基于小波分频的Q值补偿技术在东海中深层油气勘探中的应用

东海陆架盆地是中国近海最大的边缘海盆地,其地下地质结构较为复杂,地震剖面的中深层地震资料品质较差,常规的地震波能量补偿技术很难获得有效的地层信息,从而制约了东海陆架盆地中深层构造结构研究及中深层油气勘探。基于此,本文利用基于小波分频的地层Q值补偿技术,该技术针对东海陆架盆地中深层地震资料的频率特点,逐点进行小波分频处理,得到目标频率信息的地震数据,在此数据基础上利用小波域谱比法计算地层Q值,避免了其他频率信息对提取Q值的影响,提高了Q值提取的稳定性,最后进行地层Q值的振幅和相位补偿。模型和实例分析表明,该方法有效地补偿了东海陆架盆地中深层地震资料的振幅和相位,提高了主频,展宽了频带,从而提高了中深层地震资料的质量,有利于后期地震资料的反演。     

基于HHT的C-BOOM浅剖信号分析

通过分析C-BOOM浅剖信号的时域和频域特点,观察到其信号频带较宽,和环境噪声频带重叠,而且信号重复性较差,使得无法使用傅立叶变换等传统方法对C BOOM浅剖信号进行准确的频域参数估计和滤波.基于HHT(Hilbert-Huang Transform)方法对C-BOOM浅剖信号进行分析,通过分析筛选由EEMD(Ensemble Empirical Mode Decomposition)分解得到的信号分量确定了信号频带和中心频率等频域参数,在未知信号频带的情况下完成了对信号的滤波,分离得到了C-BOOM浅剖的信号部分和环境噪声部分.通过比较分离得到的环境噪声成分和真实环境噪声的频谱,验证了信号分离方法是有效的.     

基于HHT的舰船地震波信号实时检测算法

针对舰船地震波信号的非平稳性,将希尔伯特–黄变换(HHT)应用于舰船地震波信号处理中,并基于Hilbert能量谱提出舰船地震波信号实时检测算法.首先,对实测地震波信号进行HHT分析,获得信号的时频谱、边际谱、瞬时能量谱以及Hilbert能量谱.然后,基于舰船地震波信号Hilbert能量谱的特点,选取Hilbert能量谱...     

高速水声通信中的相位补偿研究

利用相位补偿来解决高速水声通信中的载波恢复问题,并分析了联合相位补偿和信道均衡时的系统性能。研究结果表明：使用相位补偿后,均衡器可以有效地抵抗频率偏移造成的信道相位旋转,跟踪频率偏移能力提高了一个数量级以上。     

基于BP神经网络的航磁补偿方法研究

水中未爆弹危害极大,航空磁探因探测效率高的优势,常用于水中未爆弹的探测。飞机干扰磁场的存在限制了航空磁探的发展。传统的T-L模型待求参数间具有很强的复共线性,难以满足高精度磁补偿的要求,而神经网络算法具有容错率高、求解精度高的特点。首先使用BP神经网络建立干扰磁场的数学模型;随后,通过仿真生成干扰磁场以及未爆弹目标磁场信号对算法进行验证;最后,利用四旋翼无人机平台进行目标探测试验,补偿改善比超过20。试验结果表明,算法可以用于提高平台对水下目标探测的精度。     

Fourier频率域随机谱隐秘信息加载与增量补偿系统

提出一种基于光学原理的Fourier频率域随机谱隐秘信息加载与增量补偿系统,并给出一种隐秘信息的加载方式,可实现光学图像信息隐藏.宿主图像经过随机相位调制后进行Fourier变换得到频率域的随机谱,在此随机谱上加载隐秘信息,同时,系统对由隐秘信息的加入所产生的影响进行补偿.利用该系统所得到的载体图像未经正确的密钥-随机相位-调制时,隐秘信息将弥散在载体图像的Fourier频率域空间,具有较好的不可检测性.此外,即使攻击者知道隐秘信息的存在甚至知道隐藏方法,但在不知道密钥的情况下,依然无法破解隐秘信息的内容     

海上浅地层剖面处理的关键去噪技术

在海上地球物理调查中,为了查明该海区的浅部地层结构和分布规律,浅地层剖面测量是一种不可缺少的重要的手段;然而,海上数据采集过程通常会受到各种因素干扰,导致获得的浅剖资料噪声严重。其主频虽然较高,但信噪比较低,以致于在原始剖面中无法有效地识别地层。以辽河三角洲资料为例,针对剖面上存在的各种噪声类型,提出一些用于浅地层剖面资料处理的关键技术,以提高原始资料信噪比及分辨率为目的,为海洋地质构造的解释提供良好的基础资料。     

