基于块平均预处理的GNSS-R延迟映射处理方法

为了提高导航卫星反射信号信噪比,提出了一种基于块平均预处理(BAP)的反射信号处理方法,该方法首先以伪码周期为块尺寸对接收信号进行分块,并对各分块进行叠加、平均,然后对平均后的信号进行相关处理.在此基础上,理论分析了块平均预处理对导航反射信号的影响,推导了镜面反射点反射信号处理增益的数学表达式,以及相关处理后得到的一维相关功率,对比分析了该方法与传统处理方法的计算复杂度,分析表明该方法对反射信号具有空域滤波效果,提高了镜面反射点反射信号的信噪比且有效降低了计算复杂度.最后,基于块平均预处理的软件接收机被开发,并对课题组实采的岸基GPS数据进行了处理,结果表明:与未块平均预处理的传统方法相比,在块平均预处理时间为2、5、10、15以及20 ms时,该方法所得相关功率的峰值信噪比分别提高了约3.5、6.7、10.2、10.6和10.4 d B,且在块平均预处理时间为10 ms时,处理等长数据的时间缩短了近2.2倍.

基于裂纹动力学的岩石动力破碎平均块度研究

作为表征动力破碎的重要参数之一,平均破碎块度的研究对于揭示岩石破碎机理具有重要意义。尽管进行了大量理论与实验研究,但是还缺乏从裂纹动力学角度来澄清岩石破碎和块度形成机理。基于动态荷载作用下翼型裂纹扩展模型和J. R. Gladden柱体动力屈曲失稳模型,提出了一种预测岩石平均破碎块度的方法,并探究了应变率对动态强度和平均破碎块度的影响。研究结果表明,随着应变率的增加,动态强度增加,平均破碎块度减小,且应变率依赖性逐渐降低。模型平均破碎块度预测与实验数据吻合良好。

基于灰色关联理论深孔切割槽爆破块度影响因素分析及参数优化

以内蒙古三贵口铅锌矿为背景,利用理论分析、图像处理和工程试验等技术手段对地下深孔切割槽爆破块度影响因素及参数优化开展研究。首先针对现场粉矿率高、平均块度小等问题,开展了爆破块度影响因素试验并采集现场数据,利用Split-Desktop 4.0软件处理试验爆堆图像;然后运用灰色关联理论确定影响爆破块度的主次因素;最后利用趋势分析法并结合现场实际情况,确定爆破参数优化方案,并进行工程试验验证。结果表明,该矿山切割槽粉矿率主要受排间延期时间和孔距影响,平均块度主要受孔距和排数影响;优化后的爆破参数为:孔距1.2 m,排距1.5 m,抵抗线0.8 m,爆破排数3排,4孔孔间延期时间分别为13、0、9、18 ms,排间延期时间42 ms,该参数条件下爆破粉矿率降低了27.19%,平均块度提高了62.89%。

露天矿山台阶爆破矿岩平均块度的FOA-SVM预测

露天矿山台阶爆破后矿岩的平均块度是衡量爆破质量的重要指标,对后续的铲装和运输也具有重要的意义。为了对台阶爆破后的矿岩平均块度进行预测,使用果蝇优化算法(FOA)对支持向量机回归模型(SVM)进行参数优化,通过建立基于果蝇优化算法的支持向量机回归模型(FOA-SVM)对矿岩爆破平均块度进行预测,避免传统的SVM参数选取对预测结果准确性产生的影响。结果表明,FOA-SVM可实现对矿岩爆破平均块度的较好预测。

基于特征工程的XGBoost爆破块度预测研究

露天矿山台阶爆破后矿岩的平均块度是衡量爆破质量的重要指标。早期研究主要依靠经验公式总结、岩体力学模型计算等方法,这些方法存在准确率不够、主观性强等缺点。近期,机器学习算法应用于块度预测,但基本通过专家经验选用固定的特征来进行预测且预测稳定性不足,泛化能力差。针对以上缺点,提出一种基于特征工程的极端梯度提升树(XGBoost)爆破块度预测模型。以太原袁家村铁矿为研究区,采集近半年的爆破数据作为原始数据,综合考虑影响平均块度的各方面因素。首先使用随机森林(RF)的袋外估计和互信息(MI)两种方法分别进行特征选择,其次将不同方法选择的特征子集集成并利用特征之间的互信息进行去冗余,最后以MSE的值为评价指标选出最优特征子集表征爆破,完成基于数据驱动的特征选择。更进一步,在最优特征子集上采用XGBoost算法进行块度预测,通过均方误差(MSE)、平均绝对误差(MAE)两个指标构成模型的评价体系将文章所提方法与其他传统机器学习算法进行对比。对比结果表明:文章提出方法比传统机器学习算法的预测准确率更高,可以为爆破的管理与控制提供科学指导。

