基于铁路带状北斗CORS的网络RTK测量精度分析

为研究和拓展北斗导航系统在铁路工程测量中的应用,利用BDS系统技术优势解决山区铁路测量定位难题。基于某山区铁路建立带状北斗连续运行参考站系统(以下简称“北斗CORS系统”)和高精度位置服务云平台。采用国产多星多频测量型接收机进行控制点数据采集工作,分别对比基于北斗CORS系统的单BDS、单GPS以及GNSS混合星历网络RTK观测数据以及传统基站形式的RTK观测数据的测量精度。结果表明:(1)铁路带状北斗高精度位置服务云平台网络RTK定位功能稳定可靠;(2)基于北斗CORS系统的网络RTK测量方法仅需进行高程曲面拟合,按3s采集的成果精度即可满足铁路测量规范中网络RTK中线测量、断面测量、施工放样、像控测量的精度要求,测量时应尽量采用同类型的设备并采用同精度观测方法以保证重复测量精度,也可通过增加观测时长、在局部区域利用既有高程控制点做高程校正的方式提高测量精度;(3)基于北斗CORS系统的网络RTK测量平面和高程内符合精度限差可分别设定为1.7 cm和2 cm,外符合精度可分别设定为2.2 cm和5 cm。

计算全息检测技术的精度溯源研究现状分析(内封面文章)

随着光学系统性能的要求越来越高,非球面、自由曲面等复杂光学曲面能够提升系统的成像性能,因此提升复杂光学曲面的检测精度极为重要。干涉检测是测量复杂光学曲面的重要手段,其中计算全息检测法(Computer Generated Hologram,CGH)作为干涉检测中的一种,因其精度高和设计自由度大等优点得到了广泛的应用。但是在CGH检测复杂曲面的过程中存在的各类误差会影响波前检测的精度。文中首先介绍了计算全息法的检测精度现状,其次归纳总结了造成计算全息法误差的主要因素。分别介绍了不同误差的产生原理、影响效果、相对应标定补偿方法及适用情景和优缺点;并介绍了基于CGH占空比与线条位置误差的调研现状分析以及现有的研究方法;最后对计算全息法检测的精度溯源和精度提升研究趋势进行了展望。

多源参考数据下的边坡DEM提取与精度分析

参考DEM是InSAR DEM提取精度分析中不可或缺的重要数据。考虑到当前可供使用的DEM数据层出不穷,如何选择可靠的参考DEM以解决不同地形DEM提取精度的需求,是DEM提取中一个亟待解决的问题。本文分别选择12.5 m的ALOS DEM、30 m的STRM DEM、90 m的STRM DEM作为参考DEM,依据2020年两景Sentinel-1A影像对德兴市部分地区边坡进行DEM数据提取,利用InSAR技术提取实验区的S1ADEM数据,并以ASTGTM DEM数据为参考,使用检测点法随机选择约300个检测点,选择相应的评价指标,分别对不同参考DEM下提取得到的S1ADEM进行精度检验。研究结果显示,使用12.5 m分辨率的ALOS DEM作为外部DEM,提取得到的S1ADEM精度更高,其在实验区A的RMSE为9.412 m,使用90 m的STRM DEM,提取得到的S1ADEM精度更低,其在实验区A的RMSE为10.293m。该实验为不同地形提取DEM提供了指导,能够帮助学者们在进行InSAR实验时更好地选择参考DEM,研究成果可为边坡灾害及预警提供重要的技术支持。

水下控制模块安装工具结构设计与对接精度分析

水下控制模块是水下生产系统的关键部件,针对水下控制模块在水下如何精准、高效、安全地实现回收和再安装工作的问题,本文设计了一种水下控制模块安装工具。对此安装工具进行了机械结构的设计,将安装工具各部分结构在工作过程中的作用进行了介绍。针对安装工具能够顺利完成水下控制模块的安装,基于安装工具各部分结构对接精度关系分析,通过数学建模与仿真分析,得到影响水下控制模块安装精度的原因,设计合理的安装精度参数。将仿真分析得到的数据与设计参数相比较,可证明水下控制模块的结构设计能满足水下控制模块的对接定位精度要求。结果表明:各精度参数满足水下控制模块安装工具设计要求,在此设计参数下安装工具能够完成水下控制模块的精确安装。

