太阳影子定位测算技术研究

太阳影子定位技术是通过分析物体的太阳影子变化,确定影子所在地点和日期的一种方法。通过建立影子长度变化模型,根据杆长与太阳影子长度的变化规律,研究太阳影子与当地经纬度的变化关系,采用MATLAB编程计算对物体进行有效定位。同时,根据时间变量与影子顶点坐标关系,利用太阳方位角的公式,求得直杆所处日期。     

基于时空角度对太阳影子定位技术的研究

针对太阳影子的定位,综合分析直杆影子长度及坐标与所处地理位置、太阳直射点、时间的理化关系,建立了影子变化的动态模型和非线性方程拟合模型,运用MATLAB、MATHEMATICA软件求解,得出了直杆的太阳影子长度变化曲线图、直杆所处地理位置和监控视频的拍摄日期等结果。     

基于非线性规划的太阳影子定位技术研究

针对太阳影子定位技术中,由物体影子变化确定拍摄地点和日期的问题,该文通过对影响物体影子长度各因素的分析,确定影子长度关于物体高度、经纬度、太阳高度角等参数的变化规律。由物体影子顶点坐标,以测量影长和计算影长间误差最小为目标,利用最小二乘原理,建立非线性规划模型,结合曲线拟合选取初值,通过穷举搜索算法,确定目标的可能地点和日期,并对拍摄的视频按固定频率提取各帧等预处理,得到测量数据后使用该模型,实现视频数据的定位分析。     

基于"穷举-非线性拟合"算法下的太阳影子定位分析

针对太阳影子定位问题,分析影子长度关于各个参数的关系,建立影子长度变化模型;在该模型基础上,使用非线性拟合、穷举等方法,设计"穷举-非线性拟合"算法;利用MATLAB编程求解,确定不同的条件约束下,直杆的可能地理位置及所测日期.     

太阳影子定位模型

以2015年全国大学生数学建模竞赛A题的附件1和附件4为对象.通过建立太阳影子定位的模型,分析确定影子对应物体所在的经纬度以及拍摄时间.在问题1中,利用直角三角形的性质,建立物体影子长度关于太阳赤纬、观测点纬度、真太阳时和物体高度变化模型,在MATLAB环境下绘制影子长度与各参数的三维相关图,得到其变化规律;在问题2中,基于问题1中建立的影子长度变化模型,结合真太阳时与观测点经度的关系,建立影子长度关于观测点纬度和观测点经度关系模型,通过非线性拟合估计观测点经纬度;在问题3中,将视频数据进行转化,获取太阳影子顶点坐标数据,基于问题2中建立的影子长度变化模型,结合日期与太阳赤纬的关系,通过非线性拟合估计视频拍摄的可能地点.     

基于优化模型的太阳影子定位技术研究

为了解决利用太阳影子轨迹进行定位的问题,该文首先根据球面天文学中太阳视坐标计算公式和影子形成原理,推导出影子长度与经度、纬度、日期及时刻4个参数的关系。在此基础上,采用最小二乘法,建立了利用影子轨迹确定测量地点经纬度和测量日期的优化模型,并设计了粗略搜索算法+穷举法对优化模型进行求解。实践表明,将经纬度为(79.75°E,39.52°N)处测得的数据代入优化模型,利用上述算法编写MATLAB程序进行求解,结果为(79.50°E,39.87°N),误差在1%以内。     

太阳影子定位的时空分析

该文研究了利用太阳影子进行定位的正演和反演问题。基于太阳下直杆影子长度的变化,利用球面三角函数,建立了影长与日期、时间、经度、纬度、太阳高度角的关系模型,并对此模型进行反演,得到了已知影长变化求解时空定量的方法;并采用定值匹配搜索与最小二乘拟合两种不同算法进行了对比检验,并对此数学模型进行了基于大气折射的误差分析及修正。     

太阳影子拍摄时间和地点的定位方法

根据直杆在太阳下影子的长度确定拍摄地点和日期。首先,确定影响影长变化的5个因素,建立影长变化关系式,并分析单一参数变化对影长的影响规律。其次,在影长已知的情况下,采用非线性回归模型和最小二乘法,相对精准地确定直杆所处地点和拍摄日期。并针对一影长渐变的视频进行模型应用。最后,运用Matlab对影长变化规律、非线性回归模型、灰度读帧处理分别编写算法并描述。     

基于BP神经网络太阳影子定位问题研究

对于直杆太阳影子的定位问题,根据地理知识建立太阳影子和各个物理量之间的函数关系模型,在该模型的基础上利用BP神经网络良好的非线性拟合能力和自学习能力,由直杆太阳影子反演出直杆可能所在地理位置和所测日期。     

基于视频数据处理的太阳影子定位研究

针对太阳影子定位技术问题,使用二次多项式拟合、联立多元方程组求解等方法,利用EXCEL、Matlab、LINGO等软件进行编程求解,分别构建直杆影长变化模型、太阳影子定位模型、太阳影子定时定位模型等,从而得到如下结论:影子长度呈先递减后递增的变化趋势,且在当地时间正午12:00影子长度最短;在其他条件一定的情况下,影子长度与直杆长度、太阳直射点的纬度、直杆所在地纬度均呈正相关关系等;并以视频为例,根据已建立的数学模型,确定待估视频地点.     

