基于无迹卡尔曼滤波稀疏相位解缠的矿区大梯度形变监测方法

基于稳定点目标的时序干涉合成孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)技术是现阶段矿区广域高精度地表形变监测的重要手段。然而,在矿区大梯度形变区域,InSAR稀疏相位解缠仍面临解缠精度低、可靠性差的难题,严重制约了矿区地表形变监测精度,针对于此,提出了一种基于无迹卡尔曼滤波稀疏相位解缠的矿区大梯度形变监测方法,并开展了口孜东矿区地表大梯度形变监测分析。该方法综合干涉相位复数稀疏特性,构建了基于vonKarman自协方差函数的Kriging稀疏干涉相位格网化插值策略,结合无迹卡尔曼滤波相位解缠技术,提出了基于Kriging插值的无迹卡尔曼滤波稀疏相位解缠方法,实现了口孜东矿区地表大梯度形变信息的精准解译。实验结果表明:提出方法可有效恢复矿区大梯度变化处的形变相位信息,较传统稀疏相位解缠方法具有更高的解缠精度及可靠性,且与相近时段水准数据对比仅存在约14 mm的均方根误差,具有相对最高的形变监测精度;此外,口孜东矿区内形变场范围近似沿140502工作面分布,36 d间隔内卫星雷达视线向最大沉降量高达135mm。研究成果为矿区大梯度地表形变的高精度监测提供了有效技术方案,可为矿区地质灾害防治提供重要数据依据。

重庆缙云山气态污染物梯度对比监测及分析

通过在重庆市近郊缙云山设置不同梯度的多个观测点对该地区气态污染物进行连续自动监测,根据监测结果并结合当地气象条件,探讨了气态污染物浓度与海拔高度的相关性。

应用Sentine1-1A卫星数据对宁东煤炭基地进行沉陷监测试验研究

西部黄土高原煤炭开采造成的地表沉陷严重威胁煤矿安全生产,利用InSAR技术监测地表沉陷已成为矿区监测新途径。文中使用Sentinel-1A数据对宁东金凤煤矿探测,得到沉降图,并插值失相干区域的形变数据得到整个矿区的沉陷数据,为矿区灾害预警提供决策信息。

利用ALOS卫星数据进行矿区开采沉陷观测及研究

使用监测梯度相对较大的ALOS卫星数据,以陕西彬长矿区为研究区域,对该区域的ALOS雷达影像进行差分干涉数据处理,获得了该区域的差分干涉图、沉降分布图,在此基础上,进一步对形变数据进行处理,裁切出矿区40301工作面的沉降值,探讨地表沉降对工矿区的影响及灾害防治。

利用静电场原理复现微小力值的实验研究

利用静电场原理复现微小力值(≤10-5N)的系统主要包括电容梯度测量模块和平衡电压监测模块。在对测量原理进行深入分析的基础上,得出了实现测量的基本计算公式;同时,通过电磁场专用仿真软件Maxwell进行了仿真试验,通过仿真数据与理论数据的对比验证了原理的正确性;另外,自行设计并加工了实验用圆柱形电容器以及杠杆支架等,搭建了完整的测量系统平台,完成了系统实验,并且将实验数据与理论数据做了对比,验证了实验的可行性,分析了误差产生的可能原因,提出了进一步改进的方向;最后,总结了实验结论:利用静电场原理复现微小力的方法能够满足设计要求并且能够满足测量要求。

Study on the spectral response of fiber Bragg grating sensor under non-uniform strain distribution in structural health monitoring

Many theoretical studies have been developed to study the spectral response of a fiber Bragg grating (FBG) under non-uniform strain distribution along the length of FBG in recent years. However, almost no experiments were designed to obtain the evolution of the spectrum when a FBG is subjected to non-uniform strain. In this paper, the spectral responses of a FBG under non-uniform strain distributions are given and a numerical simulation based on the Runge-Kutta method is introduced to investigate the responses of the FBG under some typical non-uniform transverse strain fields, including both linear strain gradient and quadratic strain field. Experiment is carried out by using loads applied at different locations near the FBG. Good agreements between experimental results and numerical simulations are obtained.