轴承转子系统快变过程振动响应的高精度频谱分析

针对高速轴承转子系统的启停过程,研究平稳和非平稳信号的高精度频谱分析方法,利用比例校正法对平稳信号频谱分析后的频率、幅值、相位进行了校正,建立一种将t时空域非平稳信号转变为t~2时空域平稳信号的方法,并基于平稳信号的比例校正法对其进行频谱分析,最后返回到t时空域获得某时刻的频域参数。仿真分析结果表明:该方法可以准确提取平稳信号的谱特征,也能较精确地提取非平稳信号特定时刻的频率、幅值和相位,提取结果精度较好,有效解决轴承转子系统快变过程的谱分析特征提取问题,为动力学特性分析提供了新思路。

发动机舱软管系检测系统精度分析与仿真

针对发动机舱软管系振动干涉检测系统中工业机器人基坐标系和发动机坐标系不统一的问题,基于空间坐标转换原理提出了多目标归一化算法。在模拟振动时,该系统由于试验操作误差,不能准确运动到设定位置的精度,基于蒙特卡罗模拟的数值仿真方法分析检测系统的精度。以多目标归一化算法为基础构建精度模型,使用计算机进行蒙特卡罗模拟试验分析各操作环节对系统精度的影响,并从操作方面提出提高系统精度的补偿措施。仿真结果表明:车身标定环节误差放大倍数为78,测量块标定环节误差放大倍数为22,末端执行器(TCP)标定环节误差放大倍数为20,采取对同一点多次测量的方法可以提高试验成功率。

数控机床位置精度自动分析技术研究

数控机床的位置精度是衡量机床性能的一个重要指标。在分析国家检验标准GB/T17421.2-2000的基础上,开发一套数控机床位置精度自动分析系统,自动生成数控机床位置精度检测报告,自动绘制数控机床精度误差曲线,直观准确表达出机床的定位精度、双向重复定位精度、平均反向间隙等参数,减少工程计算人员的计算工作量,提高分析效率和分析效果,同时也为其它精度检验分析过程提供借鉴。

面向对准方案等效性分析的命中精度评定

动基座发射的飞行器存在精对准和粗对准两种方案,由于粗对准采用提前获取的失准角,时间效应的不确定性导致对准偏差较难获取,不利于制导精度分析。提出了一种基于命中精度评定的飞行器对准方案等效性分析方法,基于置信上界估计方法,通过对飞行器粗对准和精对准子样进行独立评定和对比,在评定准则下验证了两种对准方案的等效性,可有效确定粗对准状态下失准角的时间效应对精度的影响。

基于Pix4Dmapper软件的大疆Phantom4 RTK正射影像图精度分析

针对无人机正射影像图精度分析,提出一种基于Pix4Dmapper软件的大疆Phantom4 RTK正射影像图精度分析方法。该方法以大疆精灵4 RTK为例,利用Pix4Dmapper软件对其飞行的照片数据进行解算,针对同一作业区域比较了3D倾斜摄影飞行模式和2D正射飞行模式所产生的正射影像在平面精度和高程精度上的差异;分析了低空飞行模式下,采用像控点参与解算对成果精度的影响。实验结果表明,Phantom4 RTK在低空2D正射影像飞行模式下可以达到免像控生产正射影像图和地形图的要求,为无人机正射影像图精度分析提供了一种新思路。

