分形随机漫步噪声及相关函数

讨论了在地学、工程测量研究领域常见的随机漫步噪声,从理论上将经典布朗运动随机过程(随机漫步噪声)推广到分形布朗运动随机过程,并导出分形布朗运动随机过程的相关函数。     

地貌分形理论模型的数值模拟

利用简单分形模型和分数布朗运动模型，分别对分形地貌研究中的多度域分形曲线和外营力作用下地貌剖线自仿射分形进行了模拟计算。模拟结果显示，不同机制作用下的地貌形态分维值差异不大的时候，从分维结构图上无法获得相应的多度域分维值，这时需要借助其它手段进行分析；不同起伏的地表形态可以具有相同的分维值，夷平作用并不改变由地表侵蚀作用形成的分维值，表现出外营力作用的相对稳定性，要全面描述曲线的起伏特性需要引入渡越长度。     

顾及共模误差的四川连续GPS基准站坐标时间序列噪声分析

使用GAMIT/GLOBK软件处理四川省内23个连续GPS基准站2010～2015年数据，获取各测站的坐标时间序列，然后利用堆栈法对其进行空间滤波以剔除共模误差，通过谱指数计算和最大似然估计法（MLE）对滤波后的GPS站坐标时间序列进行噪声分析。结果表明，四川连续GPS基准站坐标时间序列N、U方向最优噪声模型为WN+FN，E方向最优噪声模型为WN+FN+RWN；空间滤波可以降低闪烁噪声，同时使一些测站显现出随机漫步噪声；根据GPS站坐标时间序列估计基准站速度时，应当顾及有色噪声的影响。     

陕西连续GPS基准站坐标时间序列分析

对陕西省GPS连续基准站2011-01-01~2013-05-30坐标时间序列进行分析,利用区域叠加滤波分离出共模误差,滤波后站坐标时间序列N、E、U方向的平均均方根分别减小69%、60%和41%。通过谱指数计算发现,空间滤波后的时间序列含有白噪声和有色噪声;利用CATS软件对各噪声分量估计发现,垂直方向噪声分量大于水平方向;空间滤波使闪烁噪声大幅减小,部分站出现随机漫步噪声。     

滇西动态重力网的分形特征及空间分辨力

介绍了用分形学描述地球物理观测网非均匀分布和联合应用分形特征与Ｓｈａｎｎｏｎ定理确定最佳网格距的方法。研究了滇西动态重力网的分形特征，它的分形维Ｄｆ＝１．２７，最佳网格距ｒ０＝２８ｋｍ。讨论了１９８６年至１９９４年间网区发生的８次Ｍｓ＞５．０级地震前重力场变化的可信性，指出这些变化的波长均大于１００ｋｍ，至少２倍于网的最小空间分辨力，因而是可信的     

GNSS变形监测网短基线时间序列噪声特性分析

利用时间跨度为5 a的GNSS短基线时间序列对噪声特性进行分析，发现长周期噪声分量（随机游走噪声）。选取最优噪声模型，评估不同噪声模型对测站周期振幅和线性速度估值的影响。结果表明，短基线时间序列中有色噪声应顾及闪烁噪声和随机游走噪声，对于表现出随机游走噪声的分量，可能与测站的真实运动有关；假设只有白噪声时求得的速度估值与最优噪声模型下求得的速度估值存在0.4~0.6 mm/a的偏差，对周期振幅的影响可以忽略。     

中国沿海海洋站GNSS坐标时间序列噪声模型的建立与分析

选取中国沿海海洋站中与验潮室并址的22个GNSS基准站近9 a的观测资料,利用最大似然估计法分析各站时间序列的噪声特性,建立最优噪声模型;然后顾及有色噪声,利用最优噪声模型估计测站速度,并与纯白噪声模型和GLOBK获取的速度及误差进行对比分析。结果表明：1）沿海海洋站的GNSS时间序列均含有有色噪声,各分量的噪声特性不完全一致,E方向和U分量均以白噪声+闪烁噪声为主,N分量以白噪声+闪烁噪声和白噪声+一阶马尔科夫噪声+随机漫步噪声为主。2）全国沿海3个海区N、E分量的白噪声和闪烁噪声基本呈现越往南噪声越大的规律,南海海区U分量的白噪声和闪烁噪声最大。3）顾及有色噪声的速度中误差是仅考虑白噪声和GLOBK估计的速度中误差估计值的5～10倍,这种差异比内陆观测站的要大。4）在对海洋站GNSS时间序列进行速度分析时,为获取正确的速度值,应该先准确判断噪声的类型,再顾及有色噪声的影响估计测站速度。     