海洋重力测量误差补偿简化方法研究

针对实际应用的需要,本文对作者先前提出的两种海洋重力测量误差补偿方法进行了简化,把原来严密的自检校平差简化为两步处理法,深入分析了简化方法的技术特点和适用范围。最后使用一个实际观测网数据验证了两步简化方法的有效性和可靠性。     

基于有限元分析的船用柴油机磁性补偿技术研究

为研究船用柴油机的磁性补偿问题,采用有限元仿真方法来指导消磁设计工作。在地磁环境下, 利用 Ansys Maxwell 软件建立某型柴油机的有限元仿真模型,计算了柴油机感应磁场的空间分布,并测量了柴油机的磁场,仿真结果与测量结果进行对比,其误差不大于 10%,在工程应用允许的范围之内。采用补偿线圈的方式对柴油机的磁场进行补偿,通过优化设置补偿电流,柴油机的磁场最大值从 336 nT 减小到 50 nT, 降低约 85%。     

三瞬属性在南黄海第四纪地震地层分析中的应用

浅剖和单道地震是大范围研究新近纪以来沉积特征的主要技术方法,由于地震资料分辨率的限制,往往只能划分大的沉积单元,不能识别亚相、微相等,而地震资料的瞬时属性可以更加精细地刻画地层信息。基于2013年在南黄海陆架获得的单道地震资料,对南黄海中西部海域第四系进行了分析,并利用单道资料的三瞬属性对地层进行地震地层单元划分、沉积环境分析,总结出该区域不同沉积相的三瞬波阻特征。研究结果表明,在测线的Qc2钻孔位置处,根据三瞬属性在海底以下74.64m深度内划分了7个地震地层沉积单元,并划分出多个亚相。它所反映的沉积相与该区已知Qc2钻孔的地层对应度较高。瞬时相位较为清楚的显示地下地层的接触情况,更好地展示了地震层序在空间上的关系,解决了该测线在常规地震剖面上无法清晰、精细识别沉积相的问题。三瞬属性的应用可以在缺少钻井资料时提高在地震资料剖面划分地层、识别接触面的能力,为大陆架科学钻探项目中未知井位选址提供参考。     

Heave compensation system of lifting pipeline for deep-sea mining based on combined action of vibration absorber and accumulator

ABSTRACT

A heave compensation system combined with a vibration absorber and accumulator is proposed, with regard to the requirement for poly-metallic nodule mining systems at an ocean depth of 6,000?m in China. The principle of the compensation system was analyzed, its main parameters were designed, and its mathematical model was established. The system performance was simulated and analyzed in MATLAB, and the frequency domain characteristics and compensation rate of the system with different volume accumulators, and with or without vibration absorbers, were compared. A simulation test of the compensation system was conducted. The proposed compensation system had a better compensation effect for a random wave interference under level-6 sea conditions, and the compensation rate being more than 72% with optimal system parameters.     

基于Hough变换原理的海冰厚度识别方法

作为主要海冰参数之一的海冰厚度对海冰灾害评估和极地船舶与冰区海洋工程结构设计具有重要意义。采用船侧视频图像对海冰厚度进行自动识别是提取海冰参数的重要方式。本文采用基于Hough变换的机器视觉方法对海冰翻转过程中的表面轮廓线进行识别,从而自动获取海冰厚度参数。根据海冰图像特征制定了图像边缘识别−近似线段识别−海冰轮廓线段组识别的计算流程。在线段组识别过程中,根据海冰的几何特征建立了由夹角、长度及间距参数相关联的3个识别参数所组成的判断条件。为验证方法的可靠性,将该方法用于“雪龙”号第八次北极科考的走航实测数据中,结果表明,3个识别参数均具有最优阈值。当低于最优值时提高阈值可增加有效识别率;而高于最优值时提高阈值则会导致误判率增大,采用最优阈值可使冰厚识别率达到90%以上。因此,采用基于Hough变换的冰厚识别方法可实现对海冰厚度的实时监测。     