深度小于30 m正常停钻V_(S30)预测公式精度分析

我国钻孔测速中在正常停孔条件下产生大量深度小于30 m的钻孔数据。由于正常停钻,我国几乎没有此类场地下深度超30 m的钻孔实测数据,故无法以同类场地大于30 m数据直接回归V_(S30)公式。国外区域数据建立的V_(S30)预测公式有区域性,其在场地特征类似才适用;针对我国深度小于30 m正常停孔下V_(S30)预测线性外插公式LEE为具有潜在可行性公式。因此,为了从已有公式中得到可靠的V_(S30)预测公式,基于地质宏观类比,在停钻深度没有到30 m数据条件下发展了对已有公式的精度分析方法。通过对平均剪切波速竖向分布特点的分析,提出“精度分析区间”;并在缺乏停钻深度到30 m直接验证数据的前提下,提出两种分析公式预测精度的方法:方法一中校核对象是实测数据,具有一定直接检验的特点,但仅适用于具有反算能力的公式;方法二是基于所有公式都具有的——换算深度越靠近30 m则V_(S30)预测越准确的特点提出的,适用范围广。以滇中引水工程为案例,应用两种方法于该工程中深度小于30 m的正常停钻数据,为该工程选出精度最高公式LEE。

液晶显示器sRGB特性文件精度分析研究

当把一幅彩色图像的RGB值分别输入到不同的颜色设备上时,所输出彩色图像的Lab值将有很大的不同,使彩色图像失真。由于不同设备系统表征颜色的特性不同,所以同一组RGB数据在不同显示器上所呈现出的颜色不同,不同显示器所能表现的颜色范围也不同。

基于肤面模型的精密主轴回转精度分析

主轴是典型的多轴承转子系统,由于其结构中广泛存在的并行连接关系,以及轴承误差和零部件误差的相互耦合,导致对主轴进行精度分析十分困难。针对此问题,提出一种主轴的回转精度分析方法。首先使用小位移旋量理论和肤面模型方法对零件的形位公差和轴承回转轨迹进行建模,构建了零部件的全公差模型。其次,分析了主轴结构中存在的完全并行连接关系,提出了基于优化方法求解零部件误差传递的主轴回转精度计算方法。最后,使用所提出的方法对某型磨削主轴进行了公差分析和敏感度计算,结果表明,该方法能够较好地分析主轴的回转精度,并通过改进公差设计将精度合格率从74.3%提升至88.2%,有效地提高了主轴的公差设计水平。

一种基于浮点误差分析的混合精度鲁棒性提升方法

浮点运算是高性能计算的典型数值求解模式。混合精度优化通过降低程序中浮点变量的精度来提高性能和降低能耗。然而,现有混合精度自动优化技术受限于鲁棒性低的问题,即优化后程序不满足给定输入的结果精度约束。为此,提出了一种基于浮点误差分析的混合精度鲁棒性提升方法。首先,基于浮点误差分析获取能够触发程序不精确计算的输入;然后,基于误差触发输入评估精度配置,引导搜索获取鲁棒性高的混合精度配置。实验结果表明,针对典型浮点应用,该方法能够将混合精度优化的鲁棒性平均提升62%。

不同评价单元的滑坡易发性评价精度对比分析

理县杂谷脑河流域是典型的河流深切峡谷地貌,地质构造活动强烈,滑坡灾害频发。本文综合理县实际地质条件,结合杂谷脑河流域滑坡变形发育特征,从地形、地质和自然3大类因子中选取高程、地形切割深度等16个影响因子,通过频率比模型来量化影响因子与滑坡发生的关系,然后应用随机森林(random forest)模型和XGBoost(eXtreme gradient boosting)模型在栅格单元和斜坡单元下分别进行滑坡灾害易发性评价,通过ROC曲线和混淆矩阵对各组合进行精度评估,最后叠加评价单元下的形变速率图,实现杂谷脑流域精确的易发性评价。结果表明:地形、地质和自然因子3大类影响因子中频率最高分别是地形切割深度、地层和土地利用;RF和XGBoost模型中影响因子对滑坡的重要性排序有相似之处,且两种模型在栅格单元下地层是主控因素,在斜坡单元下地形切割深度是主控因素;ROC曲线评估下,RF-栅格单元、RF-斜坡单元、XGBoost-栅格单元和XGBoost-斜坡单元的AUC值分别为0.942、0.928、0.934、0.920,混淆矩阵计算RF和XGBoost预测滑坡易发性的召回率、精确率和准确率的结果中,RF-栅格单元的召回率、精确率和准确率分别为0.935、0.956和0.945,均高于其他3种模型组合。充分说明RF-栅格单元模型对理县杂谷脑河区域滑坡易发性评价的精度比其他组合下的模型高,能够为该区域的防灾减灾提供可靠参考。

