小型绝对重力仪IGG-03B各组件系统测试

过去十几年,我国高精度绝对重力仪发展迅速,但是仪器的稳定性、可靠性等问题仍须大量的测试和实验数据进行验证．这里介绍了小型绝对重力仪IGG-03B研制过程中,各核心部组件通过商用FG5型绝对重力仪进行替换试验,独立验证了其功能性能参数．在此基础上,整机在绝对重力基准点上进行比对测试,结果表明小型绝对重力仪IGG-03B观测精度优于20μGal.     

一种用于标定重力仪的引力场装置

为了对冷原子绝对重力仪和CG6相对重力仪等重力仪的分辨率进行高精度标定,研制了标准引力场装置．该装置采用环形配置的不锈钢球作为吸引质量,利用大载荷导轨进行上下移动,产生的竖直方向加速度变化范围为±11.1μGal,不确定度小于0.1μGal．使用该装置对CG6相对重力仪进行了标定,装置产生的加速度为5.1(1)μGal,CG6测量值为5.4(5)μGal,两者在误差范围内较为相符．CG6测量值的不确定度为0.5μGal,这是影响标定结果的主要因素．     

云南区域重力基准统一对重力场变化速率的影响

绝对重力仪在长期使用过程中,同一台仪器完成的多期观测数据,会因为激光波长和原子钟频率波动等自身因素导致的性能改变,造成观测数据出现轻微偏差;此外,同一测点各期使用不同仪器测量,不同仪器之间的互差也会导致多期观测数据之间存在一定程度偏差,当后期计算重力变化趋势时,必须通过统一重力基准处理,将这种因测量仪器性能改变引起的基准偏差予以剔除．通过对2010至2020年云南区域内的陆态网络9个重力基准点的历期绝对重力观测数据分析,提出了一种统一重力基准的方法,对比了重力基准统一前后,短期(期与期之间)和长期的重力变化趋势,虽然整体变化趋势基本保持一致,改变量也小,但也存在部分测点的短期变化趋势反转、长期变化速率改变量大的现象,重力基准的统一对于研究重力场变化速率十分必要．     

基于实测结构面网络的岩体渗流特性分析

以甘肃北山核废料处置预选场址中的某均质区为研究对象,利用实测迹长与隙宽的关系确定隙宽并根据以往的压水试验资料对隙宽进行修正。基于数字化量测方法获得的结构面网络模型,考虑实际地应力的作用,采用离散元方法进行渗流—应力耦合分析,确定了均质区内各测区的等效渗透系数及主渗透方向。根据现场观测的结构面填充和胶结及以往压水试验的反演,将垂直于最大水平主应力方向的结构面隙宽替换为花岗岩等效隙宽进行渗流分析。此外,提出一种反映实际渗流快慢的等效路径渗透系数,该渗透系数是基于连通路径上不同渗流段渗透系数的综合值。在确定等效路径渗透系数计算方法的基础上,研究了各测区最大,最小等效路径渗透系数及其方向(最短渗流路径)。结果表明,该均质区岩体中真实渗流路径上的等效路径渗透系数明显大于渗流断面上的等效渗透系数,而且往往取决于渗透系数最小的渗流段。     

微型化绝对辐射计研制

为了给航天仪器提供一个长期实时的绝对标准,解决航天仪器测量绝对精度低并且长期稳定性下降的问题,本论文介绍一种采用微机械技术把绝对辐射计微型化的新型绝对辐射计,可把它作为定标基准源引入光谱仪定标系统。其工作原理是利用光电等效性,用电功率标定光功率,采用双测辐射热计精确对称补偿技术,以降低热沉温漂影响,测辐射热计采用金刚石片做衬底,上面采用MEMS技术集成了加热丝、热敏电阻与吸收。对研制出的原理样机进行了性能测试,结果相对于太阳辐照绝对辐射计(Solar Irradiance Absolute Radiometer,SIAR)灵敏度提高3个量级,时间常数缩短8倍,重复性达0.15%。微型化绝对辐射计可作为航天和地面光谱仪的实时绝对定标标准,使仪器的绝对定标精度提高1个量级。     

基于观测量扩展的捷联惯导快速对准方法

为了研究惯性器件信息对捷联惯导系统（SINS）的影响,在静基座条件下,基于SINS简化误差模型,建立了采用速度误差、等效陀螺角速度误差和等效比力误差作为系统观测量的改进扩展观测方程,通过奇异值分解法（SVD）进行可观测性分析,引入等效陀螺角速度误差和等效比力误差的方法实现了系统全部状态的完全可观测性.仿真实验表明：与常规方法相比,该方法引入等效比力误差加速了水平失准角的收敛,引入等效陀螺角速度误差提高了方位失准角的收敛速度,同时状态的完全可观测性提升了初始对准精度.     

