卫星精密轨道综合自适应抗差滤波技术

首先讨论了动力定轨、几何定轨存在的问题, 进而简要介绍了目前广泛使用的Sage自适应滤波和抗差滤波, 研究了一种综合利用Sage滤波和自适应抗差新的滤波技术. 该技术除自适应地估计卫星状态预报向量的协方差矩阵外, 还能自适应地估计任意历元观测量的权. 计算结果也表明, 新的技术不仅计算简单, 而且能有效地控制卫星几何观测异常和卫星动力学模型噪声异常对卫星轨道参数估值的影响.     

自适应Kalman滤波反褶积的快速实现方法

提出了以二进小波变换为基础的自适应Kalman滤波反褶积(AKFD)新方法,针对该方法的计算复杂程度,提出了一种快速实现方法.二进小波变换的AKFD抛弃了传统预测反褶积对信号平稳性的假设,克服了提高分辨率而信噪比明显降低的问题,具有很好的抗噪性能.在小波域进行的AKFD在压制假反射以及提高分辨率方面比时间域的AKFD好,克服了在时域内进行AKFD抬升低频成分的缺陷.利用二维地震数据的局部平稳性的假设提出了快速实现方法,通过分段求取自适应预测算子,分别于横向及纵向采用样条插值的方法进行插值,来减少求取自适应预测算子的计算量,达到快速实现的目的.经过大量实验表明计算速度提高数百倍,仍能保持原来的计算效果.     

自适应Kalman滤波反褶积的快速实现方法

提出了以二进小波变换为基础的自适应Kalman滤波反褶积(AKFD)新方法，针对该方法的计算复杂程度，提出了一种快速实现方法.二进小波变换的AKFD抛弃了传统预测反褶积对信号平稳性的假设，克服了提高分辨率而信噪比明显降低的问题，具有很好的抗噪性能.在小波域进行的AKFD在压制假反射以及提高分辨率方面比时间域的AKFD好，克服了在时域内进行AKFD抬升低频成分的缺陷.利用二维地震数据的局部平稳性的假设提出了快速实现方法，通过分段求取自适应预测算子，分别于横向及纵向采用样条插值的方法进行插值，来减少求取自适应预测算子的计算量，达到快速实现的目的.经过大量实验表明计算速度提高数百倍，仍能保持原来的计算效果.     

位移和加速度融合的自适应多速率Kalman滤波方法

多速率Kalman滤波方法可用于低采样率的位移和高采样率的加速度数据融合,而未知的噪声协方差信息则显著制约着多速率Kalman滤波精度.本文通过将多速率Kalman滤波转换为传统的单速率Kalman滤波,建立了Kalman滤波增益的自协方差矢量与未知的加速度谱密度和观测噪声参数间的线性函数模型,并采用最小二乘估计方法对未知的噪声协方差参数进行估计,进而有效地提高了多速率Kalman滤波精度. 数值仿真和震动台实验结果验证了本文方法的正确性和有效性.     

GPS在山区滑坡变形监测中的应用

山区滑坡的稳定性一直是倍受关注的一个重要安全问题。本文讨论了滑坡位移传统监测方法的缺陷和新型的基于GPS的自动监测技术所具有的独特优势,介绍了适用于山区公路滑坡位移监测的高精度的GPS技术。实践表明,采用GPS技术进行山区滑坡的稳定性监测,具有可操作性更强、精度更高、不受气候条件约束以及高度自动化等优点,能够为预测边坡可能出现失稳破坏的部位和变形破坏时间提供更可靠的监测资料,因而GPS监测技术值得在山区滑坡的变形监测领域中推广使用。     

Kalman滤波在沉降监测数据处理中的应用

将卡尔曼滤波应用于建筑物变形监测数据分析,给出了离散卡尔曼滤波模型的建立思路及相应的精度评定公式,结合西安市某建筑物沉降观测数据,建立了相应的离散卡尔曼滤波数学模型,通过Matlab编程对观测数据进行处理,成果图像显示滤波值曲线与原始观测数据曲线的变化趋势基本一致。该模型较好地模拟了建筑物沉降的变化规律,对于改善沉降监测数据处理的精度效果非常理想。     

SBAS-InSAR技术在特大型滑坡变形监测中的应用

利用SBAS-InSAR技术对滑坡易发区域进行时序变形监测是研究滑坡机理和预防灾害的重要途径。文章利用SBAS-InSAR技术对甘肃省甘南州舟曲县果耶镇磨里滑坡灾害进行时序变形特征分析,基于2018—2021年光学遥感影像数据获取磨里滑坡所在区域的变形分布图和时序变形特征,再结合其他勘查成果资料验证变形监测结果的准确性,证明SBAS-InSAR技术在特大型滑坡变形监测中的可靠性。结果表明：(1)磨里滑坡滑坡平面形态呈“长舌状”,滑动方向最大长度1 500 m,滑坡体上窄下宽,平均宽度240～530 m,面积53×10⁴ m²;(2)磨里滑坡前部变形速度大于中后部,前缘局部形变速率最大可达140 mm/a;(3)磨里滑坡还在不断地发生变形,应进一步加强变形监测,做好应急避险和搬迁避让的措施。研究可为该地区特大型滑坡复活破坏机制和应急处置提供参考。     

