PCF8563在大地电磁探深测深仪中的应用

为了解决MT测深仪在GPS配件损坏或GPS信号较差情况下不能工作或采集时间记录出现紊乱的问题,给出了利用GPS(global positioning system)和RTC(real-time clock)解决的方案,并在自主研发的长周期MT测深仪CLP中进行了实施。介绍了系统设计思路与电路的设计原理、主要程序设计算法,给出了野外测量结果,对结果进行了分析,分析结果说明该仪器的基于GPS和RTC的时钟功能可胜任大地电磁测深工作要求。     

智能化MT测深仪数据的校正方法

摘 要： 进行国家深部探测专项SinoProbe-01子项的研究工作,需要借助于长周期MT测深仪器。目前,我国没有自己设计生产的该类仪器,在使用进口仪器LEMI-417中,发现系统存在无GPS信号时,时间记录紊乱的现象;此外,操作员因各种原因接错电道、磁道信号线或参数输入错误导致的记录错误,应予以纠正。因此,设计了适合课题需要的长周期大地电磁测深仪器。为解决无GPS会出现记录紊乱的问题,系统中增加了GPS和RTC电路模块,并将时间信息加入到采集的数据中,从而根据数据中的时间信息判断是否有数据丢失现象,并利用线性插值算法进行弥补。为解决人为因素造成的信号线接错或参数输入错误,对错误进行了分类与数字化,设计了校正对话框,使用户在对话框中选择错误类型后,程序自动完成纠正。该功能成功纠正了在1615等测点采集数据时的误操作。     

智能化长周期MT仪器的结构设计方案

进行国家深部探测技术与实验研究专项子课题SinoProbe-01等的研究工作,需要借助于周期大地电磁测深仪;使用的进口仪器LEMI—417存在无GPS信号会出现记录紊乱、未提供远参考功能等缺陷,故需要设计适合课题需要的长周期大地电磁测深仪器。在研究了现代仪器的三种结构类型、国内外MT仪器的硬件组成、长周期MT仪器的设计原则后,提出了一种基于微机两级控制的精简结构体系,将其用于长周期大地电磁测深仪器的设计,并将设计的仪器与LEMI—417在野外多个测点进行了对比试验,结果表明本系统与LEMI—417采集的时间序列信号及大地电磁测深曲线比较一致,说明该仪器可进行大地电磁测深工作。     

利用IGS的GPS资料确定全球电离层TEC的初步结果与分析

尝试利用球谐函数模型和2000年7月15日139个IGS(International GPS Service)站的双频GPS观测数据计算了全球电离层电子总合量(total electron content TEC),给出了基本方法和初步结果;分析和讨论了目前利用GPS资料确定全球电离层TEC形态所存在的困难和需进一步解决的问题;对这项工作的深入研究提出了若干建议.     

综合物探方法在换流变电站接地极址的应用

该文主要介绍了用瞬变电磁测深(TEM)和大地电磁测深(MT)两种方法,解决某换流变电站接地极址地下电性分布的情况。对实测TEM资料进行了一维TEM反演,得到地下2km深度的电性参数和电阻率断面图;对实测MT数据进行预处理后,通过一维反演、二维反演分别得到地下30km深度内的电性参数和电阻率断面图。反演结果表明,TEM与MT结果具有较好的一致性,且电性参数和断面图为接地极址的设计和建设提供了可靠电性参数。     

50万伏超高压输电线的电磁噪声的研究

目前的野外电磁测量已很难回避各种输电线的干扰，且有时各种输电线已影响到地震台站的电磁测量。高压输电线的电磁场规律如何对各种电磁测量具有重要的实际意义。利用自行研制的降列大地电磁测深仪对长春－哈尔滨超高压输电线的电磁场进行了实际观测，对获得的数据进行了分析，对高压线的电磁场规律给出了明确的结论。     

MT信号处理中小波分析与Hilbert-Huang变换的比较

以实测大地电磁信号为分析对象,对比研究了小波分析和Hilbert-Huang变换在大地电磁（magnetotelluric,MT）信号分解和时频分析上面的特点.给出了小波分析和Hilbert-Huang变换的数学原理,分析了2种方法在MT信号分解中的分解方法及其物理意义,讨论了2种方法在MT信号时频谱表征能力上的异同,为大地电磁信号分析方法的选择提供用了有价值的参考.     

