联合SAR影像相位和幅度信息的多形变量级滑坡监测——以金沙江白格滑坡为例

近年来,雷达遥感被广泛用于提取滑坡表面的高精度形变信息,所用技术包括基于相位的干涉测量和基于幅度的像素偏移量追踪;然而,大型复杂滑坡的形变量在时间演化以及空间分布上都存在较大差异,单一雷达遥感手段难以实现滑坡形变的全面监测。该文在雷达遥感形变探测能力分析的基础上,提出联合SAR(synthetic aperture Radar)影像的相位和幅度信息进行滑坡的全过程监测。以2018年发生的金沙江白格滑坡为例,基于2014—2021年Sentinel-1数据和2014—2018年ALOS-2数据,联合时序InSAR(interferometric SAR)分析和时序像素偏移量追踪(pixel offset tracking,POT),获取滑坡灾前灾后时序形变。结果显示白格滑坡灾前后缘的年平均速率在20 mm/a,主滑坡区2014年12月—2018年7月形变量可达45 m左右;灾后滑坡逐渐向后缘扩张,年平均形变速率可达200 mm/a,已经威胁到部分民房。2种方法的联合可以实现大型复杂滑坡的时空维多形变量级提取。

基于偏移注意力机制和多特征融合的点云分类

三维点云由于受到雾、雨和雪等自然天气条件的影响较小而受到了广泛的关注,在交通、能源和医疗等多个领域得到了广泛的应用,其中点云分类旨在划分三维点云数据的类别,为不同领域决策者提供信息,实现解决方案的制订,对自动驾驶、故障诊断和医学影像分析等具有重要意义。点云分类的应用前景广阔,但目前仍面临着诸多挑战。由于点云的无序性、稀疏性和有限性等特点,传统的图像处理和计算机视觉方法难以直接应用于点云数据分析,直接利用卷积神经网络不能有效提取点云特征,部分模型的特征提取不够充分,局部和全局的信息未能有效的利用,可能丢失重要特征信息。针对上述问题,提出一种实现点云的局部和全局特征相结合的多特征融合模块,并结合偏移注意力机制嵌入多特征融合模块实现较深层次点云特征的提取,同时引入残差结构充分利用浅层提取的特征,防止网络过深导致浅层特征丢失。在ModelNet40和ScanObjectNN分类数据集上进行训练和测试,并对实验进行了消融研究和部分数据可视化。实验结果发现该模型在ModelNet40上的分类总体准确率为93.6%,与PointNet、LDGCNN和PCT等模型相比,分类总体准确率分别提高了4.4、0.7和0.4个百分点;在ScanObjectNN上的分类总体准确率为83.7%,与PointNet++和DGCNN相比,分类总体准确率分别提高了5.8和5.6个百分点,具有较高的准确率和鲁棒性。

基于多策略融合的改进RRT路径规划算法

针对传统快速扩展随机树(RRT)及其衍生算法在路径规划时生成路径效率较低、无效探索点较多等问题,提出一种多策略融合的改进RRT算法。首先利用启发式选择策略确定最合适的扩展节点,然后结合基于目标偏置的自适应动态步长策略,使随机树始终向目标点区域扩展,最后通过垂距断点预优化的跳点连线策略去除冗余点,生成一条没有较大转折角的最短安全路径。通过不同复杂程度的仿真实验和现实环境实验对该算法进行测试。结果表明,与RRT、RRT*和Bi-RRT*算法相比,本文算法在时间消耗上分别减少了大约80%、50%和60%,在路径节点数上分别减少了大约65%、40%和35%。机器人依据该算法可以高效生成一条无碰撞,仅包含起始点、目标点和非突兀转折点的最优路径。

基于长短时记忆神经网络的Multi-GNSS卫星钟差建模预报

针对卫星钟差预报中二次多项式模型存在易受噪声干扰、预报精度不高的问题,构建一种基于长短时记忆神经网络的multi-GNSS卫星钟差预报模型,并分析不同卫星系统、不同钟类型基于不同建模方案的模型精度。为验证该模型的有效性和可行性,利用LSTM模型、QP模型、QP-LSTM模型分别基于12 h和24 h钟差序列进行建模,预报1 h、3 h、6 h、12 h钟差。结果表明,LSTM模型建模24 h、预报1 h精度最高。multi-GNSS卫星钟差LSTM预报模型中Galileo系统精度最高,其次为BDS-2系统和GPS系统,GLONASS系统精度最低,精度分别为0.018 ns、0.069 ns、0.133 ns、0.242 ns。不同原子钟预报精度不同,氢原子钟预报精度优于铷原子钟、铯原子钟。LSTM神经网络模型预报精度相较于QP-LSTM模型提升27%,相较于QP模型提升36%。