华北地区GPS基准站坐标时间序列噪声特征研究

利用华北地区GPS连续运行基准站网络2008-08~2013-04观测数据,分析36个基准站坐标时间序列的噪声特征。利用区域堆栈滤波方法对GPS单日解坐标时间序列进行共性误差剔除,使用极大似然估计准则定量估计坐标时间序列的噪声特性,并分析有色噪声对测站计算速度的影响。结果表明,华北地区GPS基准站坐标时间序列的共性误差在N、E和U方向分别约为1 mm、1 mm和3 mm,且共性误差具有类似闪烁噪声的特性;共性误差剔除前,坐标时间序列的噪声特性可以用可变白噪声加闪烁噪声模型或可变白噪声加幂律噪声模型来描述;共性误差剔除后降低了坐标时间序列噪声中闪烁噪声的成分,突出了本地效应部分噪声,坐标时间序列的噪声特性可以用可变白噪声加闪烁噪声和随机漫步噪声模型或可变白噪声加幂律噪声模型来描述;最优噪声模型计算的速度误差比仅考虑可变白噪声所计算的速度误差增大5~8倍;剔除共性误差,可使测站速度的精度获得40%左右的提高。     

不同ISB模型对PPP-B2b多系统实时定位性能的影响

PPP-B2b服务播发的钟差改正数存在GPS系统钟差基准随时间变化的现象,而BDS系统无此现象。此项钟差基准变化会造成ISB参数出现跳变,影响ISB时变模型选择。基于PPP-B2b服务,分析白噪声模型、随机游走模型以及常数模型在动静态定位模式下的实际定位性能。实验结果表明,静态模式下白噪声与随机游走模型在收敛时间和定位精度方面均优于常数模型;动态模式下白噪声模型以及设置合适过程噪声的随机游走模型不会出现重收敛情况,且定位精度较常数模型在E、N、U三个方向上分别提升86.7%、89.2%、85.3%。因此对于PPP-B2b服务,多系统实时PPP采用白噪声模型或设置合适过程噪声的随机游走模型能够得到较好的定位性能。     

地震能量时空分布的自仿射分形特征

探讨了小尺度空间范围内地震能量关于时间和空间分布的统计自仿射分形特征，从中得到了如下认识：地震能量关于时间的分布是自仿射分形的，代表分布结构特征的Ｈ值小于１／２，因而时间关联函数Ｃ（ｔ）＜０，表明地震能量关于时间分布的变化过程具有负相关效应；地震能量在空间上分布也具有自仿射分形特征，有限震例表明，Ｈ值小于但接近于１／２，表明地震能量的空间分布具有更复杂的变化过程     

分形理论在地学中的应用

本文介绍了分形理论及地质变量分形关系,阐述了各种地质现象和过程的分形特征,指出其在地学领域中应用前景。     

分形离散裂缝数值试井解释模型

基于分形理论,考虑裂缝中心、长度和密度的概率分布,以及主应力方向等条件,研究分形离散裂缝模型随机建模方法,建立离散裂缝数值试井解释模型,得到井底压力响应的数值解。对比数值解与基于连续性介质假设的解析解,证明数值试井解释模型的正确性和一致性。结果表明:在相同的分形维数条件下,试井曲线基本重合,说明分形维数对离散裂缝具有较好的控制程度,可以为离散裂缝随机建模提供依据,对认识天然裂缝性油藏裂缝发育特征具有参考意义。     

一种分形图形及其算法

根据分形的性质，构造了一个新的分形图形，它的豪斯道夫维数是log5／log3，研究了给出的分形图形的两种算法。     

论矿床的分形性质

地壳中元素和矿化分布的不均匀性是一个普遍规律。从超大型矿床→大型矿床→小型矿床→矿点、矿化点（或高异常点）的分布，是近似于从有限稀硫分布逼近无穷多且无限稀硫分布。因此可以把矿床的分布看成是随机康托集（Cantordust）在空间上的分布。浙江中生代热液萤石、银、铅锌矿床的分形丛集分布存在于两个尺度范围内，分形丛集的分维数为0．196～0．40（1～20km）和1．161～1．219（20～750km）。矿床的频度—大小分布也是分形的，其储量分形分布的分维数为：萤石（中国）D=2．13；萤石（浙江）D=2．34；银（浙江）D=1．63；铅锌（浙江）D=2．27；钨（中国）D=2．16；铜（世界）D=2．55。我们认为，矿床储量的分形分布，对于各种标度的成矿作用可能是一个普遍性的特征。根据矿床的频度—大小分形关系，有可能对一地区大于某一指定储量的潜在矿床数作出预测。     

