土体参数随机场模型下边坡稳定可靠性分析

土体参数具有明显的离散性,把土体参数作为独立或相关的随机变量模型进行可靠性研究有一定的局限性．将土性参数视为随机场模型,考虑参数自相关性,根据实测静力触探资料拟合了相关函数,求解了某边坡土体的相关距离,将点方差转化为空间均值方差,按JC法计算了某边坡稳定可靠度指标．结果表明,将按随机场模型计算的可靠度指标要大于按独立或相关随机变量计算的结果,土体客观上存在自相关性,因此按随机场模型计算的可靠度指标更符合实际情况．     

一种顾及随机误差的地面三维激光扫描仪自检校方法

系统误差作为点云数据中的非随机项,使得扫描结果具有累积作用,对结果质量的影响尤为显著。因此,提出一种地面三维激光扫描仪系统误差自检校方法,该方法同时考虑了系统误差和随机误差对扫描结果的影响。在随机模型方面,基于测角和测距精度对观测值进行加权,并利用方差分量估计理论实现不同类型观测值的后验估计。仿真实验和实测数据验证表明,该方法能有效提高未知参数的解算精度,且经过系统误差和随机误差改正后,可获得更接近真实值的目标坐标,相较于常规自检校方法具有更高的准确性和精度。     

中国城市建成区面积二十年的时空演变

根据《中国城市统计年鉴》数据,以中国大陆地区各省城市建成区面积为研究对象,选取建成区扩展速度、扩展系数,以及国家对土地征用面积的大小,城市人口密度等因素来综合分析1986—2006年间全国城市时空扩展过程,结论:(1)国家对土地的征用面积因时而异是造成建成区面积各年份不同扩展速度的直接原因;(2)中国城市建成区面积的空间差异相对比较明显,扩展速度也有很大差别;(3)自1986年以来,中国城市用地扩展系数平均为1.3,表明中国城市用地扩展速度相对偏快.     

杨树人工林生物量估计方法与应用

为了以杨树人工林的森林资源调查资料估算其生物量,利用SPSS12.0软件,根据林木相对生长法则对河南省武陟县23株Ⅰ-72杨样木生物量实测值进行模型拟合,并结合样地资料,拟合了生物量扩展因子(BEF)、树根生物量与地上部分生物量的比值(RSR)及与林分调查因子的回归方程,最后利用林分蓄积及木材密度等算出杨树林的生物量.结果表明,杨树的生物量扩展因子BEF值为1.3左右、RSR值为0.14～0.6,并随着林分平均高、胸高断面积、林龄、林分蓄积的增大而减小.经检验,利用生物量扩展因子法估算杨树人工林的生物量具有很好的精度,说明可以利用森林资源调查资料估算杨树人工林的生物量.     

非建模系统误差对LAMBDA方法影响的研究

非建模系统误差是影响整周模糊度固定的一个重要因素。在现有经验模态分解理论的基础上,定义经验模态分解的多尺度分解与重构结构,依据累积标准化模量的均值随尺度的变化确定非建模系统误差与噪声分离尺度的选择标准,分离出双差观测值残差序列中的系统误差,并对初始双差观测值进行修复,得到去除系统误差后的双差观测值序列。比较系统误差消除前后LAMBDA方法求解整周模糊度固定的速度、可靠性和搜索空间,结果表明:利用经验模态分解方法消除系统误差后,LAMBDA方法求解整周模糊度固定的速度和可靠性明显提高,搜索空间得到一定优化。     

曲面拟合技术在开采沉陷预计中的应用

在以前的开采沉陷预计软件中,往往采用等倾角或分段等倾角来预计工作面回采后地表的沉陷情况,这不符合煤层实际的赋存情况,因此,也带来理论上预计的误差。采用曲面拟合技术可以消除这种理论上的预计误差。利用地理信系统采集煤层底板等高线的基础数据,再拟合出工作面煤层的曲面方程,根据曲面方程可以求出工作面煤层的倾角、倾向;求出开采微单元的各种变形值的偏移方向和偏移值,按照概率积分法叠加原理最终求出预计区域内的地表沉陷的各种变形值。通过工程实例验证曲面拟合方法下沉预计值标准方差为:411.4,水平移动标准方差为:268.39;采用等倾角或分段等倾角预计下沉值标准方差为:5329.1,水平移动标准方差为986.6.曲面拟合法优于分段等倾角法。     

UNIFAC-PR模型应用范围的进一步拓展

利用Nelder-Meand扩展单形求极值法估算出了预测型的UNIFAC-PR模型的18对新的基团交互作用参数,进一步扩大了UNIFAC-PR模型的应用范围．并根据新估算出的基团交互作用参数对35个二元汽液相平衡体系盼泡点压力和汽相组成进行了预测,预测值和实验值吻合良好．     

自动导引车视觉导引路径的识别及精确测量

为了提高基于单目视觉导引的双向型自动导引车的视觉测量精度,首先通过导引车运动状态下的自标定降低系统误差,并通过彩色图像处理提取导引路径中心线;再根据测量目标精度,提出一种基于曲率角估计的路径模型分类方法,将路径分为直线、圆弧拐弯和非圆弧拐弯3种模型,并采用最小均方差法对前两种模型参数进行回归,采用基于曲率角估计的自适应加权拟合法对非圆弧拐弯模型参数进行回归.实验结果表明,文中方法的测量精度高,达到了目标要求.     

