Seismic ray-tracing calculation based on parabolic travel-time interpolation

A new seismic ray-tracing method is put forward based on parabolic travel-time interpolation(PTI) method, which is more accurate than the linear travel-time interpolation (LTI) method. Both PTI method and LTI method are used to compute seismic travel-time and ray-path in a 2-D grid cell model. Firstly, some basic concepts are introduced. The calculations of travel-time and ray-path are carried out only at cell boundaries. So, the ray-path is always straight in the same cells with uniform velocity. Two steps are applied in PTI and LTI method, step 1 computes travel-time and step 2 traces ray-path. Then, the derivation of LTI formulas is described. Because of the presence of refraction wave in shot cell, the formula aiming at shot cell is also derived. Finally, PTI method is presented. The calculation of PTI method is more complex than that of LTI method, but the error is limited. The results of numerical model show that PTI method can trace ray-path more accurately and efficiently than LTI method does.

带色散的四阶抛物型方程的紧致差分格式

本研究提出一种有效求解带色散四阶抛物型方程的四阶紧致差分格式。对该方程的空间变量用四阶紧致差分格式进行离散,对离散之后得到的常微分方程组用三次Hermite插值法进行求解,得到一种空间和时间方向上都具有四阶精度的数值格式,并用傅里叶方法证明了该格式的无条件稳定性。数值实验中给出三种类型的算例,并将本研究格式与Crank-Nicolson格式进行数值比较,证明了本研究格式的有效性。结果表明,本研究格式对求解带色散的四阶抛物型方程具有很好的实用性。

基于抛物线内插的位定时算法研究

位定时同步是数字通信接收机的重要组成部分,定时同步的准确性直接影响整个系统的性能。突发通信一般采用数据辅助的前馈式位定时同步结构。针对突发通信短时的特点,搭建了一种基于抛物线内插的位定时同步估计的低复杂度算法。该算法仅需利用信息帧头捕获到相关锋;然后,根据抛物线误差估计算法对当前采样信号进行误差估计,再选取合适的插值滤波器进行插值计算,获得最佳采样点,从而实现突发信号的定时同步过程。结果表明,该算法实现简单,在低信噪比的情况下,能够满足突发信号快速实现定时同步的需求,且其性能仍接近克拉美罗界。

宽带数字阵列雷达通道固定时延误差估计技术的研究

为解决宽带数字阵列雷达通道固定时延误差导致的数字波束成形性能下降问题,提出一种基于最大似然估计和抛物线插值的通道固定时延误差估计方法。该方法首先通过基带发射信号和包含未知时延参量的基带接收信号的相关积分后信号的峰值点估计通道固定时延整数部分;然后利用峰值点及其相邻两点进行抛物线插值完成通道固定时延小数部分估计;最后计算多通道固定时延误差,并完成各通道固定时延误差的补偿。仿真结果表明,该方法能够在赛灵思的xcku115平台下,实现宽带数字阵列雷达的多通道固定时延误差估计,并且在输入信号信噪比为10~30 dB的情况下,估计精度能够达到0.001~0.014倍采样间隔,可以满足工程的实际应用要求,提高宽带数字阵列雷达中数字波束成形的性能。

高速并行Gardner算法设计与实现

随着空间探测任务逐步增加、空间信道频谱资源日趋紧张,传统Gardner定时同步算法已经无法满足高速数传系统高通量、高可靠性的需求。为了提高Gardner定时同步算法的吞吐率并增大可纠正误差范围,提出一种高速并行Gardner算法。为了保证插值精度同时减少乘法器消耗,设计了一种并行分段抛物线插值滤波器;为了便于并行流水线设计和最佳采样点选取,构建了计数模块和定时缓存调整模块;为了提高等价吞吐率,重构了流水线并行环路滤波器结构和并行数控振荡器结构。结果表明,该算法等价吞吐率可达1739.13 Msps,数字信号处理器资源消耗可减少44%,可纠正2×10^(-3)的定时误差。