黄土高原地貌形态分形算法三维表达应用

黄土高原是我国乃至全世界的一个十分独特的地貌单元,对其复杂多样的地貌形态的研究和可视化表达一直备受关注。本文概述了地形地貌的传统表达方法,之后介绍了曲面建模、DEM模型和分形技术等常用的三维地形地貌建模方法,重点介绍了分形技术。并使用分形地形建模算法中最常用的随机中点位移法模拟生成了几类主要的黄土高原地貌形态．取得了较好的效果。     

图像分析计算水系分形维数的改进方法与应用

水系分形维数的计算与分析,有助于深入理解其与地貌发育、流域径流和侵蚀产沙等过程之间的关系。从分形维数的计算原理,提出了一种在MATLAB环境下,能够同时计算水系计盒维数和信息维数的方法,改进了现有通过图像分析计算分形维数的不足。采用已知分形维数的规则分形集进行验证,结果表明:该方法单独对图像载体上的目标图形(关注区域)进行处理,不受其与整幅图像的比例的限制能够自动确定最佳的对目标图形进行网格分割覆盖的递减等分条件,计算精度高利用元胞数组实现了网格的自动分割,程序紧凑,可读性增强。最后以泾河、北洛河水系为例,说明了该方法的应用过程。本研究为水系分形维数的科学计算提供了新的思路。     

GPS系统在公路工程控制测量中的应用

一、概述 近几年，GPS全球定位系统（Global Positioning Systen）在公路工程测量中得到了迅速推广，这主要依赖于GPS系统可以向全球任何用户全天候地连续提供高精度的三维坐标、三维速度和时间信息等技术参数。我们先了解一下GPS系统的组成，以及在测量领域的应用特点。[第一段]     

非高斯有色噪声影响下的高斯混合滤波算法

针对GNSS/SINS紧组合定姿定位系统在非高斯有色噪声环境下直接使用高斯混合扩展卡尔曼滤波（Gaussian mixture extend Kalman filter, GMEKF）出现的随机模型失配现象,提出一种顾及非高斯有色噪声影响的GMEKF优化算法。该算法在高斯混合模型对非高斯噪声近似的基础上,通过状态扩增和量测组差对非高斯噪声序列中的有色噪声成分进行白化处理,从精化随机模型的角度改善了GMEKF算法的性能。实验结果表明,在非高斯有色噪声环境下,相比于GMEKF,该算法对随机模型建模更准确,将其用于受非高斯有色噪声影响的定姿定位场合中可进一步提高导航解算精度。     

工程测量与放样在现代建筑业的作用

一、工程测量与放样 测量工作贯穿于工程建设的整个过程,测量工作的质量直接关系到工程建设的速度和质量。所以,每一位从事工程建设的人员,都必须掌握必要的测量知识和技能。     

基于图像处理技术的聚合物水基钻井液微观结构分形研究

为了探索聚合物水基钻井液微观结构中的传质传热机理，需要对聚合物水基钻井液的微观结构进行研究。通过液氮快速冷冻干燥技术和扫描电镜技术获得了聚合物水基钻井液微观结构的 ＳＥＭ 图像，发现钻井液微观孔隙结构具有一定的分形特征，利用Ｉｍａｇｅ－ＰｒｏＰｌｕｓ（ＩＰＰ）图像处理软件对ＳＥＭ 图像进行了二值化处理，提取了钻井液微观结构孔隙参数信息，探讨了阈值选择方法。基于多孔介质分形理论，分析了聚合物水基钻井液微观孔隙结构的分形特征。结果表明:ＩＰＰ软件可作为处理聚合物钻井液微观结构图像定量分析的手段，在保证完整反映微观结构的前提下，尽可能选择合适的阈值，一般在５０～１２０之间；聚合物水基钻井液微观结构孔隙形态分布具有分形特征，可利用等效周长与等效面积的双对数关系确定钻井液微观结构的分形维数，分维数在１～２之间；钻井液微观结构孔隙形态分布分形维数与孔隙发育复杂程度有关，孔隙 发 育 越 复 杂，孔隙轮廓越不规则，分 形 维数越大，反之越小。这为钻井液中传质传热的分形研究奠定了理论与试验基础。