GPS配合测深仪进行水下测量原理

0引言随着GPS技术的迅速发展,水下地形测量技术基本上定型于GPS+计算机+数字测深仪的测量模式。如何在水下测量中充分利用GPS技术,提高效率、精度,是目前国际、国内都在研究的问题。本文简单阐述了这种测量模式在水下测量中的应用以及测深仪的工作原理。     

基于科学计算组件规范的高性能大地电磁正演模型研究*

为了提高基于有限元法构建的大地电磁正演模型的计算性能,以及解决模型计算的复杂性问题,提出了一种基于美国新近提出的大规模科学计算领域组件规范CCA(Common Component Architecture)构建的组件化分布式并行大地电磁正演MT模型。首先,基于CCA规范定义MT组件服务端口,定义MT组件; 其次,采用有限元方法将Maxwell方程离散为线性系统,采用GreenField算法对其求解,设计了一种频率域分解策略实现了一个分布式并行MT模型;最后,采用Babel编译生成了一个分布式并行MT模型组件。实验结果表明,该方法所构建的MT模型组件具有较高的计算性能、灵活性和可扩展性。     

利用高阶谱重构功率谱抑制高斯有色噪声

在大地电磁测深法(MT)中,天然交变电磁场是其研究的主要对象。天然电磁场通常非常微弱,而传统的MT处理方法抑制噪声能力,尤其是抑制有色噪声能力相对较弱,从而导致大地电磁响应函数经常出现形态异常,在资料反演解释时,许多地质特征难以有效提取出来,这些问题严重阻碍了MT的实际应用效能和发展。根据任何高斯过程,其高阶统计量(高阶累积量,高阶谱)均为零的性质,通过信号的高阶谱恢复功率谱,再由功率谱估算MT响应函数,以抑制高斯有色噪声的影响。数值模拟试验显示,这种方法在抑制高斯有色噪声方面优于传统功率谱方法。     

一种基于累积分布函数的抖动测量方法

提出一种基于累积分布函数(CDF)的抖动测量方法, 以解决在测试高频时钟信号抖动中遇到的延迟器件不匹配、占用芯片面积过大和受高频振荡信号限制等问题。采用65 nm CMOS工艺完成了测试电路的设计和功能模拟, 模拟结果表明该电路可用于测量2.5 GHz时钟抖动值, 抖动测量精度达到1 ps。     

一种基于通用PC的局域网时间同步方法

拥有一个精准的时间同步机制是许多网络应用的前提。目前的时间同步技术主要分为基于外部时钟源和基于软件算法两种,但现有的时间同步方法实现较为复杂或部署成本较高。提出一种基于通用PC的局域网时间同步方法,以TSC寄存器取代系统时钟作为同步的时间源,通过客户机请求与服务器响应的方式进行时间同步,计算简单,开销较小。实验结果表明,该方法的同步精度较高,且可以在较长时间内保持,适用于对时间同步要求较高的应用场合。     

叶端定时传感器脉冲信号高速采集系统的FPGA实现

在非接触式高速旋转叶片自动实时监测系统中,要求25μm的振动位移测量分辨率,为采集电路的设计增加了很大的难度。由于信号处理系统用固定频率脉冲填充法计数,实现定时时间的测量。因此采集系统的设计关键问题是:计数器频率达100MHz的24bit高速计数器的设计和利用D触发器使锁存脉冲与100MHz的计数时钟同步,从而解决由于计数脉冲与锁存脉冲不同步所造成的数据锁存失误问题。锁存器的数据由EPP接口采集到计算机中进行处理。实验证实了该系统性能良好,达到预定精度要求。     

GNSS导航电文空间信号测距误差分析

空间信号测距误差(Signal-In-Space Range Error,SISRE)描述卫星广播星历误差和钟差参数误差在用户平均星站方向的投影,是影响用户定位授时精度的关键因素.本文以事后精密轨道和钟差参数为基准,分别评估Galileo,GPS和BDS-3卫星的广播星历轨道用户测距误差(User Range Error,URE)、钟差参数误差、SISRE的大小和特征.结果表明,Galileo,GPS,BDS-3的SISRE分别为0.14,0.49,0.35 m.三者的广播星历轨道URE分别为0.14,0.27,0.09 m.三者的钟差参数误差分别为0.14,0.41,0.35 m.Galileo广播星历径向轨道误差和钟差参数误差之间具有很强的相关性.两者相互抵消,可有效降低Galileo卫星的SISRE.不同类型GPS卫星的钟差参数误差和SISRE有明显区别.随着GPS卫星的更新换代,其钟差参数误差和SISRE会逐步降低.BDS-3卫星具备与GPS和Galileo卫星显著不同的特征:(1)BDS-3卫星广播星历轨道径向误差和钟差参数误差的相关性较小,自洽性较差;(2)BDS-3卫星广播星历轨道URE较小,而钟差参数误差较大.其中,BDS-3卫星的广播星历轨道URE小于Galileo和GPS,但是其钟差参数误差对SISRE的贡献显著大于Galileo和GPS.通过比对上述卫星的SISRE大小及特征,指出提高钟差参数精度是提高BDS-3卫星空间信号精度的关键.     

