Error Analysis and Accuracy Assessment of GPS Absolute Velocity Determination without SA

Error sources which decrease the accuracy of GPS in absolute velocity determination have been changed since SA was turned off. Firstly, quantities of all kinds of error sources that influence velocity deter-mination are analyzed. The potential accuracy of GPS absolute velocity determination is derived from both theory and field GPS data simulation. After that, two tests were carried out to evaluate the performance of GPS absolute velocity determination in the case of a static and an airborne GPS receiver and INS (Inertial Navigation System) instrument in kinematic mode. In static mode, the receiver velocity has been estimated to be several mm/s with the carrier-phase derived Doppler measurements, and several cm/s with the receiver generated Doppler measurements. In kinematic mode, GPS absolute velocity estimates are compared with the synchronized measurements from the high accuracy INS. The root mean square statistics of the velocity discrepancies between GPS and INS come up to dm/s. Moreover, it has a strong correlation with the accel-eration or jerk of the aircraft.

嫦娥4/5号月球探测器VLBI观测数据质量分析

在中国探月工程(China’s Lunar Exploration Program,CLEP)中,甚长基线干涉测量技术(very long baseline interferometry,VLBI)具有重要作用。为获得月球探测器的准确定位、实现精确的测定轨功能并以此在探测器飞行过程中完成轨道修正,需要利用VLBI测站对月球探测器进行实时观测。首先以均值(arithmetic mean,AM)以及标准差(standard deviation,STD)作为主要的精度指标,对来源于上海天文台的嫦娥4号探测器、中继星以及嫦娥5号探测器的VLBI实测数据进行总观测时段的数据稳定性分析,并基于嫦娥4号探测器同时段S、X双频段观测,着重进行该探测器不同频率各项数据的质量分析;然后对探测器各工作时段分别进行时延、时延率测量形式误差以及残差分析,了解各时段探测器运动情况与数据变化的相关性。结果表明,3类探测器中,嫦娥4号的实测精度最高,达到1 ns量级;嫦娥5号的观测稳定性优于其他两类探测器;不同地面站对探测器的观测精度有所差异,并且在探测器不同的工作时段,实测数据表现出不同特征。

样品尺寸对脉冲穿透法声速测量误差的影响

岩心的声速测量能够提供关键的储层地质信息,对储层评价和地质模型构建具有实际应用价值。脉冲穿透法是一种常用的声速测量方法,但它要求样品尺寸远大于波长(约10倍)。当特殊场景如需在测井信号主频8~20 kHz下测量样品声速时,被测样品长达数米,不仅制备困难,还存在声波信号衰减大的问题。关于试样尺寸能否缩小或能缩小到什么程度的定量研究很少见到公开报道。该文将数值模拟和实验测量相结合,系统定量地研究了圆柱状样品长度及直径与波长之间的比值对脉冲穿透法声速测量精度的影响。研究表明:为确保脉冲穿透法声速测量的准确性,建议样品沿传播方向上的长度不低于4倍声波波长,横向尺寸不低于2倍波长。研究结果突破了传统脉冲穿透法要求样品尺寸远大于波长的限制,为优化声速测量方法和提高测量精度提供了理论支持。

非接触式纵梁折弯高度检测方法研究

随着变宽度车架使用越来越多,各种非接触式测量方案应用越来越广泛。借助非接触式距离测量设备,快速检测变宽度车架的Z型面高度差,在此基础上通过多点测量、统计数据极大似然估计,构建数学模型,运用最小二乘法拟合直线,并利用计算点与直线的距离来快速判断测量平面与基准平面的间距的方案。通过多次测量以及统计学分析,可实现使用低精度设备达到高精度测量的思路,系统误差约为原来的2/3。研究结果可为快速检测车架纵梁折弯高度提供依据,在大幅度提升测量效率的同时保持较高的稳定性。

山东临沂地区砂土剪切波速与标准贯入击数关系统计分析

剪切波速(V S)与标贯击数(N)之间存在相关关系,受地区土壤条件影响很大。对临沂地区场地实测得到的砂土的剪切波速和标贯击数之间的关系进行了统计分析,得到了砾砂、粗砂、中砂和细砂相应的关系曲线。结果发现受沉积环境的影响,砂土层粒径与埋深呈正相关,砂土粒径越大其密实段样本点数量越多。为消除不同密实程度段之间的相互影响,以密实度为划分标准进一步进行分区段统计分析,得到了不同密实程度的四类砂土的相关关系方程,通过实际钻孔数据对比了分段与不分段的统计分析结果,分段模拟能更好地反映两者之间的相关关系。将砂土根据密实度进行划分再给出剪切波速和标贯击数的回归关系可以提高分析结果的准确性,同时可以考虑土体特性的影响,更为科学。此研究为临沂地区提供了一种简便预估剪切波速的方法,对相关地区的工程建设和科学研究也具有参考价值。