一种多谱线插值优化处理的频偏估计算法

多进制相移键控(Multi-phase Shift Keying, MPSK)信号在各种数字通信系统中被广泛应用,但当收发两端存在相对运动速度时,引发的多普勒频偏会影响相干解调的准确性。针对这一问题,提出了一种基于传统多次方谱估计的频偏估计算法。该算法采用非数据辅助方法去除调制信息,利用傅里叶系数插值算法得到小数频偏粗估计值,并通过频域内最大谱线以及其左右±0.5处谱线插值优化处理获得小数频偏精估计值。在信号采样点数为512,信噪比大于6 dB的情况下,该算法与传统多次方谱估计算法相比,其归一化频偏估计的均方误差降低了15 dB左右,相干解调误码性能也趋于理论曲线,且具有更高的稳定性和适应性。

复合材料长桁结构件变形修正技术研究

针对复合材料长桁结构件的变形修正问题,分别提出了离散布点与变角度修正的外形面修正方法、基于修正外形面的多区域等厚度偏置算法以及过渡区域自动分段桥接方法。基于CATIA/CAA开发了复合材料零件变形修正系统,并以典型长桁零件数模为例进行验证,分别记录手动修正及自动修正所需时间,对比结果表明:提出的变形修正方法及开发的长桁变形修正系统能有效地提升回弹变形修正工艺数模的生成效率。

基于渐进可控频偏范围的多频实信号频率估计器

多频实信号的频率估计是应用面广的基础信号处理问题,其精度受限于难以降低各频率成分的谱间干扰。为根本解决该问题,提出可自动抑制谱间干扰的多频实信号频率估计器,具体以频偏范围可控的单频估计器为基础,通过迭代构造两种残差信号(即降序残差和排它残差)并将其馈入单频估计器,从而获得各成分频率估计结果。其特色在于,在迭代过程中,可渐进设置频偏范围参数,从而保证各频率成分可稳步地获得高精度估计结果。数值结果表明,该研究提出的多频估计器精度高于现有的多频估计器精度,具有宽广的应用前景。

工程VSP与地震CT联合探测方法及其在岩土工程的应用

垂直地震剖面(VerticalSeismicProfile,简称VSP)和层析成像(ComputerizedTomography,简称CT)方法,不仅能够使用统一的数学方法描述(如射线理论),并且在其勘探实践活动中完全可融为一体而成为优化技术组合下的高分辨工程物探方法.特别是在井间地震CT数据采集现场施工中,充分利用VSP和井间CT数据采集方式的兼容性和优化观测系统参数设计,几乎可以不增加野外工作费用,就能够同时获取井间地震CT数据和施测孔的逆向VSP数据体.如井中排列多点激发,地面各接收点构成多偏移距逆向VSP道集,并可组成关于孔中各炮点的变偏移距逆向VSP道集.这种高分辨技术组合在近地表大中型岩土洞室工程测试环境中更易于实现.本文简述了工程VSP与地震CT数据一体化观测系统,介绍了联合速度反演初始模型的建立与成像处理流程,给出VSP和CT联合成像方法应用于三峡大坝工程物探检测中的一个实例简介,最后得出相关结论并提出建议.