Incremental Placement-Based Clock Network Minimization Methodology

Power is the major challenge threatening the progress of very large scale integration （VLSI） technology development. In ultra-deep submicron VLSI designs, clock network size must be minimized to reduce power consumption, power supply noise, and the number of clock buffers which are vulnerable to process variations. Traditional design methodologies usually let the clock router independently undertake the clock network minimization. Since clock routing is based on register locations, register placement actually strongly influences the clock network size. This paper describes a clock network design methodology that optimizes register placement. For a given cell placement result, incremental modifications are performed based on the clock skew specifications by moving registers toward preferred locations that may reduce the clock network size. At the same time, the side-effects to logic cell placement, such as signal net wirelength and critical path delay, are controlled. Test results on benchmark circuits show that the methodology can considerably reduce clock network size with limited impact on signal net wirelength and critical path delay.     

基于时钟偏差模型的GPS不完整星座定位方法

为使GPS接收机在卫星星座不完整情况下仍能定位,提出采用接收机时钟偏差模型辅助接收机定位的方法.将模型预测的时钟偏差引入伪距线性化定位解算方程中,保证了在GPS星座不完整时仍能给出接收机的位置.基于GPS实测数据的验证分析表明,该方法的定位精度在标准误差范围内.同时,该方法具有计算简单、有效可行的特点,可以方便地嵌入到GPS接收机中.     

一种用于高动态环境的GPS信号跟踪方法

针对全球定位系统（GPS）在高动态环境下信号跟踪精度不高以及容易失锁的问题,提出一种新的跟踪方法.采用锁频环（FLL）和锁相环（PLL）相融合的跟踪方式,利用判决因子对当前的跟踪状态进行判定,根据判决值对FLL和PLL输出赋予相应的权值,调整其相对作用的大小,从而将FLL和PLL在同一跟踪过程中更好地融合.仿真结果表明,该方法在环路噪声带宽较小的情况下能够成功地跟踪加速度为150 g的超高动态GPS信号.     

基于CMOS时钟的实时控制

分析了实时钟的基本原理及其在Windows95／98环境下的使用方法，介绍了虚拟设备驱动程序的开发工具VtoolsD，探讨了利用软件包VtoolsD对系统CMOS／实时时钟(RTC)进行硬件定时的编程方法，并说明了实时钟硬件中断在Windows95／98环境下的实现过程，构建了在Windows平台下的实时测量和控制系统。结果表明，该系统可以满足高精度的伺服电机等实时测控任务的要求。     

基于FPGA的SLC-LSCMA算法的波束形成器的设计与实现

 以SLC-LSCMA算法为基础,利用该算法的高稳定性和快速收敛的特性,设计实现了一个16元均匀圆阵的波束形成器;该波束形成器利用复数乘法器和累加器实现复输入信号和复加权因子的相乘和累加,与传统算法准则设计的波束形成器相比具有消耗硬件资源少、运算速度快等特点.该波束形成器采用硬件描述语言Verilog HDL设计,利用Quartus Ⅱ 8.0进行了综合和布线,最终以Altera公司的EP2C35F672C6芯片为下载目标,其时序仿真可稳定工作在50MHz的时钟频率下.本设计可广泛应用于移动通信和卫星通信领域.     

基于IEEE 1588协议的网络时钟同步系统

提出一种基于IEEE1588协议和卫星授时的局域网内时间同步方案,将FC3180微控制器作为设备的核心控制单元,结合相应的硬件单元实现IEEE1588协议,将通过授时模块获取的卫星上的时间作为基准时间.IEEE1588将此基准时间分布到局域网中,并将各个从时钟设备的时间同步到基准时间源上.实验结果表明,该方案能够实现亚微秒级别的时间同步精度,达到了IEEE1588协议规定的精度,能够满足大部分应用系统对时间同步的要求,具有一定的应用价值.