基于统计偏差校正方法创建EMI-2和TROPOMI连续臭氧总柱

长期一致的臭氧总柱(TCO)记录对于臭氧层变化评估和连续观测有重要意义。臭氧的卫星监测数据较为充足,但各个数据集之间的一致性较差,卫星载荷、光谱仪器设计校准和反演算法的差异,导致在相同区域不同载荷TCO观测有明显的跨载荷偏差。为了获得一致的TCO记录,原始数据和算法层面的均质化虽然更符合物理意义,但需要不同卫星载荷团队之间完全共享所有仪器参数、原始数据和全部反演算法,难度很大。文章介绍基于统计学的跨载荷系统偏差的消除方法。提出了一种基于分位数-分位数(Q-Q)偏差校正方法,以消除大气痕量气体差分吸收光谱仪(EMI-2)和对流层观测仪(TROPOMI)之间跨载荷TCO系统偏差。利用2021年11月重叠时间段内的共同观测结果,通过Q-Q偏差校正方法来表征EMI-2和TROPOMI之间的系统偏差,然后将EMI-22021年12月期间的TCO观测结果同质化到TROPOMI水平,这种Q-Q偏差校正方法显着提高了TCO跨载荷观测整体一致性,将EMI-2和TROPOMI的相关性R从0.96提升到0.98,为臭氧的连续观测提供基础。将EMI-2均质化前后的数据与地面站点数据进行偏差分析表明Q-Q偏差校正方法提升EMI-2观测的准确性和一致性,与地基数据的误差从5%进一步降低到3%。地基站点数据表明EMI-2数据在温带和寒带地区数据的精度较高,但在热带地区误差高于5%,初步推测是热带云高更高,云分数更大,云数据的云压云分数精度不够,“鬼柱”补偿的云下臭氧效果较差,但经过均质化后偏差减小。研究表明,Q-Q偏差校正方法对全球长期TCO记录至关重要,可应用于未来对全球范围内臭氧恢复的评估。

基于经验模态分解与偏差校正的配电网短期负荷水平分析方法

受到温度情况、休息日、甚至突发事件等不确定因素的影响,配电网短期负荷分析准确性不高,与实际情况存在较大的偏差。针对上述问题,提出一种基于经验模态分解与偏差校正的配电网短期负荷水平分析方法。对配电网负荷数据进行预处理,包括缺失数据弥补、异常值处理以及归一化;利用经验模态分解,将预处理好的配电网负荷时间序列分解为若干独立IFM分量,以这些独立IFM分量为输入,利用深度置信网络分析配电网短期负荷值。引入模糊控制方法,将温度变化及休息日这两种常见的不确定因素考虑在内,优化深度置信网络计算得出的基本短期负荷分析结果,实现偏差校正。试验结果表明:所研究方法应用下,配电网短期负荷水平分析结果与实际结果之间的偏差均有所降低,尤其周六日,达到了研究目标,说明配电网短期负荷水平分析精度有所提高。

多波束测深系统时延偏差探测及校正方法

在利用多波束测深系统进行高精度海底地形测量时,各传感器之间数据采集时间不同步的问题,即存在时延偏差,这将会直接影响多波束测深数据质量,为此提出了一种基于最小二乘原理的多波束测深时延偏差探测及校正方法,给出了时延偏差探测及校正计算模型,设计了时延偏差探测及校正流程,通过实例分析,验证了所提方法的适用性和有效性。

震动图的偏差校正方法研究

近十年来，震动图（ShakeMaps）在破坏性地震之后的地震应急决策、地震救援和救灾、震后灾害损失评估、科学研究中发挥了重要作用。然而地震动衰减关系是基于以往地震中获取的强震记录并不区分地震的发震断层类型和震源机制的一种综合平均结果。而相同震级地震的地震动参数相当离散，地震动衰减关系存在地震事件间的不确定性。速报地震震级的不确定性也将直接导致利用衰减关系估计缺少台站地区的地震动参数值与实际台站测量值之间的系统偏差。