智能手机GNSS观测数据筛选方法及精度分析

通过分析智能手机的信噪比波动特性,提出将截止信噪比与剔除数据占比相结合进行数据筛选的质量控制方法,通过设置不同的数据筛选方案,对小米8和华为Mate 20智能手机在静态、动态观测中采集的数据进行对比分析。实验结果表明:智能手机端不同卫星的信噪比波动周期和范围均不同,存在独立性,且高度角和信噪比的相关性弱于测量型接收机,因此根据截止信噪比来筛选数据更为合理。设置截止信噪比的剔除数据占比在5%~10%,对智能手机的定位精度提升最佳,此时截止信噪比约为25 dB-Hz。相比传统设置15°卫星截止高度角的方法,所提方法的东、北、天向精度在静态中约提升25%、10%和20%,动态中约提升30%、20%和5%。

星载分布式SAR双频乒乓模式测高精度分析

星载分布式合成孔径雷达(SAR)系统用于干涉测绘,凭借其基线灵活、时间去相关很小的特点得到了快速发展。与传统模式相比,双频乒乓模式能够同时得到两种频率的多幅SAR图像,可以实现更高精度的高程测量。本文首先简单介绍了双频乒乓模式的工作原理,然后深入研究了该模式下SAR干涉对的相位比例关系和相关性,理论上分析了其干涉相位估计精度和对应的测高精度,从而为系统设计和干涉处理方法研究提供理论依据。最后仿真分析结果直观展示了双频乒乓模式相较于传统模式的优越性,由于该模式增加了不同频率的干涉相位数据,干涉相位估计精度和测高精度均显著提升。

基于深度置信网络效能拟合的火控系统精度全局敏感性分析

针对当前航空火控系统的精度研究对数据完备性要求较高,且仅能分析系统内单误差源影响因素的问题,提出一种全新的基于深度置信网络(Deep Belief Network,DBN)效能拟合的火控系统精度全局敏感性分析(Global Sensitivity Analysis via Deep Belief Network,GSADBN)算法。从全局敏感性分析算法的优劣点出发,分析传统的全局敏感性分析算法在不完备数据下存在的局限性。利用DBN优异的特征提取能力,并采用无监督训练和有监督微调相结合的算法,搭建并训练火控系统效能拟合模型。研究结果表明:与传统Sobol算法、经典傅里叶振幅敏感性检验(Fourier Amplitude Sensitivity Test,FAST)算法以及最新的基于贝叶斯网络的Sobol(Bayesian Neural Sobol,BNSobol)算法相比,GSADBN算法不仅可以满足精度要求,同时还可以在不完备数据下达到传统算法在完备数据下精度分析的效果;该算法可以在火控系统不完备数据下取得较好的精度分析结果,同时在设计火控系统各模块时,给出精度方面的合理方案,从而为火控系统的设计及作战效能的提高提供参考和理论支撑。