“陆态网络”GNSS区域站观测环境变化对数据质量的影响

结合中国大陆构造环境监测网络(简称"陆态网络")宁夏境内GNSS区域站定期复测任务,针对观测环境发生变化的区域站,利用数据质量检核软件及绘图工具对其GNSS观测数据质量进行了全面的检查,并分析判定超限观测数据产生的原因,旨在为后续应用提供可靠的GNSS观测数据,同时也为站址维护管理部门决策提供参考资料。     

云南流动重力测网数据质量及场源分辨能力评估

首先对云南流动重力测网2018～2020年陆地时变重力数据进行精细化处理,基于测期准同步的绝对重力数据,引入贝叶斯重力平差方法对多台CG-5型相对重力仪的格值系数进行优化估计,同时获取了多台仪器的非线性漂移特征;其次,利用重力段差、段差残差及互差相关性分析来评估数据质量,开展绝对重力交叉检验,量化了仪器漂移率变化及格值系数不准引起的误差;最后,在设定场源异常体参数情况下,采用球面六面体单元构建不同分辨率的重力异常扰动模型进行检测板测试,并通过等效源反演方法对场源体进行恢复,进而评估了测网的场源分辨能力．结果表明:贝叶斯平差方法能有效降低CG-5型相对重力仪的非线性漂移及格值系数偏差带来的不确定性,进而提高平差数据精度;测网在主要块体边界带及断裂附近的场源分辨能力以0.50°×0.50°为主,而在测点密集的小江断裂带、红河断裂带北段等区域,其场源分辨能力达0.25°×0.25°．研究结果能提供高精度的陆地时变重力数据,优化测网布局,且有助于更好地研究地震重力监测、地壳垂直运动、地下水变化和地球内部物质运移等地球物理学问题．     

gPhone重力仪绝对标定方法研究

针对中国大陆重力站主要装备的gPhone相对重力仪(约62套)由于缺乏标定,限制其高精度重力数据的科学应用的问题,收集了中国大陆12站同址FG5绝对重力观测与同时段gPhone观测的资料,提出了基于DDW-NHi全球潮汐模型约束的FG5绝对比测标定gPhone重力仪的方法,并与gPhone重力仪出厂格值法、理论固体潮标定法进行比较,讨论未来绝对重力标定的策略．研究结果表明:利用同址绝对观测时长26～64 h资料标定gPhone重力仪,格值系数的相对误差为±0.001 3～±0.003 8;标定后各站重力残余振幅≤1×10^-8m/s²,达到gPhone重力仪标称精度,优于出厂格值和理论固体潮标定结果;标定后经固体潮、气压负荷潮改正的重力残差振幅与中国大陆海潮负荷规律相符．     

汽泡周围温度场的观测

本文利用光测技术的新发展，针对流动核态沸腾中汽泡温度场观测的一系列难点．提出了解决的力案，并成功地观测厂汽泡温度场，这为研究性态流动沸腾的机理打下了基础．     

融合压缩感知与网络编码的多速率与变速率传输

结合压缩感知与网络编码的优势,面向单信源异构信宿网络,研究压缩感知观测数据基于线性网络编码的多速率与变速率传输.研究压缩感知观测矩阵与网络编码全局编码核矩阵的联合等效,设计了一种融合有限域压缩感知与线性广播网络编码的精细粒度多速率传输方案;研究压缩感知观测矩阵、线性广播类型保持降维转换矩阵和网络编码全局编码核矩阵的联合等效,基于有限域压缩感知与变速率线性广播,为多媒体数据设计了一种变速率-多速率传输方案.     

基于不同风险度量的投资组合模型实证分析

利用上海证券市场的实际交易数据对半绝对离差模型,基于分位数的绝对离差模型（Ruszczynski＆Vanderbei,2003）以及MV模型进行了实证比较．通过分析各模型的全局最小风险组合,计算发现,半绝对离差模型比其他模型具有更好的样本外业绩．     

利用三粒子GHZ态实现令牌环量子隐形传态网络

研究了三纠缠粒子量子隐形传态网络的物理基础,得到了基于三粒子GHZ态下隐形传态的幺正变换矩阵,设计了一个基于三纠缠粒子的令牌环量子隐形传态网络,给出了一个基于该网络的通信方案.笔者设计的网络中的各站点可实现任意站点间的量子通信,其监控站还可对整个网络的通信情况进行监控和计费管理.     