基于RO硬件木马检测的工艺偏差校正方法

针对基于环形振荡器(ring oscillator,RO)的硬件木马检测方法受到工艺偏差的严重影响,导致木马检测准确度降低的问题,提出了一种新的针对RO硬件木马检测进行工艺偏差校正的方法.首先,根据硬件木马和工艺偏差对芯片供电电压变化的不同反应特性,改变测试数据中两者所占的比重,获取大致工艺偏差影响范围,然后削弱测试数据中工艺偏差的影响,突出和显化硬件木马的影响,最后通过马氏距离以及欧式距离等判别方法识别出硬件木马.利用现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)测试平台进行了实验验证,数据处理结果表明,在0.61%,片内工艺偏差下可以有效检测出工艺偏差校正前无法识别的硬件木马,木马电路的大小等效为44个与非门.并且提出的方法可以扩展应用于包含片内工艺偏差的情况.

多气候模式的全国月降水预测能力评价及偏差校正

月降水预测对水资源配置和规划管理等具有重要意义,但其受到多种因素的影响,预测难度和不确定性均较大。为探究基于气候模式的月降水预测在中国区域的表现和偏差校正方法对预测能力的影响,以中国内地为研究区域,选取1981-2014年为研究时段,评价了九种气候模式(CFSv2,SEAS5,CanSips,GEMNEMO,CCSM4,GFDL,CanCM3,CanCM4,GEOSS2S)在不同预见期下对月降水的预测能力,采用聚类分析方法分析了气候模式的预测能力随预见期的变化规律,并采用线性偏差校正方法(Linear Scaling,LS)和分位数映射校正方法(Quantile Mapping,QM)对降水进行后处理,比较了两种偏差校正方法在验证期(2008-2014年)的校正效果。结果表明:(1)不同气候模式之间对降水的预测精度差异较大,对夏季降水的预测能力因预见期和预测区域而异,其中SEAS5模式在不同经纬度和不同预见期下的综合表现均最优,且其预测能力随预见期的延长变化稳定;(2)偏差校正对所有气候模式的降水预测均有明显的改进效果,两种偏差校正方法的效果相近,但经过LS方法校正后降水的平均绝对相对误差小于50%,总体上略优于QM方法,此外经过偏差校正后SEAS5模式的综合表现依然最优。研究结果揭示了SEAS5模式对中国内地月降水预测的优势和偏差校正方法对气候模式预测能力的提升作用,可为基于气候模式的降水预测应用提供参考。

数控车床多刀具加工时刀具偏差的校正方法

分析了直接对刀法进行数控车加工的缺陷 ,介绍了用样件试车法进行多刀具加工的刀偏补偿方法 。

电阻率测井的钻井液侵入校正方法

由于在渗透性地层处存在钻井液侵入影响,使观测得到的地层电阻率和冲洗带电阻率与实际的电阻率相比存在较大偏差,降低了利用测井资料区分油气层与水层的分辨率。文章论述了基于几何因子理论的泥浆侵入校正原理,并离散了钻井液侵入校正量版,拟合得到地层电阻率、冲洗带电阻率、侵入直径、几何因子之间的关系。利用这些关系式,采用迭代法对新疆塔河石炭系地层进行钻井液侵入校正。试油与测井解释结果对比证实, 校正提高了地层电阻率和冲洗带电阻率的精度,提高了解释油气层的符合率。

CCD输出信号偏差的分析与校正

详细分析造成CCD输出信号偏差的原因,在此基础上提出一种采用二次补偿手段的校正方法,并取得了理想的校正效果。

川西北部长兴组天然气偏差因子计算方法优选

为了解决在四川盆地西北部上二叠统长兴组高含硫天然气偏差因子各计算方法的适应性问题,开展了各种计算方法及校正模型的评价研究,研究中将4种常用计算方法结合校正模型所得预测结果与实验测试结果进行对比分析,优选出适用于该区的天然气偏差因子计算方法及校正模型。研究结果表明:高含硫天然气偏差因子计算时须进行非烃气体组分校正,校正后的经验公式计算值与实验测试值差异较小,结合WA校正的HY方法在四川盆地西北部长兴组高含硫天然气偏差因子预测过程中计算精度高且实用压力范围较宽。进而推荐采用优选WA校正的HY方法用于该区天然气偏差因子的预测。