基于非线性薛定谔方程的波浪预报方法研究

为探索海浪波面信息的实时预报方法,以三阶非线性薛定谔(NLS)方程的逆散射变换求解为基础,通过理论推导,给出了一种由实测波高时历数据计算其NLS方程本征值的方法,进一步实现了对波浪包络时空演变的预报。通过预报结果与实测波列的比对,验证了方法的有效性和准确性。该方法可为船舶或海上平台的大浪预警,以及为大波浪中海上作业寻找窗口期等提供一条新的技术途径。     

基于实际气体状态方程的深海采样压力补偿技术

压缩气体通常用于深海压力保持采样器的压力补偿。回收的流体样品的压力和体积与预充气体高度相关。为了更好地理解高压下气体的行为,我们提出了一个新的基于压缩因子Z的实际气体状态方程,该方程是从实验数据得出的。然后基于该经验气态方程引入了样品压力和体积的理论计算方法。最后,通过采样器进行了在115MPa下的高压模拟采样实验,很好地验证了本文所提出的计算理论。     

基于小波变换和数学形态学的潮沟提取方法研究

潮沟是潮滩的主要地貌类型之一,潮沟信息的检测对湿地生态环境的监测和保护有着重要意义。本文以长江口九段沙下沙北部发育比较复杂的潮沟为研究对象,使用2016年1月26日Landsat8全色波段数据,采用了一种融合小波变换、最大类间方差法和数学形态学的方法对潮沟边缘信息进行了检测。小波变换中通过减小高层小波系数,达到弱化潮滩灰度变化的目的;通过增大低层小波系数,达到增强潮沟信息的目的;利用数学形态学和图像之间的几何(加减乘)运算,完成潮沟的提取;最后,分别在原始数据和检测结果相应的位置取样进行精度验证,样方潮沟面积一致性精度平均为92.1%。     

基于三维相空间法和稳健估算法的ADV流速数据后置处理效果研究

水流是影响藤壶、牡蛎、藻类等水生生物能否成功附着在渔业装备上的重要环境因素,水体流速的变化会改变藻类新陈代谢过程,制约藤壶与牡蛎幼虫大面积扩散。流速测量数据的准确性对研究渔业装备上附着生物的附着机制起到至关重要的作用。声学多普勒流速仪(ADV)是测量水体流速的重要设备。然而,水体中的气泡、大颗粒悬浮物等因素会影响ADV的相关系数和信噪比,从而导致流速数据中产生野点,降低了数据的准确性。本文基于国内外主流算法稳健估算法与三维相空间法,以ADV实际测量的流速数据为例,对比研究两种后置处理方法的检测效果。结果显示,稳健估算法平均检出率为4.95%,峰度系数平均下降77.71%,三维相空间法平均检出率为14.60%,峰度系数平均下降84.05%。综合分析,三维相空间法处理效果较好,其检测准确性高于稳健估算法,但存在过处理现象。建议在处理野点含量低于5%的数据时选用相空间法,而对于野点偏离样本平均值较远的数据时,可以选用稳健估算法。本文对减小流速数据误差,为准确定量研究水流对渔业装备附着生物的附着量与种类影响有着重要的意义。     

基于单水声信标距离量测的匹配定位方法

水声通信和测距能力是实现水下航行器准确定位的重要技术手段。当前基于水声定位的方法主要有利用测距和测向功能的水声定位技术以及水声测距辅助导航技术,二者的系统物理复杂度都比较高。本文提出了一种基于单水声信标距离量测的匹配定位方法,航行器在水声信标测距覆盖范围内,利用航行过程中多次测距信息构建测距圆序列形成位置约束,基于航位推算导航信息,将航行器在连续测距时间段内的相对航迹在圆序列上进行最优匹配,从而获得位置估计,通过对测距误差进行补偿可进一步提升定位精度。本方法所需物理系统结构复杂度低、可操作性强,仿真实验表明,该方法可以独立实现较高精度的定位。     

随机波浪作用下海洋平台主动控制的时滞补偿研究

基于预测控制理论，研究了适用于海洋平台的时滞补偿控制算法。该方法借助于随机波浪力的近似公式和卡尔曼滤波原理，推导出了随机波浪力向前一步预测公式，同时采用卡尔曼滤波方程，实现了对状态向量向前一步预测。利用随机波浪力及状态向量的实时在线预测公式，推导出最优控制力向前一步预测的表达式。在此基础上，发展了不仅适用于反馈控制系统而且适用于前馈-反馈控制系统的时滞补偿算法。采用一典型海洋平台为数值算例，计算结果表明，该方法在一定时滞范围内对海洋平台主动控制中时滞的补偿效果是显著的。