北斗星基增强系统服务等级与系统性能分析

针对生命安全用户对导航系统高完好性服务能力的迫切需求,以及国际航空完好性服务竞争日趋激烈的现状,北斗全球卫星导航系统一体化设计和规划了北斗星基增强系统(BDSBAS)。该文从国际民航组织(ICAO)相关标准要求,对BDSBAS服务性能进行研究和分析,推导并论证了系统精度、完好性、连续性等主要指标的分解方法;在此基础上,仿真计算了BDSBAS不同航空完好性服务等级对北斗系统等效伪距测量误差(UERE)、卫星故障概率、虚警概率等方面性能的要求。相关研究与分析结果能够为北斗及BDSBAS工程建设提供有益参考和借鉴。     

中间设站三角高程测量在隧道拱顶沉降监测中的应用研究

推导了中间设站三角高程测量的数学模型及其误差公式,分析了使用不同精度仪器观测所能达到的精度,结果表明:采用测角精度0.5 s,测距精度0.6 mm+1 ppm的仪器,各观测量单测回观测进行中间设站三角高程拱顶沉降监测,在不利的观测条件下(α=30°),前后视长度240 m以内,该方法所测高差的精度小于1 mm;采用测角...     

数字化力平衡加速度传感器设计与应用

在传统模拟式力平衡加速度传感器技术的基础上,通过改进传感器机械结构、内嵌高精度采集器等方法,设计了1款数字化力平衡加速度传感器。针对传感器中三通道模数转换要求完全同步、高分辨率、高采样率等技术难点,本文选用高精度ADS1294模数转换器,以同1个驱动信号完成三通道同步模数转换,实现低干扰、高分辨率的模数转换;采用高速ARM微处理器对模数转换数据进行大容量数据存储、高速数据通讯、数据处理、波形显示和电源管理;采用高精度线性电源芯片作为可开关控制的高精度电源,实现仪器整机低功耗管理。该数字化力平衡加速度传感器实现了大动态测量范围、三通道同步数据转换、高达1000Hz的采样率,且具有网络通讯接口等功能。     

Dean模型在山东半岛西北岸滩动力地貌研究的应用

根据山东半岛西北部25条实测岸滩剖面及相关表层沉积物、波浪、潮流资料,通过计算浪潮作用指数K和波浪-沉积物参数Ω,确定研究区主控动力因素并对海滩动力地貌类型进行划分,在此基础上应用Dean平衡剖面模型对实测剖面进行拟合,探讨了该模型的适用性及其参数物理意义等问题。山东半岛西北部整体为浪控海岸,刁龙嘴-三山岛岸段、海北嘴-石虎嘴岸段和三山岛-海北嘴岸段均属过渡型海滩,屺坶岛-栾家口岸段属消散型海滩。研究区实测剖面与Dean模型的拟合结果整体较好,部分剖面(剖面1、剖面2、剖面3、剖面5、剖面8)由于发育离岸沙坝,使其形态与Dean模型预测的平滑上凹的形态特点存在一定差别。屺坶岛-栾家口岸段(剖面19~剖面24)受外海侧桑岛及沿岸龙口人工岛群影响,与Dean模型预测结果存在较大差别,Dean模型对发育槽-坝体系的海滩的拟合仍具有局限性。Dean模型中m和A分别反映了海滩剖面反射性和泥沙沉速,与海滩动力地貌类型判别公式计算结果吻合较好。     

副热带东北太平洋混合层深度及其对潜沉的影响

The present climate simulations of the mixed layer depth(MLD) and the subduction rate in the subtropical Northeast Pacific are investigated based on nine of the CMIP5 models. Compared with the observation data,spatial patterns of the MLD and the subduction rate are well simulated in these models. The spatial pattern of the MLD is nonuniform, with a local maximum MLD(140 m) region centered at(28°N, 135°W) in late winter. The nonuniform MLD pattern causes a strong MLD front on the south of the MLD maximum region, controls the lateral induction rate pattern, and then decides the nonuniform distribution of the subduction rate. Due to the inter-regional difference of the MLD, we divide this area into two regions. The relatively uniform Ekman pumping has little effect on the nonuniform subduction spatial pattern, though it is nearly equal to the lateral induction in values. In the south region, the northward warm Ekman advection(–1.75×10~(–7) K/s) controls the ocean horizontal temperature advection(–0.85×10~(–7) K/s), and prevents the deepening of the MLD. In the ensemble mean, the contribution of the ocean advection to the MLD is about –29.0 m/month, offsetting the sea surface net heat flux contribution(33.9 m/month). While in the north region, the southward cold advection deepens the MLD(21.4 m/month) as similar as the heat flux(30.4 m/month). In conclusion, the nonuniform MLD pattern is dominated by the nonuniform ocean horizontal temperature advection. This new finding indicates that the upper ocean current play an important role in the variability of the winter MLD and the subduction rate.     

卫星轨道误差对定位精度影响的摄动分析方法

卫星导航系统定位精度受伪距测量误差、大气时延误差、卫星原子钟钟差及卫星轨道误差等多方面因素综合影响。传统通常采用基于精度因子与用户等效伪距误差的方法对定位误差进行评估,但在其精度表征公式推导过程中需对测量方程组系数矩阵H及用户等效伪距误差分布做若干假设,因此它实际上是一个近似评估公式。此外,各类误差源中的卫星轨道误差属于三维误差,需经过坐标转换,并利用经验参数模型才能换算至用户等效伪距误差。为此,提出采用矩阵摄动数学理论研究卫星轨道误差对定位方程组解的影响,利用谱范数条件数对方程组形态进行刻画。仿真结果表明,方法能够直接反映卫星轨道误差对定位精度的影响,无需进行轨道坐标及用户等效伪距误差换算,能够更加直接和准确地评估卫星轨道误差对定位解精度的影响。     