基于信道化的宽带信号测向偏差校正

基于移相器的宽带相控阵天线在测向中进行角度扫描时,由于渡越时间、孔径效应的影响,收发信号不能有效地同相合成,难以实现期望的波束形成和波束指向控制。鉴于采用模拟延迟线方法带来设备体积大等问题,论文从数字化方法考虑,采用信道化对频率分段。在每个信道中进行适当值进行补偿校正,有效改善了测向角度偏差问题。

考虑气候内部变率影响的偏差校正评价框架及其应用

气候内部变率可能引起全球气候模式输出变量(如降雨和气温)偏差非一致性,进而会影响偏差校正方法的结果。因此,本文建立了考虑气候内部变率影响的偏差校正评价框架,采用残留偏差指标定量评价了偏差校正方法在历史和未来时段的偏差校正结果。同时,分别通过4个GCM多成员集合估算了气候内部变率,进而分析气候内部变率模拟值的不确定性对偏差校正评价结果的影响。结果表明,在历史时段,偏差校正方法能够有效地降低GCM输出变量的偏差,使得残留偏差在气候内部变率范围内。在未来时段,偏差校正方法仅仅在一定程度上降低了GCM输出变量的偏差。虽然气候内部变率具有明显的不确定性,但残留偏差依然可能大于气候内部变率。

含未知参数的自校正融合Kalman滤波器及其收敛性

对于带未知模型参数和噪声方差的多传感器系统,基于分量按标量加权最优融合准则,提出了自校正解耦融合Kalman滤波器,并应用动态误差系统分析(Dynamic error system analysis,DESA)方法证明了它的收敛性.作为在信号处理中的应用,对带有色和白色观测噪声的多传感器多维自回归(Autoregressive,AR)信号,分别提出了AR信号模型参数估计的多维和多重偏差补偿递推最小二乘(Bias compensated recursive least-squares,BCRLS)算法,证明了两种算法的等价性,并且用DESA方法证明了它们的收敛性.在此基础上提出了AR信号的自校正融合Kalman滤波器,它具有渐近最优性.仿真例子说明了其有效性.

基于最小相对熵与水平集的图像分割与校正

根据最小相对熵理论,从统计建模的角度出发建立起能量泛函,然后与水平集方法集合得到一种新的变分水平集方法,将该方法运用到了强度异质图像中进行目标分割与偏差校正。通过水平集函数的演化,将目标分割与偏差校正进行了统一,得到了具有内在平滑性的偏差估计函数。实验表明,经过校正之后,组织之间的重叠区域明显降低,分割结果更为准确。此外,模型对轮廓初始化并不敏感,需要的迭代次数和时间较少,适合于各种数据量较大的自动化应用场合。

用一维变分法校正卫星资料反演地球大气湿度场的试验研究

本文采用一维变分法,并将MM5模式的相对湿度6小时预报作为背景信息,对1998年6～7月两种卫星反演地球大气相对湿度资料进行偏差校正试验,以提高其精度.这两种反演资料分别是用统计反演法反演GMS-5静止气象卫星多通道遥感信息得到的GMS反演地球大气湿度,和用同步物理反演法反演NOAA-14极轨卫星的TOVS晴空测值所得的TOVS反演湿度.校正试验结果表明,一维变分法能有效减小两种卫星反演湿度相对于匹配的NCEP/DOE再分析相对湿度的平均偏差和均方根偏差:850～300 hPa GMS反演湿度的绝对平均偏差下降了0.59%～2.87%;各层GMS反演湿度的均方根偏差的减少量为3.26%～7.49%,其中925～400 hPa从11%～14%降为6%～9%,300～200 hPa从20%～24%降为13%～18%;500～300 hPa TOVS反演湿度的绝对平均偏差从7%～13%降至1%～5%;各层TOVS反演湿度的均方根偏差减少了12.61%～15.1%,其中1000～500 hPa从21%～24%降至8%～10%,400～300 hPa从25%～29%降至11%～14%.校正分别使925～400 hPa GMS反演湿度和1000～500 hPa TOVS反演湿度的均方根偏差降至10%以下,达到了WMO对卫星资料反演地球大气湿度垂直分布的可用精度要求.