异方差一致协方差阵的估计方法研究

处理回归模型中的异方差问题尤为重要的一点是对随机误差项的方差进行估计.考虑到非参数核估计和稳健估计在异方差构成未知的情况下在估计效果上仍具有一定优越性，因而将非参数N-W估计和两种稳健估计方法分别与估计加权最小二乘估计法相结合，先得出随机误差项方差的估计量，进而将其作为权矩阵对模型参数进行估计，并基于估计加权最小二乘法，对已有的加权异方差一致协方差估计方法进行扩展，提出了两个新的加权估计量WHC4m和WHC5m.通过实验可以发现，各估计方法在模型参数的估计和检验效果上差别较大，并且新提出的加权估计量比原有的异方差一致协方差估计量HC4m和HC5m在检验效果上表现更好.     

利用空间自相关法研究华北克拉通中部瑞雷面波频散特征

华北克拉通是我国大陆最古老的克拉通之一,是研究大陆岩石圈形成与演化的一个天然实验室。利用华北地震科学台阵在2007年1月13日记录到的地震微动信号的垂向分量,采用空间自相关法(SPAC法)获得了华北克拉通中部块体7～33 s的瑞雷波相速度频散曲线。总体而言,研究区的频散曲线随周期增加而增大。7～12 s ±的相速度增加梯度较陡,可能反映了该区域地表太古宙至古生代早期的古老基岩露头的影响; 13～16 s ±的相速度反映中地壳的速度变化,中部块体的相速度值随周期增大而逐渐减小,并在16 s ±时达到最小值,这与该地区中地壳发育低速层的地质背景较吻合。     

基于小波网络的遥测视速度异常数据剔除方法

为了提高遥测视速度数据的质量,保证制导工具系统误差分离精度,提出了一种小波网络预测与3σ准则相结合的遥测视速度异常数据检测和剔除方法。将遥测视速度数据加时间窗获得小波网络的训练样本,根据3σ准则对网络输出进行检测判别异常数据,对异常数据用小波网络的一步预测输出代替。试验数据处理结果证明了利用小波网络进行遥测异常数据剔除的可行性。由于小波网络的拟合作用,可以提高输出的信噪比。     

空间变异函数的数学模型及参数反演

空间变异函数在克里格估计中占有重要地位.基于椭圆分布函数可导出两类空间变异函数的数学模型.一类是只考虑变程各项异性的模型,称之为AE模型;一类是只考虑拱高各项异性的模型,称之为CE模型.传统的方法需要先进行空间变异函数的拟合,然后进行克里格估计.交叉检验方差是评价估计精度的一项重要指标.根据克里格方程组的重要性质,克里格估值仅与标准变异函数有关,对标准变异函数进行线性变换得到新的变异函数不会改变克里格估值和交叉检验方差.因此,用拟合方法获得的最优变异函数进行交叉检验,通常并不能有效地降低交叉检验方差.如果直接以交叉检验方差为目标函数进行参数反演,则可以有效地解决这个问题.变异函数数学模型一般含有5个参数,其中2个是线性变换作用.进行交叉检验时只需研究标准变异函数的3个参数,从而可以降低参数反演的复杂度.研究表明:较之AE类模型CE类模型具有更强的适应性,通常可获得更小的交叉检验方差;鉴于评价面非常复杂,将遗传算法(GA)应用于参数反演是可行和有效的.滦河流域降水量空间插值实例表明,交叉检验均方差降幅分别为11.7%和29.8%.     

GPS参考站系统误差近实时估算方法

针对网络RTK技术中系统误差(主要包括残余的电离层与对流层及轨道误差等)的估算问题.提出一种近实时计算系统误差的方法.新方法采取两项措施,1)将经过双差电离层无关组合的码与相邻历元相位差值作为基本观测量;2)把系统误差当作待估参数,结合中长基线参考站已知坐标的先验信息,利用Tikhonov正则化原理和选权拟合方法,求解出系统误差.以1条中长基线的实测数据为例,新方法用2个历元数据就求解系统误差.与现有的方法相比新方法具有快速、使用方便等特点.     

