基于重力模型阶次自适应的实时重力补偿系统研究

重力扰动已成为高精度惯性导航系统的一项主要误差源,对其进行补偿可进一步提升导航精度。通过EIGEN-6C4重力场模型可计算全球范围内的重力扰动,模型阶次越高,计算结果越精确,但相应的计算量和存储量越大,在传统的导航计算机上使用高阶模型很难满足实时性要求,而使用低阶模型会导致较大的截断误差。针对以上问题,根据模型阶次与空间分辨率的关系,以及重力扰动在惯导力学编排中的传播特性,研究了一种易于在嵌入式系统实现的可随载体运动状态降频率、降阶次的实时重力补偿方案,并采用DSP实现了软硬件方案。最后,通过半实物仿真验证了所述方案既能满足实时性要求,也能保证补偿精度:东向及北向位置精度最大提升649 m和686 m,平均提升效果可达2 190阶重力模型补偿后精度提升量级的94%。

EIGEN-6C4重力场模型在大高差抽水蓄能电站高程测量中的应用

随着中国清洁能源的大规模开发,抽水蓄能电站得到了快速发展,与传统水电站相比,抽水蓄能电站的水头较高,多为200~800 m。然而,在西部山区等条件恶劣的地区,高程测量手段实施难度极大,且效率低下。根据西北地区多个抽水蓄能电站及常规水电站高程测量成果,利用EGM2008、EIGEN-6C4地球重力场模型对各个电站高程控制测量成果进行拟合计算,并与常规测量成果进行比较。数据表明:EIGEN-6C4地球重力场模型拟合成果具有更好的符合性,尤其是在后期施工控制网高程成果的拟合方面,EIGEN-6C4模型拟合成果更优。因此,该方法可以在保证勘测设计阶段高程控制测量成果精度的同时,降低风险和成本,节约工期,在大高差地形区域具有较高的适用性。

固定边界石墨烯电场驱动下的面外共振

从连续模型出发,结合声子计算,探讨了固定边界石墨烯片在垂直外电场驱动下形成的面外共振.连续模型揭示了共振的不同模式,并预测了共振模式的频率.这些共振模式与石墨烯的声子性质密切相关.原子级的声子计算表明,面外的声子模式对应的共振模式,其频率与连续模型的预测一致.从力学角度考虑,石墨烯片所发生的机械共振产生了结构上的非均匀变形.这种外场诱导的非均匀结构畸变,为石墨烯物性的应变调控提供了一个新的可能.

基于多频段重力扰动的惯性导航系统重力补偿方法研究

重力扰动补偿技术是进一步提升高精度惯性导航系统定位精度的一种重要手段。本文针对重力扰动对高精度惯性导航系统的影响,深入分析重力扰动影响惯性导航系统的误差特征与频率特征,通过将多频段重力扰动引入惯性导航解算,对采用多频段重力扰动实现惯性导航系统重力补偿的方法进行了研究。研究表明,水平重力扰动在惯导输出中可造成舒勒振荡变化的导航误差,且误差振幅与重力扰动的大小成正比。北向或东向的重力扰动分量除了引起纬度/经度方向的速度和位置误差外,也可通过水平通道间的交叉耦合效应引起经纬度另一方向的速度和位置误差。特别对于低速运行的水下载体,水平重力扰动的高频信号对惯性导航系统的位置影响更为显著。为补偿水平重力扰动引起的惯性导航误差,提出基于重力场模型联合剩余地形模型技术确定多频段重力扰动的重力补偿方法,可有效恢复重力扰动的高频信号。通过开展船载和陆地车载动态试验,验证了该重力补偿方法的有效性,该补偿方法能减弱惯性导航的误差振荡趋势,经过补偿后的车载和船载双轴旋转调制惯性导航系统位置定位精度最大分别提高了约13.2%和17.9%。

带肋拱形抗爆门的振动基频等效计算方法

带肋拱形抗爆门由于肋的加强改变了结构的刚度、承载性能及质量分布等特性,它的基频计算方法比无肋的等截面拱形抗爆门复杂,为满足工程设计的迫切需求,根据两侧支撑带肋拱形抗爆门的平面内挠曲振动特性,将带肋拱形抗爆门等效为等截面拱形抗爆门,导出了带肋拱形抗爆门的等效等截面拱参数和反对称振动基频计算公式,讨论了影响基频的主要因素。通过与有限元结果比较分析,验证了计算公式的正确性及其适应条件。研究结果表明:带肋拱形抗爆门的振动基频随着肋板与拱板厚度比和肋板数量增加而增大,随着矢跨比增大而减小;当肋板与拱板厚度比在0.5~2.5之间变化,对常用厚跨比的带肋拱形抗爆门,导出的反对称振动基频计算方法可满足工程设计计算的精度要求。

