一种适用于小信噪比条件的运动声源目标定位方法

本文把长时间积分与匹配场结合起来进行处理,对来自匹配场处理器的能量进行长时间积分,为解决弱信号和衰落信号下的目标检测和定位问题提供了一条新的途径。仿真结果表明：在小信噪比（－３５ｄＢ）情况下仍可对运动声源目标精确定位。     

基于矩阵分解的平差解算方法研究

首先分析了法方程稳定性对平差解算结果的影响。为减弱法方程对平差解算结果的影响,采用矩阵分解方法直接对系数矩阵进行矩阵分解,以求解最小二乘最小范数解替代原来最小二乘的法矩阵求逆运算,从而克服法方程求逆造成的解算稳定性差和病态性问题。实验分析结果表明基于矩阵分解的平差解算精度和可靠性较优。     

一种基于伽利略搜救系统的联合定位算法

分析了伽利略搜救系统的地面站定位模型。提出了一种适用于该系统的,在存在多余观测的情况下,基于信号的时间延迟和多普勒频率测量值加权后,共同参与平差计算的联合定位算法模型及其误差分布模型。仿真结果表明,与单纯使用一种观测值的定位算法相比,该算法可以提高定位精度,是一种适合伽利略搜救地面站使用的定位算法。     

Underwater Terrain Positioning Method Based on Least Squares Estimation for AUV

To achieve accurate positioning of autonomous underwater vehicles, an appropriate underwater terrain database storage format for underwater terrain-matching positioning is established using multi-beam data as underwater terrain-matching data. An underwater terrain interpolation error compensation method based on fractional Brownian motion is proposed for defects of normal terrain interpolation, and an underwater terrain-matching positioning method based on least squares estimation (LSE) is proposed for correlation analysis of topographic features. The Fisher method is introduced as a secondary criterion for pseudo localization appearing in a topographic features flat area, effectively reducing the impact of pseudo positioning points on matching accuracy and improving the positioning accuracy of terrain flat areas. Simulation experiments based on electronic chart and multi-beam sea trial data show that drift errors of an inertial navigation system can be corrected effectively using the proposed method. The positioning accuracy and practicality are high, satisfying the requirement of underwater accurate positioning.     

水下爆炸信号的定位研究

被动声纳中,目标定位的测定只能利用目标声源发出的信号或噪声,爆炸声源与常用的电声式脉冲声纳发射器比较起来,具有某些明显的优点,可代替发射换能器来实现距离和方位的测定.针对水下爆炸声源,采用三元标量阵进行研究,通过确定信号到达各个阵元的时延信息来测定其目标方位和距离,并利用内插方法提高定位精度.实验结果表明,不同位置处爆...     

改进的单纯形法及其在非线性参数估计中的应用

采用了改进的单纯形法,该算法利用遗传算法的变异操作来增强单纯形法的全局搜索能力,既兼顾了全局收敛性,又具有高效的局部搜索能力。并通过实例验证了该算法的优越性,以及应用于测量上的非线性最小二乘估计的可行性。     

混凝土试验中一类特殊问题的拟合方法研究

混凝土多轴疲劳试验样本因其含有大量的重复数据和试验数据离散性极大,因此许多传统的方程拟合方法都不适于这类特殊问题。对基于最小二乘法的多元线性或可化为线性的非线性拟合问题,对一切可能方程的求法进行了改进,并对各种方法进行了全面比较研究,最后找到了适用于混凝土疲劳这一类特殊问题拟合的R估计方法。利用相对较好的拟合方程查找异常值,然后据此分析异常值产生的原因,从而指导进一步的试验或者对异常值进行有效处理。     