3000只“眼睛”明察地壳

<正>在中国地震台网中心的办公楼里,挂着一张1999—2017年度"中国大陆地壳运动水平速度场"图。图上密集的矢量箭头标示地壳运动的方位,代表着中国大陆相对于欧亚板块运动的方向和大小。图上的数据来源于中国大陆构造环境监测网络(以下简称陆态网络)。它是我国迄今为止建设规模最大、观测精度最高、数据质量最佳的国家级地壳运动观测骨干网络,覆盖了     

基于S-D分配的多传感器联合概率数据互联算法

为解决集中式多传感器系统中多目标跟踪问题,提出了一种基于S-D分配的集中式多传感器联合概率数据互联算法。算法首先应用广义S-D分配的规则对每个传感器送来的观测数据进行排列组合,然后对每个组合中各量测点进行概率加权以获得一个等效量测点,最后根据每个等效量测点的联合似然函数计算其联合互联概率并获得融合中心的状态估计。该文最后给出了该算法与已有集中式多传感器联合概率数据互联算法的仿真比较,仿真结果表明该文算法的跟踪性能更优越。     

基于HTM网络的多源海洋实时观测数据异常检测

在时下海洋观测系统中,往往通过分布于不同地理位置的智能传感器来获取实时观测数据。然而由于通信环境不稳定、观测仪器故障、数据采集或传输软件运行异常等原因,观测数据的完整性、可靠性和时效性往往得不到保障。本文基于层级实时记忆(Hierarchical Temporal Memory,HTM)网络设计多源数据异常检测算法,对不同测点海洋实时观测数据流进行质量监控。首先考虑海洋观测系统中存在的数据缺测、网络丢包现象,对观测数据进行预处理;接着基于HTM网络,生成观测数据的稀疏离散表征,动态更新神经元活跃和预测状态,并根据赫布法则奖励或惩罚突触连通值,模拟时序数据的空间和时间关系,从而学习和识别数据内部特征,实现单源海洋实时数据流的异常检测;最后在此基础上,利用不同测点间观测数据的距离相关性,对多源海洋实时数据流进行质量监控,降低异常数据漏报率。实验结果表明,本文提出的算法能有效检测出海洋实时观测数据异常点,且识别速度快于数据采集速度,能保证异常检测过程的准确性和实时性,符合实际应用需求。     

基于 DDS 的数字式频率特性测试仪的软件设计

设计并制作了一台基于 DDS 的数字式频率特性测试仪。该测试仪利用 DDS 芯片和自主设计的增益补偿电路产生扫频范围为1～40MHz 正交正弦信号,用模拟乘法器、LPF 和 AD 变换器获得被测网络的幅频特性和相频特性的原始数据,通过理论分析与计算,设计出频率特性的坐标变换算法,并通过单片机系统将被测网络的幅频特性和相频特性曲线显示在 LCD 显示屏上。本测试仪还使用μC ／GUI 技术设计显示界面,使用红外遥控技术实现遥控操作功能,使仪器具有良好的用户体验。     

神经网络在橡胶硫化温度预测中的应用

本文针对难以通过在线测温实现等效硫化控制的情况,在确定硫化条件的直接测温实验基础上,提出了用神经网络模型预测实际生产过程中硫化制品内部温度的方法．在该方法中将所测温度值作为样本提供给神经网络学习,温度采集时刻及易测外部温度作为网络输入,输出值则是在硫化时制品难测温点处不同时刻的内温．神经网络通过学习取得了良好的效果,网络输出的温度值将成为等效硫化计算和硫化质量智能控制的有价值的依据．     

基于虚拟仪器的压延机在线测厚系统

提出了一种基于虚拟仪器平台的压延机在线测厚系统．采用基于线阵CCD的光学投影法实现薄片产品在线厚度测量．设计了基于C8051单片机的集成化传感器模块和二维坐标数据采集模块，对厚度值及其位置坐标进行记录．应用虚拟仪器开发平台LabVIEW构建基于PC机的数据采集和控制系统，PC机与各测量模块间通过USB和RS485串行总线进行通讯，通过PC机中的虚拟仪器界面实现对测厚系统的控制和数据分析．实验表明：该测量系统在10mm测量范围内的在线测量标准偏差为20μm，可以高效、准确地完成压延机产品的在线测量任务．     

用等效磁网络法与有限元法计算永磁电机参数的比较

应用等效磁网络法与有限元法对永磁同步电动机的参数进行了分析计算,并加以比较．等效磁网络法是一种介于等效磁路法和有限元法之间的分析方法,原理简单,实现方便,计算精度高于等效磁路法,计算时间少于有限元法．磁网络中各单元的划分可以形成规范化,前后处理工作量小,便于对不同磁路结构的永磁同步电动机进行计算．二维有限元法计算精度高,但计算过程复杂繁琐．两种方法各有其特点,在实际计算中,应根据不同情况应用不同的方法．