相角修正对幅值和谐波精度的影响

在微机保护装置中,硬件采样回路的误差会造成采样值与实际值存在角度偏差。通过软件算法对采样点进行插值可以对该角差进行补偿,但也会影响幅值和谐波的精度。对该影响进行定量分析,并给出降低误差的建议。

相关函数法计算容性设备介质损失角正切

首先简要介绍了当前常用的介质损耗测量方法及其存在的问题，然后分析了计算容性设备介质损失角正切的相关函数法，并提出了基于抛物插值的改进算法，比较了改进前后算法的有效性，分析了算法的误差影响，通过仿真算例进行了验证，最后对计算精度的改进提出了更好的设想。

基于抛物线拉东变换的地震道重构

研究了一种基于抛物线拉东变换(PRT)的地震道外推和内插方法,该方法根据部分NMO校正后的CMP(Common Middle Point,共中心点)道集中地震同相轴的抛物线假设,在待重建道的位置用零值道代替,然后采用迭代方式,通过带限抛物线拉东正变换和最小平方抛物线拉东反变换进行数据重构.结果表明,该方法可用于叠前道集中缺失道的重建、外推、内插以及数据重采样和数据规则化等方面.模型数据和实际数据应用还表明本方法是有效的和稳健的,它不需要精确的NMO速度,具有很强的抗噪能力,且能进行中间偏移距道和远偏移距道的处理,对于多次波的消除、AVO分析、DMO处理和某些三维叠前偏移成像方法都将是有益的.

航天扩频测控系统中伪码捕获方法研究

针对航天扩频测控系统的捕获需求,提出一种能够降低谱峰衰减且具有较高频率估计精度的FFT伪码捕获方法.在部分匹配滤波过程中采用汉宁窗对数据加权后再累加,以减小谱峰衰减.采用插值FFT估计多普勒频率,以提高频率估计精度,根据不同测控环境下伪码捕获的特点,分析比较了抛物线插值法和改进的Rife法两种插值算法.理论分析和仿真结果表明,改进方法能够减小FFT输出的峰值衰减,提高多普勒频率估计精度.

海底热液口温度场高精度声学测量方法研究

介绍了海底热液口温度场原位声学测量的基本原理、总体最小二乘重建方法和抛物插值算法。在云南省龙陵县茄子山水库进行湖底试验研究,基于总体最小二乘重建方法准确地还原出湖底热泉的温度场原位分布;将抛物插值算法应用于声波飞渡时间延时估计,并对抛物插值前后重建出的温度场进行最大绝对误差、最大相对误差和均方根误差分析。实验表明:总体最小二乘重建方法和抛物插值算法可用于海底热液口温度场的原位测量,且重建精度比较高。

基于加权抛物线插值与小波变换的图像放大算法

图像放大问题的焦点是如何在图像放大过程中保持良好的视觉分辨率和清晰度。论文首先对加权抛物线插值算法进行了改进,在此基础上提出一种加权抛物线插值结合小波变换的图像放大算法,并对小波变换后的小波系数低频带作了幅值增强处理。实验结果表明,相对于传统的图像放大算法,该算法不仅较好地保留了原始图像的细节信息,而且还提高了放大后图像的亮度和清晰度。

高温环境下压力传感器的温度补偿方法研究

在高温环境下,压力传感器及其周边电路的特性会发生变化,导致压力测量的结果误差较大。一套实际工程系统中的压力测量模块在150℃时的测量误差达到3%以上,不能满足工程需求。该文分析了压力传感器的温度补偿原理,提出了三种补偿算法,并一一进行了实验验证。其中二阶抛物线插值法可将测量精度提高到0.02%,很好地满足了实际工程的需求。

抛物线内插反应谱计算方法

为减小恢复被采信号所用的内插函数与山农采样定理要求的内插函数ｈａ（ｔ—ｎ·Ｔ）之间的误差，提出了用抛物线内插──ｈａ（ｔ—ｎ．Ｔ）的二阶近似代替常规的线性内插。为充分减小计算量，本文推导了计算绝对加速度反应谱的连锁公式。通过与常规方法的对比发现，抛物线反应谱算法的计算误差明显降低。在保证同样计算精度的条件下，抛物线算法较常规算法允许更低的采样率。为了将反应谱计算的相对误差控制在５％以下，抛物线算法要求采样率为东奎斯特频率的５倍，而不是常规算法要求的１０倍。