影响捣固焦块度的研究

采用40kg试验焦炉对影响焦炭块度的煤质和主要工艺参数进行试验研究。研究表明,单种煤和配合煤所得焦炭块度关联性指标主要有煤的挥发分、收缩度指标和对应焦炭抗碎强度M40。降低配合煤挥发分和收缩度有利于提高焦炭块度,M40与焦炭平均块度相关性较高。提高装煤堆密度会显著降低焦炭块度,堆密度高是导致捣固焦块度比顶装焦小的主要原因之一。炼焦加热制度对焦炭块度也有较大影响,其中单纯延长结焦后期焖炉时间对焦炭平均块度有反作用,只有真正减缓炼焦速率才可提升焦炭平均块度。

长九神山灰岩矿开采爆破块度预测研究

长九神山灰岩矿是世界上生产规模最大的砂石骨料场,爆破块度直接影响矿山的生产效益。结合现场实际生产,在两个岩体节理发育的采区共进行了11次爆破试验。基于Kuz-Ram爆破块度预测模型计算了爆破后的平均块度,发现平均块度预测计算值与爆破后实测值差异巨大。进而研究了计算值与实际值差距较大的原因,结果表明:岩体结构中节理发育程度、岩石性质是影响块度分布的主要因素,修正的Kuz-Ram模型岩石系数A的计算严重影响预测结果,建议在计算岩石系数A时,不考虑岩石密度的影响。通过现场4次验证性爆破试验数据分析显示,基于Kuz-Ram模型并使用建议修正方法得到的岩石系数,计算得到的平均块度预测值准确性明显提升,相对误差均在10%以下,预测准确性大幅提高。

基于摄影测量法的袁家村铁矿爆破块度预测

以宝武集团下的袁家村露天铁矿为背景,运用无人机摄影测量技术对爆破后的块度分布情况进行了统计;基于Kuz-Ram模型计算得到的平均块度X_(m)与采用摄影测量技术分析得到的平均块度I_(50)之间存在较大误差,进而分析两者差值较大的原因。结果表明:原位岩体的物理力学性质与节理发育程度对爆破后的块度的分布有很大影响,而这个影响主要由Kuz-Ram模型中的岩石系数A所决定;采用最小二乘法原理对Kuz-Ram模型中的岩石系数A进行修正计算得到的平均块度X_(p)^(m)与I_(50)之间的相对误差均在10%以下,其准确性明显提升。

块拟对角占优矩阵的充分条件及应用

给出了块拟对角占优矩阵的几个新的充分条件。

基于KUZ-RAM修正模型的矿山爆破精度评估研究

为解决原KUZ-RAM模型在预测中容易出现高估爆破块度及低估其不均匀指数问题,首先采用延伸应用的面积测量法获得块度大小,然后以面积测量法的结果为对比标准,通过对原KUZ-RAM模型增加平均块度和不均匀指数的修正系数进行优化;最后通过实例验证修正后模型对于平均块度及不均匀指数的预测准确性,进而改善原有经验公式中没有考虑岩性现状等问题。研究结果表明:修正后KUZ-RAM模型能够利用岩石系数将平均块度与不均匀指数之间建立联系,且该模型对于爆破效果的评价准确性较高,实用性较强。研究结果可为提高评估露天矿山爆破结果准确性提供一定参考和借鉴。

求解大规模线性方程组的高斯混合模型的随机平均块Kaczmarz方法

块Kaczmarz方法是求解大规模线性方程组的一种迭代算法.在每次迭代时,会将当前迭代点正交投影到约束子集的解空间.文章基于块Kaczmarz方法的原理,提出了高斯混合模型的随机块Kaczmarz方法(GMM-RBK(k)).其中块的划分是通过高斯混合模型进行划分的.为了避免伪逆的计算或者最小二乘问题的求解,提出了高斯混合模型的随机平均块Kaczmarz方法(GMM-RABK(k)).证明了当线性方程组是相容时,这两种算法是收敛的,并给出相应的收敛率公式.在最后的数值实验中也证实了GMM-RBK(k)方法和GMM-RABK(k)方法的有效性,且无伪逆GMM-RABK(k)方法要优于GMM-RBK(k)方法.

湍流低频贡献对半干旱区地表能量平衡的影响

利用中国气象局兰州干旱气象研究所定西干旱气象与生态环境试验基地的陆面过程观测资料,通过Finnigan等提出的获取湍流低频贡献的总块平均方法研究了低频部分对地表能量不平衡的影响。结果发现:(1)感热和潜热的低频部分较小,对感热的贡献在-1%～11%之间,对潜热的贡献在-7.3%～0.3%之间,对感热与潜热和的贡献在-1.4%～0.7%之间;(2)低频部分对感热和潜热的贡献随平均周期呈现先增后减的变化趋势;(3)不计低频部分时,地表能量的闭合度在晴天、阴天和阴晴混合天分别为0.93、0.76和0.87;(4)计入低频部分时,闭合度在晴天、阴天和混合天分别提高到0.98、0.86和0.93,提高了5%～10%;(5)阴天低频部分对闭合度的贡献随平均周期的加长而加大,晴天则增至1.5 h后开始递减,混合天增至1.5 h后保持定值。所以,低频贡献可以显著提高地表能量闭合度。但是考虑低频贡献后,仍存在2%～14%的欠闭合度,地表能量平衡问题还有未知的原因存在。