一种自适应增益限的反Q滤波

地层的Q吸收会造成地震波振幅衰减、相位畸变,分辨率和信噪比明显降低.反Q滤波可消除由于地层Q吸收造成的振幅衰减和相位畸变,从而提高地震资料的分辨率;但反Q滤波振幅补偿的数值不稳定性问题会严重降低地震资料的信噪比,并产生很多假象.截止频率法和稳定因子法反Q滤波振幅补偿方法虽可控制数值非稳定性问题,但振幅补偿函数的增益限为一个时不变的常数,且与地震数据动态范围无关,其经常会压制深层地震波的高频成分,反而降低地震资料的分辨率;因此,本文在研究截止频率法和稳定因子法的基础上,结合地震数据的动态范围对地震记录分辨率的影响,提出了一种自适应增益限的反Q滤波振幅补偿方法,其增益限和稳定因子都是时变的,且都自适应于地震数据有效频带的截止频率.合成数据和实际数据试算表明,本文的自适应增益限的反Q滤波方法可恢复地震信号有效频带范围内的能量,且能较好地控制数值非稳定性问题,最终获得高分辨率和高信噪比的地震数据.     

航空重力数据Kalman滤波平滑技术应用研究

提出一种用于航空重力数据低通滤波处理的卡尔曼(Kalman)滤波模型,采用该模型,利用Kalman最优线性平滑技术,对GT-1A航空重力勘查系统的测量数据进行了滤波试验研究,结果表明,上述模型是可行的,获得与GT-1A系统滤波结果几乎同样满意的滤波效果,二者滤波结果差值的标准偏差可达±0.2mGal.     

地震作用下地铁车站结构的动力变形响应研究

研究地铁车站结构在地震作用下的变形,对地铁的建设和安全运营有着重要的现实意义。本文进行了北京地区土层中典型地铁车站结构的振动台试验,并使用FLAC2D对试验进行模拟分析,得到了在地震作用下地铁车站结构的变形响应规律。结果表明：地铁结构的变形峰值随地震强度的增加而增加;结构中柱的峰值应变和峰值挠度曲线曲率,两端大、中间小;侧墙峰值挠度曲线的各点曲率为常数,这是因为侧墙与顶底板组成的箱形结构整体刚度大,难以发生破坏;中柱底端应变呈正负循环变化,侧墙的应变曲线与受冲击荷载的变形曲线相似。     

地形变监测地震能力的评价

利用中国地震局第二监测中心1992-2007年的年度地震趋势研究报告为统计样本,对青藏块体东北缘地区的年度地震预报进行了检验,从一个侧面评价了当前地形变监测地震能力.结果显示在16年中无中强地震漏报,其中报对地震4个,报错地震19个,对错比例为21%.这表明地形变对中强以上地震有较强的监测能力,但由于二者之间尚无确定的对应关系,导致了错报率较高的现象.     

Research and Practice on the Crustal Deformation Mobile Monitoring Network Layout in the Hydropower Station Reservoir Area

According to the construction project of the crustal deformation mobile monitoring network in the cascade hydropower stations built in the lower reaches of Jinsha River,this paper analyzes the design ideas and layout principles of crustal deformation mobile monitoring used in the monitoring of reservoir induced earthquakes. This paper introduces three types of monitoring networks used in the Xiluodu reservoir and Xiangjiaba reservoir, as well as the work already undertaken,in order to provide a kind of reference for the related engineering construction and comprehensive monitoring of reservoir induced earthquakes.     

The Coherent Pixels Technique (CPT): An Advanced DInSAR Technique for Nonlinear Deformation Monitoring

This paper shows the potential applicability of orbital Synthetic Aperture Radar (SAR) Differential Interferometry (DInSAR) with multiple images for terrain deformation episodes monitoring. This paper is focused on the Coherent Pixels Technique (CPT) developed at the Remote Sensing Laboratory (RSLab) of the Universitat Politecnica de Catalunya (UPC). CPT is able to extract from a stack of differential interferograms the deformation evolution over vast areas during wide spans of time. The former is achieved thanks to the coverage provided by current SAR satellites, like ESA’s ERS or ENVISAT, while the latter due to the large archive of images acquired since 1992. An interferogram is formed by the complex product of two SAR images (one complex conjugate) and its phase contains information relative to topography, terrain deformation and atmospheric conditions among others. The goal of differential interferometric processing is to retrieve and separate the different contributions. The processing scheme is composed of three main steps: firstly, the generation of the best interferogram set among all the available images of the zone under study; secondly, the selection of the pixels with reliable phase within the employed interferograms and, thirdly, their phase analysis to calculate, as the main result, their deformation time series within the observation period. In this paper, the Coherent Pixels Technique (CPT) is presented in detail as well as the result of its application in different scenarios. Results reveal its practical utility for detecting and reproducing deformation episodes, providing a valuable tool to the scientific community for the understanding of considerable geological process and to monitor the impact of underground human activity.     