基于物体影长数据的定位方法研究

根据物体在太阳光下的影子变化数据来判断其所在的地点和日期,是一项具有现实意义的研究。通过分析时角、赤纬角及当地的经纬度与物体影长的物理学关系,将地点的空间定位问题转化为数学上的优化问题并建立模型进行求解。在日期已知时,利用确定性的两阶段空间搜索算法进行模型求解;在日期未知时,改进模型,利用细菌觅食优化算法(bacterial foraging optimization,BFO)进行求解。经检验,两种定位方法的效果均良好,可具体应用于解决现实生活中的地点定位。     

基于影子长度变化模型的视频定位研究

针对确定视频的拍摄地点,综合分析太阳高度角、太阳赤纬角、影子长度等因素之间的相关关系,使用最小二乘法、多元统计分析等方法,分别构建了影子长度变化模型,经纬度确定模型等,运用EXCEL、MATLAB等软件编程求解,研究得出视频拍摄的可能地点是辽宁沈阳。     

太阳影子定位建模与分析

太阳影子定位是根据物体影子随时间的变化,获取视频拍摄时间和地点的技术.针对太阳影子定位问题,基于直杆影长与杆高构成的直角三角形,建立了影长与时间的函数关系式;利用非线性最小二乘法估计关系式模型中的时间和地点等参数;根据某视频中获取的拍摄数据,采用Matlab技术对数据进行拟合分析,并利用太阳方位角,对拟合得到的影长函数进行回归分析,以完成角度校验.实验结果表明,非线性最小二乘法能够解决太阳影子定位问题,角度验证能够保证建模结果的合理正确性,且此方法简单高效.     

流动地磁矢量测量中的地理方位角观测误差统计分析

在流动地磁矢量测量中,需要首先知道准确的地理方位角,进而求得磁偏角.在外业测量中,采用GPS静态观测定向的方法获取地理方位角.在流动地磁监测团队现有基线观测及解算方法的基础上,通过对实际观测数据的精度评估,给出精度估计模型,找到影响GPS短基线定向精度的主要影响因素.结果表明,在地磁矢量测量中,基线定向主要误差源为天线...     

双折射型晶体Interleaver公差分析的优化设计

该文提出用于16波分双折射型晶体interleaver公差分析的优化设计方法.在此种器件加工过程中,对晶体的长度以及方位角都要给定一个合理的公差范围.基于这个要求,作者采用蒙特卡洛(MonteCarlo)方法,编制了一整套计算机程序去仿真在晶体加工过程中尺寸公差对器件性能的影响,并通过仿真找出最佳晶体长度和方位角的公差范围.仿真结果表明,当晶体长度和方位角公差分别为1.0μm和0.5°时可实现优化设计.     

基于数学建模的太阳影子定位

太阳影子定位技术对现代定位技术具有较为重要的参考价值,通过研究太阳下物体影子长度的变化情况与各个参数的关系,描绘动态变化规律曲线图.在此模型基础上,利用最小二乘法、曲线拟合的数学方法,根据物体影子的动态变化规律求出物体高度以及测量点所在地.     

对吴氏网(极射赤平投影)应用的扩展

在地质、天文、结晶等学科领域里应用吴氏网,能迅速、便利和较精确地解决许多空间角度计算问题。本文研究了利用吴氏网求解任何一地某日昼夜的长度及全年中某日太阳直射纬度(太阳赤纬),论述了太阳高度角、方位角、日期、当地纬度及当地时刻等几个参数之间的互求问题,给出了求解球面上任意两点间的球面距的方法。研究表明,吴氏网应用于机械领域中可求解任意一条水平线与任意一条正平线之交角的实际大小,在数学中可代替三角函数表。     

不同荷载作用下煤岩裂隙扩展研究

我国是煤炭生产与使用大国,煤岩也是岩土工程中一种常见材料.研究岩石在受荷载作用下裂隙发展过程是解决岩石破坏机制的中心任务.本文介绍了如何利用扫描电镜对单轴以及三轴压缩后的煤岩试样进行观测,获得了煤岩破坏细观结构的照片.再基于Matlab的数学统计工具箱和区域生长算法,编制图像处理程序,得到煤岩破坏时裂隙的方位角、宽度、长度等信息.利用正态分布,对裂隙的方位角、长度进行统计分析,得到其期望与方差的无偏估计量.最后基于Monte Carlo理论,对煤岩破坏细观损伤过程进行模拟,并与试验数据进行对比,找出单轴与三轴压缩试验下煤岩破坏形式的区别.     

基于旋转天线的二维高分辨成像算法

受涡旋电磁波产生方法和自旋目标成像方法的启发,提出了基于旋转天线的二维高分辨成像方法。首先构造了基于旋转天线的雷达观测模型;利用距离向傅里叶变换获取目标的距离仿真,推导出了包含目标方位角信息的多普勒效应的正弦表达式;最后将正交匹配追踪算法应用到该正弦信号中,重构出目标的方位角,有效提升了雷达波束范围内的方位角分辨能力。仿真实验证明,该算法对雷达性能要求较低,克服了成像质量对纯净的高模态涡旋电磁波的依赖,实现了对静止目标的二维高分辨成像。     

基于几何原理的动态视频太阳影子定位研究

动态截取视频中杆子的影子,以两分钟为单位,共截取图片20张,将图片像素在0,1间取值,转为灰度图.将影子坐标按比例换算得到各个时刻影子实际长度,运用斜二测画法将二维空间的数据转化到三维空间,建立几何模型,求出最短影长对应的高度角,运用拟合关系得到影子变化规律——将动态数据转换为静态数据确定拍摄地点.