几种时间相位展开方法的比较

相位场的展开是基于结构光投影光学三维面形测量方法的关键步骤,复杂相位场的展开也是该方法面临的主要问题之一,时间相位展开方法提供了解决这一难题的一种有效手段.时间相位展开方法利用从多套不同频率条纹图中调解得到的三维截断相位分布,沿时间轴方向上将每点的相位进行独立展开,可以避免二维截断相位图展开过程中引入的误差扩散问题.本文对比了负指数时间相位展开法、三频时间相位展开法、三频外差时间相位展开法以及一次外差时间相位展开法,并引入分块拟合的方法来得到更准确的相位计算结果.完成了计算机模拟和实验验证,标准平面测量时,采用分段拟和的相位误差远小于以前采用的全场拟和法.     

GPS卫星钟差分析、建模及仿真

卫星钟差是卫星导航系统中的一项重要误差源,本文根据IGS观测数据分析GPS卫星铷钟和铯钟的噪声特性,并对星钟误差进行建模和仿真.首先采用修正Allan方差表征和分析了GPS卫星上不同种类原子钟随机噪声的时域特性;然后基于最小二乘分段拟合确定了卫星钟差确定性分量的时差、频差、线性频漂参数值;对于多项式拟合后的残差部分,利用随机噪声幂律谱模型建立了随机性分量误差模型;最后利用修正Allan方差反演的方法模拟产生了各噪声分量的独立随机序列并进行合成;对合成序列与原始数据进行了对比分析以验证本文所提出建模与仿真方法的正确性.     

钻井液流变参数的非线性最小二乘估计算法

钻井液流变模式的参数估计问题大多使用线性回归方法求解,然而,线性回归方法改变了测量误差的统计特征,使得所得到的流变参数估计不具有无偏性和方差最小等特点.针对3种非线性流变方程(幂律模式、赫巴模式和卡森模式)的特点,分别提出了非线性最小二乘估计的新算法.该算法不需要人工给定迭代初始值,迭代过程稳定收敛到最小点,不会陷入极小点陷阱,存储需求小,收敛速度很快,所得到的流变参数估计具有拟合残差近似无偏性和方差几乎最小的优良统计特征.大量的实际钻井液算例表明,新方法具有比线性回归方法更小的拟合方差,拟合残差统计特性优于线性回归方法.     

基于高阶累积量的线性化子波提取方法研究

在地震子波非因果、混合相位的假设下，分别应用滑动平均（MA）和自回归滑动平均（ARMA）模型对地震记录建模，并采用基于高阶累积量的线性方程法对子波提取和模型适应性进行了研究。数值仿真结果表明，ARMA模型比MA模型在描述地震记录时具有参数节俭、模型更为高效的特点；基于高阶累积量的线性方程法对加性高斯色噪声有较好的压制效果，却强烈依赖于累积量样本估计的准确性。如果累积量样本估计的误差和方差适度，结合AR—MA模型描述的累积量线性方程法适用于非因果、混合相位的子波提取，其有效性通过实际地震数据的处理得到了验证。     

基于神经网络的STATCOM非线性鲁棒逆推设计

针对带有STATCOM的单机无穷大总线系统,提出了一种新的神经网络逆推控制方法,设计了STATCOM的非线性控制器.这个方法对于参数变动是系统化的和鲁棒的,且是根据众所周知的逆推控制技术.所得的控制器能够保证跟踪误差和连接权有界.同时不需要预先知道神经网络连接权最优值的上界.神经网络的连接权值在线进行调整,而无需离线学习.仿真结果表明该方法的有效性.     

全相位算法在相控阵天线幅相校正测量中的应用

相控阵天线波束的精确指向对各阵元通道幅相一致性提出了很高的要求,在实际的相控阵天线系统中,各阵元通道幅度和相位不可能完全保持一致,需要对阵列通道幅相误差进行实时地监测和校正。阵列单元校正的本质是对通道幅相误差的精确测量或估计,在现有幅相测量方法的基础上,提出一种全相位时移相位差算法。该算法需对存在时移关系的两输入序列分别进行全相位FFT,直接取主谱线的相位值无需校正即可得到输入信号的中间点相位信息,利用两序列主谱线的相位差求解信号的幅度值。由于全相位FFT具有"相位不变性",此方法能够很好地抑制频谱泄漏。仿真结果表明,该方法可有效避免第一类相位差法在不同步采样时误差较大的情形,测量结果明显优于第一类相位差法。     

对最小二乘法的一点探讨

作者在研究正交多项式的最小二乘拟合算法时发现当观测数据的趋势是某一个N次多项式时会出现一种现象,即不能找到最佳的最小二乘拟合多项式。为此,作者利用统计学中的零假设及其结论,以方差代替平方误差,然后用多组服从零平均正态分布的随机模拟误差,经程序反复计算,结果表明用方差代替平方误差能克服上述现象,并找出最佳拟合多项式。最后用一个生产实例简要说明了该研究的实际意义。