磺酸型阳离子树脂的元素分配行为及高精度同位素分析应用

不同元素在离子交换树脂的分配系数是元素纯化和分离的基础,不同酸中各元素分配系数差异可用于设计高效的元素提纯流程,从而被广泛应用于现代高精度同位素分析。本文以AG®50W-X8阳离子树脂为研究对象,以分配系数(Kd)作为量化指标,通过系统实验研究不同元素在该树脂中的分配行为。在前人研究基础上,本实验增加了元素数量和酸的种类,涵盖了金属、类金属、非金属和稀土元素。结果表明:在盐酸和硝酸介质中,几乎所有元素的Kd都与酸度呈负相关,当酸度达到6mol/L时,除Th和Ca以外的所有元素都会被酸洗脱。稀土元素(REEs)和高场强元素在0.1~0.5mol/L稀硝酸和稀盐酸中强烈吸附在树脂上;而一些过渡金属、类金属和非金属元素(如Mo、W、Re、Ir、Sb、Ge、As、Se、Te等)在酸溶液中会形成含氧阴离子,不与阳离子树脂发生吸附。Al、Fe、Se、Pd、Cd、In等元素在盐酸中易与氯离子形成配位化合物或离子团,导致这些离子在盐酸中的分配系数显著降低。在硝酸和盐酸与氢氟酸的混合酸中,除稀土元素外,绝大部分元素随酸度增加Kd迅速降低。稀土元素在盐酸-氢氟酸混合介质中,随着盐酸的浓度增加(从0.1mol/L盐酸-0.2mol/L氢氟酸至6mol/L盐酸-0.2mol/L氢氟酸),稀土元素分配系数(KdREE)具有先增加后降低的趋势。氢氟酸的加入可显著降低Be、Al、Sc、Fe、Sn、Th、U、Ti、Zr、Hf等元素在稀盐酸和稀硝酸中的分配系数,使这些元素几乎不与树脂发生吸附。本研究揭示了不同酸介质中各类元素在阳离子交换树脂上的分配行为存在差异,尤其是氢氟酸的加入可显著改变高场强元素、部分过渡金属和稀土元素的分配系数,为应用该树脂开发和优化适用于高精度金属稳定同位素分析的元素提纯流程(如Li、Mg、K、Sr、Ce、U等)提供了数据支撑,并可有效地减少后续实验设计的工作量。

基于极值响应的某翻转输药机构运动精度非概率可靠性分析

翻转输药机构是弹药自动装填系统的重要组成部分,其运动精度可靠性对于确保发射药输送动作的顺利执行至关重要。现有的机构运动精度可靠性研究主要基于输入参数的概率模型,需要通过大量实验样本数据来确定参数的概率分布函数,这对于很多工程实际问题而言成本极高甚至无法实现。然而,将输入变量考虑成非概率区间模型在一定程度上可以规避上述难点,区间模型不要求输入变量,有详细的样本特征,只需要确定输入变量的不确定幅度或者界限,这相对于确定变量的概率分布较为容易。在此基础上,针对机构运动精度可靠性的评估提出了一种基于输入参数非概率区间模型的新型时变可靠性分析方法。该方法旨在机构完整运动时间区间内搜索输出响应区间域的局部极值时刻,并引入非概率可靠性指标来评估和分析局部极值时刻的瞬时运动精度可靠性,由此将时变可靠性问题转化为瞬时可靠性问题。将该方法应用于某翻转输药机构进行可靠性评估,结果表明所提出的非概率时变可靠性分析方法对机构运动精度可靠性分析具有一定指导意义。

病态问题解算精度的相对均方误差比较分析方法

病态问题导致参数估值方差较大,在参数真值未知的情况下,难以对正则化与TSVD(truncated singular value decomposition)方法进行精度比较。针对此问题,提出一种均方误差相对比较分析方法。首先,基于正则化估值相对变化量与TSVD估值相对变化量确定二者相对于最小二乘估值的相对偏差,避免偏差计算对真值的依赖;然后,利用相对偏差以及相对标准差确定均方根误差相对下降量,通过比较相对下降量大小确定最优的解算方法;最后,通过两组实验验证均方误差相对比较分析方法的可行性与有效性。