多炮检距地震映像法在采空区探测中的应用

介绍了采空区的物性特征、多炮检距地震映像法在探测采空区的工作方法和主要内容,论述了多炮检距地震映像法进行采空区探测的基本原理及数据处理流程。通过在辽宁鞍山某铁矿区的多炮检距地震映像法的实例分析以及与高密度电法的相互比对以及最后钻孔验证,可以得出,利用多炮检距地震映像法可以有效地进行采空区探测。

多偏移距地震映像法应用技术研究

在地震映像方法勘探中,不同偏移距获得的地震波所包含的信息是不一样的,同时,偏移距也是影响地震分辨率的一个主要因素,合理选取偏移距能取得更好的勘探效果。本文结合对向家坝至上海高压输电线路湖北咸宁段塔基岩溶地带采用浅层地震多偏移距映像勘探技术勘察的实例,应用共偏移距处理技术,抽取映像法勘探结果中不同偏移距下的多条地震剖面作对比研究,分析不同偏移距下地震波对于地质异常体的反映,探讨适合多波联合勘探的最佳接收窗口内的最佳偏移距,以提高勘探效率和精度。

基于循环前缀的相位编码OFDM雷达多普勒频移估计和补偿

相位编码正交频分复用(PC-OFDM)雷达是近年来新体制雷达研究热点之一。该雷达信号对正交多载频进行相位调制,同时具有距离、多普勒高分辨。然而,PC-OFDM雷达对多普勒频偏较为敏感,该文研究了PC-OFDM雷达基于循环前缀(CP)对多普勒频偏进行估计,并基于估计值对频偏进行补偿,再进行脉冲压缩。仿真实验证明,该文方法能有效改善多普勒频偏所带来的1维距离像结构破坏和旁瓣抬升。

多尺度Transformer激光雷达点云3D物体检测

激光雷达点云3D物体检测,对于小物体如行人、自行车的检测精度较低,容易漏检误检,提出一种多尺度Transformer激光雷达点云3D物体检测方法 MSPT-RCNN(multi-scale point transformer-RCNN),提高点云3D物体检测精度。该方法包含两个阶段,即第一阶段(RPN)和第二阶段(RCNN)。RPN阶段通过多尺度Transformer网络提取点云特征,该网络包含多尺度邻域嵌入模块和跳跃连接偏移注意力模块,获取多尺度邻域几何信息和不同层次全局语义信息,生成高质量初始3D包围盒;在RCNN阶段,引入包围盒内的点云多尺度邻域几何信息,优化了包围盒位置、尺寸、朝向和置信度等信息。实验结果表明,该方法(MSPT-RCNN)具有较高检测精度,特别是对于远处和较小物体,提升更高。MSPT-RCNN通过有效学习点云数据中的多尺度几何信息,提取不同层次有效的语义信息,能够有效提升3D物体检测精度。

非线性多转子-支承系统的偏置同步响应

利用等效线性化法将多转子－支承系统中的非线性元件逐次换为具有等效参数的线性元件，借助Ｒｉｃｃａｔｉ传递矩阵法稳定空间边界值问题，提出了分析多转子－支承系统偏置同步响应的等效线性化—Ｒｉｃｃａｔｉ传递矩阵迭代法。实例计算了装有中介轴挤压油膜阻尼器的双转子发动机的偏置同步响应。结果表明本法稳定性好、传递矩阵维数低、所需算机容量和机时小，明显优于模态综合法［１］，特别适合于分析含有强非线性元件的大型多转子－支承系统的偏置同步响应。

基于LED驱动芯片的低温漂CMOS基准电压源

设计了一种低温漂CMOS基准电压源,应用于LED驱动芯片中.采用基本的带隙基准电压源原理,并对结构进行了改进,减小了失调电压对输出的影响,同时可以提供多路输出,满足LED驱动芯片中多个基准电压的需求.基于CSMC 0.5μm CMOS工艺对所设计电路进行了模拟仿真.常温(25℃)下,电源电压为4V时电路具有稳定的三路输出:200mV、600mV和1V,温度在-45～85℃变化时,温度系数为16.9ppm/℃,PSRR大于-70dB@1kHz.