自适应卡尔曼滤波在航空重力异常解算的应用研究

依据航空重力测量基本原理,构建了航空重力异常解算的卡尔曼滤波模型,将新息自适应卡尔曼滤波器(IAE,Innovation based Adaptive Estimation)应用于量测噪声未知的航空重力异常解算.针对IAE滤波器滑动窗口宽度难以准确确定的问题,通过对多个不同滑动窗口新息协方差估计的加权平均,获得改进的IAE滤波器,该IAE滤波器不仅具有量测噪声自适应估计能力,还能实现滑动采样窗口的优化选取.试验结果表明,IAE滤波器可以降低因量测噪声统计信息不明引起的解算误差,改进IAE解算的重力异常误差约为1 mGal.     

基于PS-InSAR技术的丽江断裂形变监测研究

基于PS-InSAR技术,利用欧空局28景ENVISAT ASAR数据,运用小基线集干涉处理方法,提取并分析了丽江断裂2003～ 2010年的平均形变速率.研究结果显示:(1)丽江断裂具左旋走滑形变特征;(2)年平均LOS向形变速率在3 ～5 mm/a之间,与地质资料较吻合.该研究为丽江地区地震预测提供一种可靠的断裂带活动数据,但丽江断裂进入城区后受城市化活动影响,断裂形变与地面沉降信息共存,较难分离.     

华北地区跨断层流动形变监测场地优化初探

首先分析了华北地区跨断层流动形变监测场地布测现状及监测效能,继而依据跨断层流动形变测量规范及监测的可控性、均匀性、目的性以及监测场地监测效能等,结合该区域断裂活动及地震活动性研究结果,给出华北地区跨断层流动形变监测场地拟优化布设结果。该优化布设结果消除了华北地区跨断层流动形变网监测地震活动盲区,有助于提高该区跨断层流动形变网监测地震活动能力。     

水电站库区地壳形变流动监测网络布设探索与实践

针对金沙江下游梯级水电站地壳形变流动监测网络建设项目,分析了地壳形变流动监测在水库地震监测中的设计思路与布设原则,并就金沙江水电站溪洛渡和向家坝水库介绍了3类监测网布设情况,对两水库蓄水前监测资料进行了初步分析,旨在对大型水库建设及水库地震的综合监测起到参考与借鉴作用。     

多桩型复合地基作用机理与动力特性研究

对由碎石桩和CFG桩构成的多桩型复合地基的作用机理进行分析,通过数值模拟,对多桩型复合地基的动力特性进行研究,探讨桩型配比、桩径、桩长、CFG桩桩体刚度和碎石桩桩体渗透性等设计参数对多桩型复合地基动力特性的影响。研究结果表明:相同条件下地震期多桩型复合地基的动变形小于碎石桩复合地基而大于CFG桩复合地基,震后沉降量相对较小,在工程设计时碎石桩与CFG桩的桩型配比宜为4∶5;随桩体长度、桩体直径和CFG桩刚度的增加,多桩型复合地基地震期的竖向动变形逐渐减小;随碎石桩桩体渗透性的增加,多桩型复合地基中的超动孔隙水压力减小,震后沉降量降低。     

基于人工蜂群算法一逐步回归模型的大坝变形监测

在大坝变形监测统计模型研究的基础上,针对传统大坝变形监测回归模型存在的不足,将逐步回归模型与智能优化算法相结合,提出．了一种基于人工蜂群算法一逐步回归分析的大坝变形监控模型。该模型以逐步回归方法为基础,利用相关性分析、多重共线性分析等方法对观测数据进行处理,进而对大坝回归模型的荷载集变量进行筛选和评价,并将改进的人工蜂群算法引入回归模型分析,对荷载集系数进行优化和重新评估。人工蜂群算法是一种新型的群体智能优化方法,具有全局智能性搜索、鲁棒性强等优点,将其引入大坝安全监控建模领域,同时为改进人工蜂群算法的局部搜索性能,引入了单纯形操作算子。实例分析表明,与同类模型相比,所提出模型在一定程度上改善了拟合效果,达到了简化模型、提高拟合精度和增强模型预测能力的目的。