基于图像智能识别的中小河流流量监测系统应用研究

基于机器视觉智能算法自动提取分析水流天然示踪物运动要素信息,研制天然河道流量监测系统,并在浙江临安桥东村水文站开展比测实验研究。提出运用“单宽流量比较法”确定代表性测点流速的权重,在测点流速稳定性分析的基础上优选代表性测点流速,合成指标流速并开展推流和误差分析。实验期白天时段中,测站高水期图像法测流系统误差-1.93%,随机不确定度25.8%。夜晚时段各水位级误差指标较白天总体偏大,高水期系统误差-4.63%,随机不确定度16.3%。研究显示,现阶段图像法测流可作为中高水期流量测验的辅助手段,该方法应用于全天候环境还须进一步探索,测量精度亦需提高。

水下枪弹速度测量误差分析

简要介绍了水下枪弹运动时｛ｘｉ，ｔｉ｝ 数据对的获取方法。分析了弹丸在水中与空气中运动规律的差异，提出了适合于水中弹丸运动的位移—时间回归模型。讨论了弹丸运动速度之标准误差的计算方法，并给出了标准误差之变化规律。

测速系统测量数据融合算法研究及应用

测速系统作为新型参试设备,其数据处理方法和处理精度是外弹道数据处理关注的重点。根据测速系统测量数据的特点,建立基于最小二乘估计的融合算法,并根据误差传播定律给出相应的精度模型以及误差分析模型。此方法已在大型试验任务中得到了有效的应用。该算法模型的提出为多测速系统的数据处理提供了新的技术途径,有效提高了数据处理精度,为型号部门提供了可靠的数据处理结果。

四川东部高陡构造时深转换方法研究

四川东部高陡构造由于地表和地下两翼地层陡峭、断层发育以及由此产生的断层上下两盘地层速度横向的变化,造成在时间剖面上的反射复杂,甚至有构造假象的存在,由时间域向深度域的转换是一个重要环节。正确的时深转换处理是搞准地腹构造形态的关键。层速度时深转换处理的效果,主要取决于所建立的时深转换速度模型的正确及合理性。通过层速度时深转换方法的改进,较好地解决了多年来高陡构造大断层上、下盘,因速度突变而造成时深转换之后的深度误差和构造形态的畸变,大大提高了钻探符合率。该方法操作容易,实用性强,在四川东部DTC构造带上的MYB、XJG和WQJ构造带上已见到较好的效果。

高速运动目标的光电精密测速系统误差分析

在利用光电精密测速技术时,涉及复杂的空间光交汇计算,通用误差分析方法比较困难。在目标与光束垂直度适当的情况下,目标运动方向的偏差对测量精度的影响属于二阶小量。系统整体误差的主要来源为距离测量误差、时间测量误差以及光束不平行度产生的误差。分析得出,本系统在两光束间的不平行度α=100″,探测器对准精度为0.1mm的情况下,测量精度可以达到0.02%。

声相关载体速度测量理论和信号处理方法

研究了测量水中载体相对于海底速度的相关测速理论和信号处理方法。在速度存在随机分量的情形下,获得了在夫琅和费区域内适用的声呐阵时空相关函数,它是由零阶、一阶和二阶贝塞尔函数组成,波形不变原理能良好地成立,这是相关测速的理论模型。提出了局域最小二乘估计作为速度估计准则,采用序列二次规划法作为最优化的方法,由此建立了声相关测速的信号处理方法。在深海进行了多次系统试验,实验数据与理论模型基本符合;检验了深海3560 m水深时的闭环试验测速误差;进行了变速试验和漂泊试验,上述性能均为优良。最后给出了声相关速度计程仪(CVL)与GPS的线性回归分析, 它们之间有良好的相关性。 CVL均方根误差不大于(1．4％v+3)cm／s,其中v为航速。

基于自适应Kalman滤波的汽车横摆角速度软测量算法

利用参数软测量技术,提出了基于自适应Kalman滤波和汽车两自由度动力学模型的横摆角 速度软测量算法.该算法实现了横摆角速度的线性最小均方误差估计,且可对汽车行驶过程中的系 统噪声和观测噪声统计特性进行在线估计.仿真与场地试验结果对比验证了该算法的有效性,同时 软测量技术的采用也为汽车状态参数测量提供了一条可行的、准确且低成本的研究思路.