折射方法在南沙礼乐盆地西南海域中生界研究中的应用

钻探和拖网取样资料都表明南沙海区东北部礼乐滩及附近海域存在大套中生代海相沉积,但其西南侧是否也存在中生界不清楚。新的长排列（偏移距超过6km）多道地震测线C2B经过南沙礼乐滩西南海域（水深1.5~1.7km）,反射剖面显示了重要的角度不整合界面,上覆地层呈平行披盖结构,下伏地层则存在明显的挤压变形;长排列炮集记录则显示了清晰的折射波。利用OBSTOOL软件进行了折射波震相的拾取,折射波速度计算结果表明不整合界面上覆层地震速度为2.5~3.0km/s,下伏层地震速度为3.5~5.5km/s,跨不整合界面发生速度突变（其差值约1.0~2.0km/s）,表明地层严重缺失。结合南海的构造演化过程、钻探和拖网取样结果,以及与南海北部潮汕坳陷已经确定的中、新生代地层速度的对比,将上覆层划为新生界,下伏层划为中生界。C2B测线东南端下构造层属于中生界褶皱构造,地层速度较低,约3.5km/s,低于潮汕坳陷西南部中生界的地震折射波速度为3.5~4.2km/s,推测为早白垩世边缘海相沉积,可能预示礼乐盆地西南海域较好的中生界油气储集。

快速成型中基于直骨架原理的轮廓偏置算法

为了降低光固化快速成型中成型件的表面粗糙度,解决现有偏置算法中效率低、轮廓自相交和互相交等问题,提出一种基于直骨架的偏置算法.该算法采用多边形单调链分解的方法来提高直骨架计算速度,适用于二维多连通区域;求取偏置多边形前,通过标记偏置分裂及退化的偏置点,用栈的数据组织形式提取偏置多边形顶点,提高了算法稳定性.实验结果表明,在快速成型中,采用该算法的多重轮廓扫描方式能有效降低成型件的表面粗糙度并提高制作效率.

雕塑曲面多轴加工的干涉处理

论述了雕塑曲面多轴数控加工图像编程系统 GNCP/SS 的干涉处理技术.对多轴端铣、侧铣加工中的干涉现象进行分析,提出了一种以临界约束和刀具与曲面最近距离监视为基础的防干涉方法,该方法能自动确定刀轴方向并获得最大切削效率、另外,还对多轴加工中刀轴变化产生的非线性误差进行了分析,提出了以对分插值区间为基础的补偿方法.这些方法在实用中取得了满意的干涉处理效果.

一种基于FBMC-OQAM干扰抑制的功率资源分配新算法

基于FBMC-OQAM(filter bank multicarrier-offset quadrature amplitude modulation)的多用户频谱共享的认知无线电网络中的资源分配问题,在此提出了一种干扰抑制的功率资源分配算法(powerresource allocation algorithm,PAA).引入跨层干扰限制来保护网络中的次用户免受过多的干扰.引入虚拟队列的概念,将多用户争用信道资源导致的额外分组时延转化为在信道对应的虚拟队列中的排队时延.该算法以系统能效为目标函数、以时延和传输功率为约束条件,提出一个非线性约束下的非线性分式规划问题.设计了一种迭代算法,先通过一些变换将分式目标函数变为多项式形式,降低其实现难度后迭代求其全局最优解.此外设计了一种次优算法,以部分性能换取更低的计算复杂度.经实验仿真对比,最优算法具有高性能,次优算法在低计算复杂度的基础上具有较高性能,2种算法均具有很好的实用价值.

多模全球导航卫星系统融合精密定轨

基于武汉大学自主研制的卫星导航系统综合处理软件(PANDA),利用全球实测的GPS/GLONASS、GPS/Gali-leo试验卫星(GIOVE)多模接收机数据进行GPS、GLONASS、GIOVE卫星的融合精密定轨理论与方法研究。通过与IGS提供的GPS与GLONASS卫星精密轨道比较、轨道重叠弧段互差以及SLR观测数据检核等多种方法对融合计算的精密轨道精度进行了评定。

基于最小炮检距道快速检测炮点偏移方法

地震采集数据的质量是后续处理、解释的基础和保障,其影响因素较多,其中炮点位置偏移是重要一项。在地震数据现场采集过程中,由于地形及人员疏忽等原因,易导致炮点实际施工位置偏离当初设计,对后续动校正、同相叠加等产生不利影响,甚至造成连续产生废炮等现场施工事故。通过深入探讨最小炮检距道性质,提出一种实时检测炮点位置偏移及校正方法,通过对比由理论初至确定的与由实际初至、道集能量确定的最小炮检距道的一致性,快速检测、判定炮点位置是否偏移,并根据计算的偏移量,自动进行校正。实际应用结果表明,该方法能自动、快速监控炮点偏移,完全满足现今高效地震采集条件下现场实时监控采集质量的需求。