地风沙土土壤团聚体含量、土壤贮水量以及玉米产量影响的长效机制。结果表明,各处理均能显著提高0—40cm土层间粒径大于0.25mm的团聚体含量,能促进粒径0.1-0.25mm小团聚体逐渐向粒径为0.25-0.5mm和粒径大于2mm的大团粒结构转变,其中以第4a的0—10cm土层处理表现最为明显,粒径0.1-0.25mm小团聚体较CK减少了34.55%,粒径0.25-0.5和大于2mm的大团粒结构分别较CK增加了1.63和12.31倍;在贮水量方面,施入土壤改良剂第3a,第4a,第2a以及第1a分别较CK提高了42.21%-48.48%,32.48%-38.11%,28.35%-34.3%和19.15%-29.47%;在产量方面,各处理间差异均显著,各处理较CK增产幅度在15.1%-59.62%。施加沙质土壤改良剂在前3a可逐年改善土壤团粒结构、贮水能力和提高产量,说明其具有显著的改土和增产效果。

血促性素生产用原料血液采集技术规程

从血促性素孕马血液采集的场地与设备、供血马的选择与饲养管理、采血操作技术与注意事项、血液贮存与运输等方面制定血促性素生产用原料血液采集技术规程,对提高我国血促性素原料采集效率、保障生产用母马健康福利等具有重要的指导意义。

沙质土壤改良剂对沙地玉米土壤含水量、水分产出率及产量的影响

为了明确沙质土壤改良剂对沙地玉米保水增产的长效性影响,通过在不同年份施加沙质土壤改良剂研究其对沙地土壤含水量、水分产出率以及玉米产量影响的长效机制。结果表明：施加沙质土壤改良剂后均能提高各生育时期0～40 cm土层土壤含水量,且对应各土层土壤含水量总体表现为：第3年（C）〉第4年（D）〉第2年（B）〉第1年（A）〉不施（CK）,依次较CK平均提高53.95%、46.68%、37.83%和34.92%;在水分产出率和产量方面,各处理表现为：第3年（C）〉第4年（D）〉第2年（B）〉第1年（A）〉不施（CK）,C处理最好,产量达到了9490.50 kg/hm^2,分别较第4年、第2年和第1年增产11.11%、18.01%和38.69%;水分产出率为6.91 kg/（hm^2·mm）,较其他处理提高了11.24%～59.53%。研究结果表明,施加沙质土壤改良剂在前3年可逐年提高土壤含水量、水分产出率和玉米产量,在第3年达到最大,说明其具有显著的保水和增产效果。