临兴地区海陆过渡相页岩及页岩气地球化学特征

为揭示鄂尔多斯盆地东缘上古生界海陆过渡相页岩及页岩气地球化学特征,选取临兴地区页岩样,开展薄片鉴定、全岩和黏土含量、扫描电镜、有机碳、岩石热解、干酪根显微组分和干酪根碳同位素测试,分析页岩解吸气的气体组分和碳同位素组成。结果表明:临兴地区过渡相页岩矿物组分主要是石英和黏土矿物,含少量方解石、斜长石、钾长石、白云石和黄铁矿等。受矿物成因、沉积环境等多方面的影响,不同矿物组分与有机质赋存方式各异。石英与有机质存在2种赋存方式,黏土矿物存在3种赋存方式,黄铁矿存在4种赋存方式。有机质类型为Ⅱ₂–Ⅲ型,有机碳含量平均值大于2.0%,干酪根碳同位素介于–24.5‰~–23.2‰。镜质体反射率介于0.92%~1.30%,t_max值介于427~494℃,有机质热演化达到成熟阶段。页岩气中烃类气以甲烷为主,含有少量乙烷、丙烷,总体属于干气。甲烷碳同位素均值为–40.0‰,介于海相页岩气和陆相页岩气甲烷碳同位素之间;乙烷碳同位素值介于–26.8‰~–22.56‰,均大于–29‰,整体呈现出δ13C₁＜δ13C₂＜δ13C₃正碳序列。研究认为,该区页岩具备大量生成页岩气的潜力,页岩气主要来源于上古生界偏腐殖型页岩,属于由干酪根裂解而生成的有机热成因煤成气。      

临兴区块上古生界煤系页岩孔隙结构多尺度定性–定量综合表征

为了揭示鄂尔多斯盆地东缘海陆过渡相页岩微观孔隙结构特征及其主控因素,丰富对该区块海陆过渡相煤系页岩孔隙发育特征与孔隙结构的认识,对临兴地区页岩进行扫描电镜、高压压汞和液氮吸附分析以表征微观孔隙结构特征,同时结合孔隙率、TOC含量、岩石矿物含量、黏土相对含量、有机质成熟度测试结果对页岩孔隙结构发育主控因素进行研究。结果表明:研究区页岩发育粒内孔、粒间孔、溶蚀孔和微裂缝,有机质内部偶见孔隙、可见微裂隙,与矿物伴生时周边发育微裂隙;页岩总孔容介于0.001 46~0.010 81 mL/g,介孔占比81.9%,比表面积介于0.35~ 3.65 m2/g,孔径分布以单峰型为主,分布范围主要在200 nm以内,主峰孔径在45 nm左右,本溪组、太原组页岩孔隙连通性优于山西组,太原组宏孔占比优于本溪组、山西组;页岩总有机碳含量对页岩孔隙发育的影响复杂,对宏孔发育具有一定的积极作用,脆性矿物含量对总孔、介孔发育有积极作用,黏土矿物含量对总孔和介孔发育起消极作用,其中,脆性矿物和黏土矿物通过影响介孔的发育来控制页岩中孔隙的发育程度。基于页岩孔隙结构多尺度定性–定量表征及其控制因素研究对临兴区块海陆过渡相页岩气资源量评价、甜点优选与开发具有重要指导意义,丰富了对海陆过渡相页岩储层的地质认识。      

2018年1—2月中国地区低温雨雪天气特征分析

利用NCEP/NCAR逐日再分析资料和国家气象信息中心观测站温度资料,对2018年1月26日至2月4日中国地区的典型低温雨雪天气事件进行分析。结果表明：低温雨雪天气发生前,极涡开始向西倾斜收缩并逐渐呈椭圆状,受极涡异常增强影响,冷空气南下加强。强高压脊在低温雨雪天气发生前15 d左右形成,并在乌拉尔山地区发展形成稳定且强大的西伯利亚高压,该高压在欧亚大陆北部不断增强且向东移动。低温雨雪天气发生前2 d, 850 hPa风场的两支异常偏南气流配合异常的水汽输送,与500 hPa乌拉尔山上游呈东北—西南方向并逐渐减弱的位势高度正距平共同作用,导致西伯利亚地区的异常强冷中心聚积大量冷空气并南下,为此次中国地区低温雨雪天气提供了有利条件。     

基于残余星间速度法精确和快速反演下一代GRACE Follow-On地球重力场

基于新型残余星间速度法（RIRM）反演了120阶GRACE Follow-On地球重力场. 第一,由于GPS定轨精度相对较低,通过将激光干涉测距仪的高精度残余星间速度（测量精度10^-7 m·s^-1）引入残余轨道速度差分矢量的视线分量构建了新型RIRM观测方程. 第二,基于2点、4点、6点和8点RIRM公式对比论证了最优的插值点数. 如果相关系数和采样间隔一定,随着插值点数的增加,卫星观测值的信号量被有效加强,而卫星观测值的误差量也同时增加. 因此,6点RIRM公式是提高下一代地球重力场精度的较优选择. 第三,相关系数对地球重力场精度的影响在不同频段表现为不同特性. 随着相关系数的逐渐增大,地球长波重力场精度逐渐降低,而地球中长波重力场精度逐渐升高. 第四,基于6点RIRM公式,通过30天观测数据和采样间隔5 s,分别利用星间速度和残余星间速度观测值,在120阶次处反演下一代GRACE Follow-On累计大地水准面精度为1.638×10^-3 m和1.396×10^-3 m. 研究结果表明：（1）残余星间速度观测量较星间速度对地球重力场反演精度更敏感;（2）GRACE Follow-On地球重力场精度较GRACE至少高10倍.