关于多普勒频率转换成距离变化率公式的讨论

利用多普勒效应原理对雷达测速的转换公式进行了讨论，指出在飞行器高精度轨道测量中，现行的测速转换公式存在较大的误差；给出了新的包含二阶项的测速转换公式，并导出了一个简便实用的直接在测量数据上进行该项误差修正的方法，同时进行了误差特性分析。实际计算表明：轨道测量数据进行二次修正后，匹配程度明显优于修正前。

利用临界折射纵波检测钢轨应力

重点叙述了利用临界折射纵波(criticallyrefractedlongitudinalwave(LCR波)来检测钢轨应力的实验方法。 该方法如果用于实际测量,可以提高钢轨检测的工作效率,节约在铁路维护上的开支,加速实现铁路的高效运营。 文中详细介绍了整套实验系统以及实验数据采集,并根据应力与声速的线性关系进行分析,其实验误差小于5%。 该结果证明了超声波测量钢轨应力的可行性。

细颗粒泥沙试验用折返式直水槽的研制

为适应长江口细颗粒泥沙动水絮凝沉降试验所需,设计研制了7道总长度为339.3m的定底坡折返式直水槽,以及加盐加沙装置和出水控制系统,水槽试验水深25cm、试验流量0.0025～0.0200m3/s(流速5～40cm/s),试验结果表明,采用湾道导流及在低流速时采取构筑潜坝措施后,该水槽可在不同的流量条件下,基本达到稳定均匀流,适合进行细颗粒泥沙动水沉降试验.

水下火箭弹引信涡轮全弹道测速误差分析

为了提高水下火箭弹引信的测速、测距精度,分析了头部测速涡轮在全弹道环境下速度测量值的变化误差。首先针对水中弹药弹道特点,理论分析了在动态变化、小攻角、发生空化等情况下涡轮转动情况。讨论了使用动态数值仿真进行弹道环境模拟的方法,并结合仿真实验结果对该涡轮的测速进行误差分析。结果发现,在低速情况下动态误差较大,该误差随着速度的增加而减小;高速时产生的空化将会对涡轮测速误差产生较大影响,在传感器特性曲线上形成另一个"驼峰";小攻角下的全弹道测速误差变化趋势与无攻角情况基本一致。该分析结果对使用涡轮机构进行水下测速的水下高速运动体均具有参考意义。

线阵CCD测量水下枪弹速度的方法

该文阐述了一种用于水下枪弹技术研究的新型CCD速度测量系统 ,详细地探讨了CCD布站方式、系统的工作原理及高速数据采集电路设计的实现方法等 ,分析了该系统测量误差 。

测压铜柱温度统一修正公式研究

本文介绍了由于工作环境温度的变化测压铜柱在实际动态压力测量时产生误差的原因 ,为探讨铜柱温度变化规律 ,组织了三批次Φ3 5mm× 8 75mm铜柱进行了高、低、常温的准动态标定实验 ,根据动标数据分析了铜柱高低温测压误差的变化规律 ,阐明了建立测压铜柱温度统一误差修正公式的意义 ,探讨了该公式的建立方法 ,建立了温度统一修正公式 ,并对其可行性进行了验证 。

自动测试系统校准过程中测量通道的误差修正

研究了自动测试系统校准过程中测量通道的标定方法。测量通道可分为静态信号测量通道和动态信号测量通道。对静态信号测量通道可利用回归分析的方法建立标准激励和测量误差之间的近似函数关系,以对测量结果进行误差补偿;对动态信号测量通道,应首先分析测量通道的频率响应特性,然后再进行动态误差修正。最后以RACAL3153型信号源直流电压激励通道为例对测量通道的一元线性回归模型进行了验证。结果表明,此方法能明显提高通道的测量精度。

重力坝变形统计回归分析模型及工程应用

通过对一水电站重力坝多年变形监测资料的分析,考虑水位、温度和时效对大坝变形的影响,采用逐步回归分析法建立了重力坝变形统计回归分析模型。计算结果表明:变形统计值与变形监测值吻合较好,统计复相关系数较大,估计标准误差较小。统计回归分析模型较标准地反映了大坝的变形规律,为评价大坝运行安全性态、预测大坝变形发展趋势提供了有效的分析方法和手段。