激光切割机的运动轨迹控制系统设计研究

基于我国激光切割机落后的现状,针对我国引进的国外通用控制器的不开放性,难以把图形编程软件集成到控制系统里面的问题,选择了可编程序控制器、触摸屏、运动控制单元等部件建立了激光切割机的运动轨迹控制系统,并且在本系统中实现了手动/自动功能和轨迹控制功能.用PLC来控制各部分的调控工作,提高激光切割的可靠性和稳定性;使用触摸屏作为人机控制界面,更加人性化;使用运动控制单元,使系统的加工精度和加工质量都得到提高.

振弦式传感器压力测量系统的优化设计

设计了一种基于振弦式传感器的压力测量系统,详细介绍了测量系统的工作原理、硬件电路组成及软件设计流程。采用基于中心频率的低压扫频策略、多周期脉冲计数方法、硬件滤波与软件滤波相结合的信号调理方案,利用抛物线插值算法进行温度补偿等优化途径,现场测量与计算时间与传统低压扫频激振方式相比缩短了约50%,压力测量精度(%FS)高达0.05%以上。

抛物方程的非协调类Wilson元超收敛性分析和外推

本文主要研究类Wilson元对抛物方程的逼近,当问题的解υ∈H^3(Ω)及υ∈H^4(Ω)时,利用该元的非协调误差在能量模意义下分别可以达到O(h^2)和O(h^3)比其插值误差高一阶这一特殊性质,运用对时间t的导数转移技巧,再结合双线性元的高精度分析及插值后处理技术,导出了O(h^2)阶超逼近性质和整体超收敛,进一步地,通过构造了一个新的外推格式,得到了具有更高精度O(h^3)阶的外推结果。

Lagrange插指

提出了拉格朗日(Lagrange)插值问题的一种新形式:幂指数形式,简称Lagrange插指.应用这种插指法,可以构造出一类离散型总体的公式式分布律.

基于加权抛物线插值误差补偿算法的图像放大

提出一种基于加权抛物线插值误差补偿的图像放大算法。该算法增加加权抛物线插值的误差补偿项,借助于sobel算子设定插值点的边缘方向,消除由于传统的线性插值造成的振铃现象和棋盘效应,并具有一定的边缘自适应功能。实验结果表明,相对于传统的图像放大算法,该算法不仅能够保留原始图像的基本内容,还能得到更加清晰的边缘信息。

基于抛物线内插的反应谱计算公式及其精度分析

基于反应谱的基本概念,对基于抛物线内插法的反应谱计算公式进行了严格的推导,并给出了详细的显式表达式,建立了当计算时间等步长离散时的基于抛物线内插法的反应谱计算连锁公式。通过对比简谐波输入时的反应谱计算结果,证明基于抛物线内插法的连锁公式的计算结果比广泛应用的反应谱计算方法"精确法"计算的结果更接近于解析解,有更高的计算精度。同时对多条实际记录的地震加速度时程进行了反应谱对比计算,结果表明该公式在计算反应谱时也是稳定的。作者同时发现,"精确法"计算的反应谱值与实际值相比一般是偏小的。

飞参采样数据的真实峰谷值恢复方法

针对飞机因飞参记录仪设备不同而采样率各异的情况,本文在不同采样率下对法向过载参数随时间历程采样到的峰谷点进行了抛物线插值恢复峰谷真值的研究。结果表明,随着采样率的增加,拟合插值后得到的峰谷值逐渐趋于稳定,收敛于法向过载参数变化的真实峰谷值,证实当采样率高于2时,该方法恢复获得的法向过载峰谷值能够满足疲劳损伤计算的精度要求,当采样率为4时,该方法几乎已经获得法向过载变化的真实峰谷值。适当的数据处理方法可消除因飞参设备采样率差异而造成疲劳损伤计算结果精度不够的影响,这样可适当降低对飞参设备高采样率的要求,节省存储空间、提高存储与计算效率。