A New Retracking Technique for Brown Peaky Altimetric Waveforms

A new Brown-Peaky (BP) retracker has been developed for peaky waveforms that usually appear within ～10 km to the coastline. The main feature of the BP is that it fits peaky waveforms using the Brown model without introducing a peak function. The retracking strategy first detects the peak location and width of a waveform using an adaptive peak detection method, and then estimates retracking parameters using a weighted least squares (WLS) estimator. The WLS assigns a downsized weight to corrupted waveform gates, but an equal weight to other normal waveform gates. The BP retracker has been applied to 4-year Jason-1 waveform (2002–2006) in two Australian coastal zones. The results retracked by BP, MLE4 and ALES retrackers have been validated against tide-gauge observations located at Burnie, Lorne and Broome. The comparison results show that three retrackers have similar performance over open oceans with the correlation coefficient (～0.7) and RMSE (～13 cm) between altimetric and tide-gauge sea levels for distance >7 km offshore. The main improvement of BP retracker occurs for distance ≤7 km to the coastline, where validation results indicate that data retracked by BP are more accurate (15–21 cm) than those by ALES (16–24 cm) and MLE4 (19–37 cm).     

正常重力场导出参数的计算新方法

针对以往计算正常重力场导出参数的方法中存在的公式复杂、计算过程繁琐等问题,利用水准椭球的基本参数,推导出第一偏心率平方的表达式,再利用第一偏心率,推导得到正常重力场导出参数的函数表达式。推导得到的正常重力场导出参数的函数表达式,相较传统计算方法更加简洁,可以由椭球的基本参数直接求得,计算效率也得到了提高。一方面为正常重力场导出参数的推导过程提供新的思路;另一方面提高了计算正常重力场导出参数的计算效率。     

关于最小二乘问题近似解误差估计的进一步分析

Brezinski等人给出了最小二乘问题近似解的一族误差估计。该误差估计含有1个实参数。本文的贡献有3个方面:其一是给出了1种参数选择策略;其二是对该族误差估计的性质做出进一步分析;其三是分析了应用于Tikhonov正则化时应注意的一些问题。     

基于AIS的海洋环境目标监测技术研究

介绍了由多种AIS监测平台获取船舶信息的方法,探讨基于AIS的海洋环境目标监测技术。介绍了AIS信息获取和融合技术,提出了同类传感器多源融合与异类传感器多源融合的模型,描述了船只目标信息提取与应用技术。通过收集处理AIS信息,可以大大扩展船舶的监视范围,对于提高船舶动态的监控能力和海上安全的保障能力具有很重要的意义。     

工程结构损伤定位方法的研究

针对三维框架结构等复杂大型土木工程结构,研究基于振动测试的结构损伤诊断方法,提出了1种精确、有效的基于交叉模态应变能(CMSE)的结构损伤诊断方法。传统的模态应变能方法是将损伤前后的同阶模态进行比较,而CMSE方法没有这个限制。此方法最大的优点是需要的模态信息数量少——通常一阶模态就足够了,除此之外CMSE方法不要求进行模态的归一化。文中以三维5层的框架结构的有限元模型对新的方法进行了验证。数值模拟中结构的损伤分为2种情况——单个单元损伤和多个单元的损伤。虽然只给出了三维框架结构的示例,但这种新方法同样适用于其他结构。     

结构损伤初步定位的简便方法

提出将基于动态特性的检测方法与局部物理检测手段相结合的探伤思路。利用动力学方法进行实时监测及损伤区域的粗略定位,再由物理探测方法实现损伤程度和位置的精确判断,从而降低对动态检测方法的精度要求。此外,文中尝试直接由结构的动力响应信号构建能量指标识别结构损伤的方法,不需要进行模态参数识别,算法简单,有望应用于海洋平台、高层建筑等可简化为串联多自由度体系的结构的实时监测和损伤初步定位。     

基于高阶累积量的简正波声场匹配场定位效果分析

由于传统情况,匹配场处理器主要针对接收信号为高斯信号,而海洋环境中存在大量的有色噪声,因此设计基于高阶累积量的匹配场处理器具有一定价值。本文介绍了一种在海洋声层析环境下用高阶累积量来降低匹配场处理中高斯有色噪声的算法,对比研究了基于高阶累积量的简正波声场匹配场处理器、传统线性匹配场处理器、自适应匹配场处理器及二阶MUSIC算法匹配场处理器在相同声场环境条件下的匹配场定位效果。研究结果表明,在不考虑参数失配与计算量前提下,接收信号经过基于高阶累积量的简正波声场匹配场处理器后再进行匹配场定位,能有效降低旁瓣,且使用高阶累积量可显著消除海洋传播环境中高斯有色噪声和高斯白噪声对信号的干扰,其匹配效果优于另外三种匹配场处理器。     