一种稳健的GPS多径估计算法

为研究抵制多径误差的信号处理,提出了一种在低信噪比、多经和干扰条件下GPS码延时估计算法。首先,使用一种基于块平均的预处理技术把零均值的干扰转换成有色高斯噪声,然后一种结合白化滤波的基于最大似然估计方法用来估计相关的参数。在实现最大似然估计时,使用了数据压缩技术和脉冲内插技术来降低优化计算的计算复杂度。计算仿真表明所提出的方法在低信噪比和干扰条件下优于传统的最大似然估计方法。为高精度定位提出了有效的方法。

基于BAP-UKF方法的微弱GPS信号多径参数估计

在室内、城市中心等恶劣环境下,多径效应已成为码跟踪的主要误差源。采用一种数据块平均预处理—无迹卡尔曼滤波器(BAP-UKF)方法来估计微弱GPS信号的多径参数,该方法采用数据BAP方法处理接收到的微弱GPS信号,以抑制噪声和干扰,提高接收信号的信噪比;经过BAP的信号通过多径相关器后的同相或正交相值,将作为UKF的观测量来估计码跟踪时的多路径的幅值、码延时、相位、载波多普勒等参数.仿真结果表明:该方法能够有效地估计出载噪比低至21 dB-Hz的微弱信号多径参数,从而证明了其有效性。

基于关键层理论的地表偏态下沉影响因素分析

将工作面上覆岩层分为关键层下部软弱岩层、关键层、松散层3部分,根据关键层理论建立了地表偏态下沉模型。通过引入地表下沉偏态程度分析了各种因素对地表偏态下沉的影响并利用数值模拟分析了松散层厚度对地表偏态下沉的作用。研究结果表明:(1)关键层下部岩层碎胀系数越小,偏态程度越明显;关键层距煤层顶板高度越小,偏态程度越明显;煤层厚度越大,偏态程度越明显;当采空区长度达到一定值后,偏态程度不随采空区长度的增加发生改变;关键块平均长度越大,偏态程度越明显;松散层厚度越大,偏态程度越明显。(2)松散层厚度的增加只可以使地表下沉具有连续性,但不会抵消地表下沉的偏态程度。

基于迫零检测的异步V-BLAST最优发射功率分配

由于异步发射V-BLAST各路子流的符号在时间上未对齐,同步V-BLAST所采用的逐符号功率分配方法不再适用。针对这个问题,该文提出了一种以块平均误比特率为优化目标,逐符号块进行功率分配的方法。该方法首先计算每个符号的瞬时信噪比,然后求出异步符号块的平均误比特率,最后求解优化问题得到各天线的最优发射功率值。平坦瑞利衰落信道下的仿真表明:两发两收、BPSK调制、迫零检测的异步V-BLAST,误比特率为10?3时最优功率分配有2dB的性能改善。

一种提取近红外光谱信号中诱发血液动力学反应的方法

为了更好地提取与大脑功能活化有关的诱发血液动力学反应(EHR),综合比较了不同经验模态分解算法的优缺点,提出了一种提取近红外光谱信号中EHR的方法——ICEEMDAN-RLS。利用5种经验模态分解算法对近端通道信号进行分解,根据分解结果对远端通道信号进行自适应滤波,借助皮尔森相关系数和相对均方误差评估不同经验模态分解算法的EHR提取性能,在此基础上分析经验模态分解和传统块平均方法的块平均次数与EHR信号质量之间的关系。结果表明,基于5种经验模态分解算法的自适应滤波方法都能有效提取远端通道信号中包含的EHR,ICEEMDAN-RLS具有更大的皮尔森相关系数和更小的相对均方误差,仅需要进行10次块平均便可获得稳定的EHR信号,比传统方法的块平均次数减少了75%,且具有较高的EHR信号质量,可以更有效地提取淹没在全局干扰中的EHR。该结果可为大脑功能活化的研究提供参考。

冲击荷载下类煤岩组合体能量耗散与破碎特性分析

利用分离式霍普金森压杆(SHPB)对类煤、岩单体及组合体试件进行冲击压缩试验,分析了试件能量耗散与破碎块度特征,通过对组合体煤、岩两组分碎块分别筛分,得到了各自的平均破碎块度,并依据单体试件平均破碎块度及破碎耗能密度与入射能之间的关系,获得了两种组分的破碎耗能密度,探究了两者吸能特性。结果表明:结合面的存在使得应力脉冲在组合体试件与压杆间传播做功过程更复杂,试件耗散能变化与煤单体接近,而小于波阻抗较大的岩单体。煤组分由于受到岩组分变形抑制作用而能量集聚程度更高,破碎耗能密度与破碎程度大于同等冲击强度下的煤单体,破碎过程岩组分的能量转移亦加剧了煤组分的破碎程度;相反,岩组分破碎耗能密度与破碎程度相比岩单体则偏小。复合煤岩体能量集聚程度更高,发生动力灾害所需的能量更低,在对复合煤岩巷道冲击地压和瓦斯突出动力灾害机理认识上及采取防治措施时应注意此特性。