增量式特征基背景模型目标运动检测

背景差法是目标运动检测的主流方法,关键在于背景模型自适应更新。针对传统特征基背景模型批处理方式计算量大、更新速度慢的问题,采用增量式主成分分析来建立特征基背景模型。首先计算样本图像的初始背景图像,然后采用CCFIPCA算法更新特征基背景模型,最后通过输入帧和重建帧的欧氏距离检测前景运动目标。算法以视频帧整体来建立背景模型,克服了混合高斯模型和核密度估计以孤立像素点建模的不足,提高了背景建模的鲁棒性。在SIMULINK下的仿真实验表明,算法能很好地适应高速公路交通场景动态变化,在有光线变化和阴影影响的情况下能完整、准确地提取出运动车辆轮廓。

一种GTD模型参数估计的新方法

本文将能够精确描述高频电磁散射的几何绕射(GTD)模型取代传统的多重信号分类(MUSIC)算法所采用的指数和模型,并对MUSIC算法做了相应改进.提出利用特征分析方法的信号与噪声子空间正交特性,使改进后的MUSIC算法既能够精确估计目标散射中心位置,又能估计散射中心类型,取得了较好的效果.本文针对各种空间平滑预处理方法对噪声子空间与信号正交特性的影响进行了仿真,指出空间平滑预处理方法会影响噪声子空间及信号子空间结构,进而影响散射中心类型的估计,所以应对散射中心类型的最终结果进行修正.

罗兰C接收机天波识别技术研究

使用现代谱估计技术进行罗兰C接收机的天波延迟估计,有效地解决了常规接收机基准点固定的问题。文章提出的方法,在不断变化的天波干扰环境下根据数据调节相应的采样点,在低信噪比条件下分离出了地波和天波的到达时刻,且具有较高的分辨率。本文对基于参数建模和特征值分解的算法进行了讨论,充分说明了现代谱估计技术能减少对准基准点的时间,可提高现有罗兰C接收机的性能。

基于MUSIC算法的GTD模型参数估计

将能够精确描述高频电磁散射的GTD信号模型引入MUSIC算法,并对MUSIC算法作了相应改进。利用特征分析方法的信号与噪声子空间的正交特性,使改进后的MUSIC算法既能精确估计目标散射中心位置,又能估计散射中心类型,取得了较好的效果。针对各种空间平滑预处理方法对噪声子空间与信号正交特性的影响进行了仿真,指出空间平滑预处理方法会影响噪声子空间及信号子空间结构,进而影响散射中心类型的估计,所以应对散射中心类型的最终结果进行修正。

新疆谢米斯台成矿带火山岩型铀矿预测

谢米斯台成矿带是中国新疆北部重要的铀多金属成矿带,铀矿勘查突破令人期待。文章通过对典型铀矿床观察研究,建立了火山岩型铀成矿预测模型,在GIS平台系统提取了赋矿地层、含矿围岩、控矿构造、航磁推断隐伏岩体及断裂构造、U-Be元素组合异常、铀矿床和矿化点等各类成矿、找矿信息,采用MRAS系统中的特征分析模块进行铀矿产定位预测。按照后验概率大小划分了三级有利成矿远景区,其中A级包括赛力克、白杨河和七一工区3个远景区,显示出较大的铀成矿找矿潜力,在今后的找矿勘查中应给予充分重视。

筒式磁流变液联轴器的机理模型及特征解

以筒式磁流变液联轴器为研究对象,建立了考虑最大传递扭矩、转矩可调倍数、相位转差、稳定时间和设计外形尺寸等性能特征的磁流变液联轴器的非线性系统动力学模型,给出了联轴器性能指标的理论显性特征解,并基于此组特征解对MRF-132DG磁流变液联轴器的参数设计和性能评估进行实例分析.结果表明,所提出的机理模型和特征解具有更明确的物理意义,避免了数学模型繁琐的数值求解和实验性能参数拟合曲线分析过程,为类似结构磁流变液联轴器的设计和特性分析提供了更直接的指导和借鉴.

海气耦合气侯模式的依时解

运用量子力学方法，精确地求出了海气耦合随机－动力模式的依时解．对依时解的分析表明：当气候系统处于基态时，系统的行为呈布朗运动形式，由此从理论上证明了Ｈａｓｓｅｌｍａｎｎ关于随机气候模式建立的立足点．当系统处于第一激发态时，系统运动呈随时间衰减的形式；在一定条件下则为周期振荡，主周期长度为２．３年．最后将结果用来讨论二氧化碳浓度倍增时的气候影响．

基于本征特征的弹性模板匹配法

本文在弹性模板匹配法的基础上，提出了基于本征特征的弹性模板匹配法，用于人脸图像的识别．该方法利用ＫＬ变换进行模板的定位，使得定位精度与速度都有所提高，并且识别准确率也得到改善．