基于多波束声线传播的声速剖面反演法

以测得的误差声速剖面作为初始猜测值,利用多波束记录到的波束传播时间和波束角等信息,通过广义线性反演得到一个与实际声速剖面比较接近的声速剖面,这有助于减少声速剖面的误差。通过理论模型计算,验证了该方法的可行性和正确性。     

基于Fluent的内孤立波质量源造波方法研究

在RNGk-ε湍流模型下,基于Fluent平台中的DEFINE-SOURCE宏,结合KdV与eKdV理论编写相应程序,从粘性不可压缩流体的N-S方程出发,进行了基于质量源造波法的内孤立波数值模拟,并将所得模拟结果与物理实验结果、理论值及速度入口法与平板拍击法数值模拟结果进行了对比和分析。结果表明:质量源造波法所得波形与物理实验结果、理论值及速度入口法与平板拍击法数值模拟结果吻合较好,验证了本文所述质量源造波方法的可行性和有效性,且该方法对振幅水深比小于0.1和大于0.1的内孤立波均具有较好的适用性。此外,质量源造波法避免了动网格的使用、可用于研究速度边界未知的情况、耗时短、效率高、适应性强等优点为进一步研究内孤立波与海洋结构物的相互作用问题提供了一种新的实现方案。     

基于多小波分析的多聚焦图像融合

多聚焦图像融合的关键问题是如何保持原始图像的细节。基于多小波分析具有多个分析基函数和产生更多分解子图像的特点,本文提出1种基于多小波分析的多聚焦图像融合方法。根据小波变换域分解信号的特点,分别对细节信号采用基于局部区域能量指导下的融合规则和对粗大信号采用局部均方误差加权均衡的融合规则,最后考虑了焦点区域的一致性调整。通过实验证明,在采用空间频率和清晰度作为客观评价条件之下,该方法比基于单小波分解、塔式分解和其它的融合方法都具有更好的融合效果。     

基于小型三维阵列的瞬态声源快速被动定位方法

重物在落水和着底过程中都会产生瞬态声信号,这类信号可被运用于浅水区域水下目标定位。 针对浅水区域目标定位的问题,提出了一种基于小型立体五元基阵的瞬态声源快速被动定位算法。 在分析重物落水信号特征的基础上,选取合适的广义互相关加权函数求得传声器之间的声程差,运用快速最小二乘搜索算法进行声源定位。 结果表明:运用 5 传声器阵列可以同时兼顾定位精度和鲁棒性,且满足实时性要求,该方法可运用于浅水区域瞬态声源定位等领域。     

基于船舶空气流场仿真的船舶测风偏差校正方法

船舶海面风观测易受船体和上层建筑造成的畸变气流影响,使测风数据存在偏差。针对船舶相对风测量偏差校正问题,采用CFD仿真方法研究船体周围钝体绕流气流场,量化桅杆左、右横桁实测相对风速、风向与舰桥上部参考测风点相对风速、风向偏差,利用最小二乘支持向量机分别对左、右舷测风偏差进行回归并建立校正模型。通过海上实船实验采集桅杆左、右横桁与舰桥上部测风点处的相对风测量数据,验证模型校正测风偏差的实际效果,结果表明CFD仿真建模方法能够有效降低实验船型56%的相对风速测量偏差。     

基于自适应抗差最小二乘的DEM数据粗差剔除

数字高程模型(DEM)生产中最关键的环节是质量控制,而粗差是影响DEM质量的重要因素之一。简单介绍了自适应最小二乘估计的原理,并将其用于DEM趋势面拟合中,结果表明该方法具有良好的抗粗差的能力,用含粗差的数据拟合出的曲面与实际地形比较符合。