改进三维变分同化模型及应用：动力场数据同化

在动力场中,如何消除观测数据受观测条件以及观测仪器误差对仿真物理模型的影响,以获得高精度、高质量的数据至关重要。三维变分作为连续型变分数据同化算法的主流,在融合同化来自动力场的模式和观测值时,其代价函数中构造的背景误差协方差矩阵和观测误差协方差矩阵不可逆,是造成无法使用梯度降低的方式求出其最优估计量问题的原因。对于动力场的数据同化方法,提出了两种改进的三维变分同化模型,不同于优化算法、变量变换、维度分解等其他数学求解方法,所提出的粒度化数据同化和改进三维变分代价函数方法解决了矩阵不可逆导致的算法无法计算的问题。在实证分析中,对于维度差异较高的实验数据和模型仿真数据,这两种方法都具有很好的算法鲁棒性,而且展现出较高的算法精度。     

用简单旋转装置实现三维相机多视角数据采集

提出一种用简单旋转装置实现单视角三维相机对物体进行多视角表面数据采集的方法.论述了基于这一方法的多视角三维相机的构造,旋转装置参数的标定,以及不同视角采集的物体表面三维数据直接通过相应的空间坐标变换关系对齐复位的方法;推导了关于旋转角度的空间坐标变换函数,分析了由旋转装置引入的多视角数据对齐复位的误差,最后给出了实例并进行了讨论.本方法构成的多视角三维相机将具有系统简单,采集过程无需附加操作和特殊要求,可确定的对齐复位精度以及全自动化的快速采集复位过程等特点.     

用简单旋转装置实现三维相机多视角数据采集

提出一种用简单旋转装置实现单视角三维相机对物体进行多视角表面数据采集的方法.论述了基于这一方法的多视角三维相机的构造,旋转装置参数的标定,以及不同视角采集的物体表面三维数据直接通过相应的空间坐标变换关系对齐复位的方法;推导了关于旋转角度的空间坐标变换函数,分析了由旋转装置引入的多视角数据对齐复位的误差,最后给出了实例并进行了讨论.本方法构成的多视角三维相机将具有系统简单,采集过程无需附加操作和特殊要求,可确定的对齐复位精度以及全自动化的快速采集复位过程等特点.     

LTE网络中融合二次插值和TOA观测的终端定位方法

针对LTE蜂窝网络中移动终端的精确定位问题,提出一种融合二次插值和到达时间(TOA)观测的定位方法 .首先,基站将具有时间差的样本信号发送到移动终端,通过测量获得信号的TOA.然后,计算信号样本之间的互相关性,找出最大值及其相邻的两个值.接着,利用二次插值法,基于这3个点拟合出一个抛物线函数,并以函数最大值所对应的时间差作为最终估计的时间差值.最后,根据时间差值计算出与基站的距离,进而实现终端定位.仿真结果表明,该方法具有较高的定位精度.     

一种改进的基于代价函数的地图匹配算法

为了提高基于代价函数的地图匹配算法的效率,提出了一种减少算法计算量的方法.该方法结合地图匹配算法中的数据滤波等判决法则,合理利用已有的匹配信息,能在更小的范围内选择待匹配路段,达到减少计算量的目的.该方法在导航定位系统中具有实用意义.     

基于星间链路的星上时间自主完好性监测方法

针对北斗卫星系统难以在全球布站的现实情况,提出了一种基于Kalman滤波的星上时间自主完好性检测方法.该方法利用北斗卫星真实在轨数据,从星间链路测距值中解算出时间信息,经过历元归算得到相对钟差.利用原子钟时频基准的工作机理分析了星间测量数据的误差模型,设计了Kalman滤波监测算法.仿真分析了Kalman滤波对于北斗卫星真实在轨星间链路测距值中相位跳变和频率跳变的监测性能.结果表明,以钟差数据作为Kalman滤波的观测值,可以有效检测并识别出钟差数据的相位跳变和频率跳变,且为工程实践提出合适的检测门限.     

一类双曲波方程的全离散两步H~1-Galerkin混合元误差估计

研究一类半线性双曲波方程的时间两步H1-Galerkin混合元数值格式.该方法的特点是在空间方向考虑H1-Galerkin混合元方法,时间方向利用二阶两步方法.给出未知函数和梯度函数详细的先验误差理论分析.     

六余度配置MEMS-IMU误差标定

研究捷联惯性传感器多余度配置系统的标定. 分析了多余度惯性传感器各参数的测量原理及算法关系,针对典型的非正交配置（六传感器正十二面体）的多余度惯性测量单元(IMU),导出六位置转动标定方法,给出了计算误差模型参数的数学推导过程,建立了余度MEMS-IMU误差模型的解析表达式. 实验结果表明：该方法精度高,可有效估计出六余度MEMS-IMU的误差模型参数,提高惯导系统精度.     

激光粒度分析仪测量黄土粉体粒度的应用研究

黄土的粒度分析是研究黄土工程重要的基础性工作.采用国内先进的WINNER2000激光粒度分析仪,应用于研究与开发黄土颗粒分析工作的实际问题.介绍了黄土粉体粒度测试方法的测试原理及性能特点,以及测量参数的选择.重点分析了测试条件不同对粒度的影响,得出分散介质、超声时间、浓度等是影响粒度测定的最主要因素.将测得的黄土粒度分布与传统方法得到的结果进行了对比分析,结果表明,激光粒度仪测量的粒径分布范围较广,采集的数据点比传统方法要密,测量的精度要高于传统方法,因此可以用激光法代替传统方法.通过比较黄土粉体颗粒的激光粒度分析与扫描电镜分析的结果,发现激光粒度分析仪所测定的粒度分布函数同时包含了一些形貌分析信息.利用这些信息为试样进一步作SEM测定创造了条件.     

改进的无单元Galerkin法分析薄板自由振动

改进移动最小二乘近似(IMLS)采用带权正交多项式基函数,避免了对力矩矩阵的求逆过程,从而比移动最小二乘近似(MLS)节省了计算时间.但是由于其只要求近似函数在各节点处误差的平方和最小,对近似函数导数没有任何限制,使得在处理要求导数连续等问题时产生较大误差.而考虑导数近似的广义移动最小二乘近似(GMLS),虽然提高了近似函数的精度,但由于增加了节点自由度,显著增加了计算时间.结合IMLS和GMLS各自的优点,给出了改进的广义移动最小二乘近似(IGMLS).该近似在构造函数时要求近似函数在所有节点处误差的平方和与近似函数导数仅在导数边界附近各节点处误差的平方和之和最小.同时,为了节省计算时间,基函数采用加权正交多项式.将IGMLS与无单元Galerkin法(EFG)相结合,给出了基于IGMLS的EFG法.通过对薄板离散建立了相应的薄板自由振动代数方程.通过数值算例证实了IGMLS比IMLS具有更高的精度,所需的运算时间要小于GMLS.