未来气候情景下气候变化响应过程研究综述

气候变化将会对生态系统、自然资源、极端气候和人类社会产生一定的影响,科学评估未来气候变化响应是应对气候变化的前提。通过对当前研究成果的回顾,建立未来气候情景下气候变化响应研究的系统思路,并总结了研究所涉及的方法。系统论述了应用第5阶段耦合模式比较计划(CMIP5)气候模式前进行适用性评价的必要性;分析了当前降尺度方法尤其是统计降尺度的主要方法及进展;归纳了偏差校正过程中普遍使用的方法,最后,综合分析了整个研究过程中的不确定性。研究将为气候变化响应分析提供方法和思路指导。

近红外光谱无创血糖检测的模拟样品试验研究

提出了采用牛奶作为模拟样品,对血糖测量中的测量方法和波长选择等基础问题进行了研究。在15 6 0～175 0nm和2 0 90～2 190nm的波段,对模拟样品的近红外漫反射光谱,分别采用多元散射校正(MSC)、一阶微分和矢量归一化进行预处理,用偏最小二乘法(PLS)建立了乳糖的校正模型。在2 0 90～2 190nm波段内,采用一阶微分配合多元散射校正,模型相关系数达到0 .99,预测集样本的标准偏差(RM SEP)达到0 . 0 4 5。以上研究结果为血糖测量的深入研究提供了理论和实践上的指导。

阴离子交换色谱积分脉冲安培法测定鱼粉和玉米粉水解液中氨基酸

将高效阴离子交换色谱-积分脉冲安培直接检测法应用于鱼粉和玉米粉水解液中的氨基酸的分析测定.该方法使用Dionex AminoPac PA10阴离子交换柱为分析柱,控制柱温为35℃,以NaOH和NaAc的强碱性溶液为淋洗液,在合适的梯度条件下,可以实现对17种常见氨基酸的高效分离.在强碱性条件下,获得良好分离的各个氨基酸可在配有金工作电极的电化学检测器上以积分脉冲安培法获得高灵敏度的检测.在优化的测定条件下,该方法对这17种氨基酸的检出限在0.21～3.38 pmol之间;峰面积校正曲线的线性范围为2～3个数量级;5次平行测定的峰面积的相对标准偏差RSD在0.32%～4.7%之间.该方法应用于玉米粉和鱼粉水解液中氨基酸含量的测定,结果良好.对玉米粉和鱼粉水解液标准加入的回收率分别在81.9%～108.0%和90.0%～108.0%之间.

等离子体质谱法在地质样品铅同位素比测定上的应用

本文研究了等离子体质谱法在地质样品铅同位素比测定上的应用。对仪器的质量歧视效应进行了观察和讨论,并对比了它的两种校正方法。溶样方法对某些样品的同位素比测定结果影响较大,应根据地质研究的要求选择溶样方法。铅同位素比的测量精度(RSD)一般为0.1-1%;与TIMS值的相对偏差为0.1-2%。分析一个样品的时间平均约8分钟。

BurrⅫ部件相依屏蔽数据系统的可靠性分析

考虑相依串联屏蔽数据系统的可靠性分析问题.首先,在部件寿命服从BurrⅫ分布的情形下,通过引入Copula函数建立部件寿命变量之间的相依结构,以及相依串联屏蔽数据系统的可靠性模型,并推导出串联系统的一些概率结果;其次,基于逐步Ⅱ型截尾的系统失效数据,得到模型参数的极大似然估计,并基于渐近正态性理论和bootstrap抽样算法,构造模型参数的渐近置信区间及偏差校正的百分位bootstrap置信区间;最后,进行仿真模拟和真实数据分析,结果表明,该模型方法对相依屏蔽数据系统的可靠性分析可行且有效.