钻柱纵向自由振动研究

提出了钻柱纵向自由振动的离散力学模型 ,根据Lagrange方程推导建立了相应的数学模型和特征值的计算式 ,并用实际算例进行了计算 .计算结果表明 ,按离散模型确定的固有振动圆频率比按连续等直杆模型确定的固有振动圆频率略小 .考虑到实际钻柱系统的非等直性 。

不同地形条件下超高阶重力场模型精度比较分析

超高阶高精度的重力场模型在地球动力学、地球物理学、大地测量学、地震学、海洋学等诸多领域具有非常重要的研究意义。本文主要从大地水准面阶误差和累积误差两个方面研究了EGM2008、EIGEN-6C4、GECO等三种2190阶次的超高阶重力场模型的内符合精度;以新疆地区为例,选取37个均匀分布、地形多样的测区共971个实测GNSS水准点数据分别检核了三种模型的外符合精度。计算结果表明,EIGEN-6C4模型在内符合精度方面优于其他两种模型;三种超高阶重力场模型的外符合精度从高到低依次为EIGEN-6C4、EGM2008、GECO,精度分别为0.136m,0.146m、0.190m。故推荐使用EIGEN-6C4模型进行似大地水准面精化、重力异常、垂线偏差等重力场元计算。

非理想双极化多天线系统中的信道信息反馈方法

在实际环境中,布置双极化天线时存在极化泄漏问题,影响信道信息量化反馈方法的精度,大规模天线系统中会造成预编码性能明显下降.本文从双极化信道模型出发,将信道矩阵分解为理想极化信道部分和极化泄露部分,并对各部分信道的特征矢量进行了分析,得到了各部分最佳特征矢量模型.基于这些模型,给出了基于多个分量加权合并的信道特征矢量量化反馈方法,能够有效地适应极化泄露带来的影响.仿真结果表明,该反馈方法能有效提高信道信息的量化效率和精度,进而获得明显的谱效率提升.

我国东南地区电离层f_oF_2经验模式及预测

利用我国东南地区的6个电离层站数据分析了该区域的气候学特征,用统计本征模方法构建该区域foF2月中值的经验模式,并分析各阶本征模系数和级数的变化特点,最后用实测数据检验该模式的可靠性。结果表明:本征模方法分析具有一定的物理意义,其系数可反映foF2的11年,年和半年变化,基函数可反映foF2的周日变化和短期振荡,各阶级数可反映出电离层的年度异常,半年异常和季节异常等变化。而且本征模方法预测的foF2月中值可靠性较高,能反映东南地区电离层foF2月中值的主要变化趋势与时空分布特性。

新疆精河6.6级地震周边地区密度构造、均衡异常以及岩石圈挠曲机理

依据EIGEN-6C4重力模型和ETOPO1高程模型数据,围绕新疆精河6.6级地震展开岩石圈均衡与挠曲机理研究,得到如下结论:(1)震中附近的布格与自由空气重力异常分别为-221和-92mGal(10^-5 m·s^-2),震中位于重力异常高梯度带上;(2)震中周边地区地壳厚度约为50km,密度结构总体变化平缓,东西方向地壳厚度变化较小,但自南向北地壳厚度逐渐变薄,精河6.6级地震初始破裂发生在上中地壳分界面附近;(3)震中附近岩石圈承载的垂向构造应力为20MPa左右,震中位于岩石圈垂向构造应力极大值附近的高梯度带上;(4)地震周边地区岩石圈有效弹性厚度最优解为26km,加载比最优解为F1=1,F2=F3=0,表明该区域岩石圈相对坚硬,且导致岩石圈变形的初始加载全部来自地表.

基于差分图像和PCA主元分析的人脸检测

提出了一种基于差分图像和PCA(principle component analysis)主元分析的人脸检测算法,先对Anil K.Jain的Cb、Cr椭圆聚类方法给予改进,用改进的算法进行肤色提取,通过对肤色区域的分析,得到人脸候选区域,然后在这些可能的区域中运用特征脸进行细致的匹配,找出人脸的准确位置,然后利用马赛克模板排除虚假人脸。考虑到图像像素间的相关性,人脸特征提取同时对原始图像和其水平方向及垂直方向的差分图像进行PCA分析,从而提高了人脸检测的稳定性。

基于模型降阶法的线性相位IIR滤波器设计

采用基于脉冲响应格拉姆阵的模型降阶法设计线性相位滤波器.为避免以往模型降阶算法在通过求解离散李亚谱诺夫方程得到脉冲响应格拉姆阵过程中的大量计算以及可能出现的病态计算,采用了直接构造格拉姆阵的方法;还根据汉克尔阵奇异值分布确定降阶模型的阶数.实验结果表明,所设计的 IIR 滤波器满足给定的幅频指标,相位在通带内呈线性,且保证了稳定性.