一种利用偏振干涉原理测量表面粗糙度的方法

近年来,对精加工表面质量的要求日益增高,使得表面粗糙度的测量具有越来越重要的地位.提出了一种新颖的,利用光的干涉原理测量光滑物体表面粗糙度的方法.该光路使用一个半波片改变一路光束的偏振态,避免了以前广泛使用的类似测量系统中光路具有可逆性的问题,保证了系统的稳定性.使用一个1/4波片使接收端的光束的偏振态方向一致,使干涉信号最强.采用两光束共光路、同心聚焦扫描方法可实现表面粗糙度的绝对测量.通过对一标准量块的测量验证了方案的可行性,结果表明该系统在实验室现有条件下可以测量轮廓算术平均偏差Ra为0.012μm的粗糙度量块.

引入OCCAM模型约束的一维复电阻率实部和虚部加权反演算法

【研究目的】复电阻率反演参数为四个Cole-Cole模型参数,直接增加了复电阻率反演的多解性。且复电阻率的实部和虚部对不同Cole-Cole模型的敏感程度不同,从而对复电阻率反演能力的要求较高。【研究方法】本文将正则化思想引入到复电阻率实部和虚部加权反演中,并分四步依次反演四个Cole-Cole模型参数,并设计四个不同的加权系数,在反演不同Cole-Cole参数时对实部和虚部的目标函数进行加权,以控制实部和虚部在反演中所占的比重;反演同一参数时,对比不同初始模型的反演结果,分析初始模型对反演结果的影响。【研究结果】模型试算结果表明:这种引入正则化约束后的实、虚部加权反演算法,不仅可以提高Cole-Cole模型参数的反演效果,还降低了反演结果对加权系数的依赖性和某些参数对初始模型的依赖性。【结论】本文的算法有效提高了Cole-Cole模型参数的反演精度。

基于光滑约束的磁梯度张量3D正则化反演方法

针对铁磁物质反演方法中反演解的病态性问题,提出基于光滑约束的磁梯度张量3D正则化反演方法。首先,利用积分灵敏度矩阵和粗糙度矩阵对经典Tikhonov正则化理论框架下的反演模型进行约束,避免由于反演参数多于采集点数而导致的不稳定;然后,通过定义正则化修正系数确定合理的初始正则化因子,从而减少因正则化因子引入而在反演结果中介入的误差;最后,利用物性参数上下限约束函数,将反演过程中的解转换到合理的值域范围内,得到与原始模型更加吻合的反演结果。仿真及实验结果表明:该反演方法能够准确还原磁性异常体的轮廓形态,具有较好的横向和纵向分辨率。

基于磁梯度张量的共轭梯度3D约束反演

针对传统铁磁物质反演方法存在反演结果多解性的问题,提出了基于磁梯度张量的共轭梯度3D约束反演方法。该方法在经典Tikhonov正则化理论框架下,引入粗糙度矩阵对反演模型进行约束以避免反演过程中的多解性问题;针对磁梯度张量数据深度分辨率差、容易出现"趋肤效应"的问题,在模型目标函数中引入深度加权矩阵提高纵向分辨率;通过引入惩罚泛函,在反演迭代过程中去除方程的病态解,使反演结果更好地与原始模型相吻合。仿真验证表明:该反演方法能够反映磁性异常体的轮廓形态,具有较好的横向和纵向分辨率。

大地电磁自适应正则化反演算法

针对大地电磁正则化反演中正则化因子的选取困难问题提出了自适应正则化反演算法(AdaptiveRegularizedInversionAlgorithm,ARIA).在该算法中,①提出了一种新的数据方差处理方法:数据方差规范化,使得数据方差的大小只对数据的拟合发生影响,不对数据目标函数和模型约束目标函数的权重产生影响,从而减少了正则化因子取值的影响因素;②提出了粗糙度核矩阵的概念,并给出了由基本结构插值基函数计算粗糙度核矩阵的公式,使得模型目标函数的构建更为简便、直接;③根据数据目标函数、模型约束目标函数和正则化因子之间的关系,提出了两种正则化因子自适应调节方法.本文详细阐述了最平缓模型约束下的大地电磁一维连续介质反演的ARIA实现,以几个算例的分析比较来说明ARIA的有效性.

三维重力梯度局部光滑约束反演

针对重力勘探中光滑反演存在的分辨率较低的问题,本文提出一种基于地质体埋深、地层倾向等一定先验信息的局部光滑约束三维反演算法,并提出了一种光滑反演中粗糙度矩阵的存储方式,该存储方式可以将M×N维粗糙度矩阵存储为M×2维,减少了计算机计算内存,且详细介绍了该存储方式下粗糙度矩阵与其他矩阵相乘时,粗糙度矩阵所存储的位置信息的读取方式以及与其他矩阵逐列逐步相乘最终得到计算结果的过程。最后,利用文中提出的算法对理论模型和实测数据进行反演试算,结果表明局部光滑反演算法相比于全局光滑反演结果更加准确,且该算法在一定噪声水平下依然稳定,在实际生产中有效可行。