A closed-loop EKF and multi-failure diagnosis approach for cooperative GNSS positioning

Current cooperative positioning with global navigation satellite system (GNSS) for connected vehicle application mainly uses pseudorange measurements. However, the positioning accuracy offered cannot meet the requirements for lane-level positioning, collision avoidance and future automatic driving, which needs real-time positioning accuracy of better than 0.5 m. Furthermore, there is an apparent lack of research into the integrity issue for these new applications under emerging driverless vehicle applications. In order to overcome those problems, a new extended Kalman filter (EKF) and a multi-failure diagnosis algorithm are developed to process both GNSS pseudorange and carrier phase measurements. We first introduce a new closed-loop EKF with partial ambiguity resolution as feedback to address the low accuracy issue. Then a multi-failure diagnosis algorithm is proposed to improve integrity and reliability. The core of this new algorithm includes using Carrier phase-based Receiver Autonomous Integrity Monitoring method for failure detection, and the double extended w test detectors to identify failure. A cooperative positioning experiment was carried out to validate the proposed method. The results show that the proposed closed-loop EKF can provide highly accurate positioning, and the multi-failure diagnosis method is effective in detecting and identifying failures for both code and carrier phase measurements.     

BDS中长距离非差实时动态厘米级定位算法

针对BDS常规实时动态定位(RTK)中,随着流动站与参考站间的距离增加,大气延迟误差的空间相关性大大降低,影响了整周模糊度的快速解算和流动站位置信息的解算精度问题。该文研究了一种基于非差观测误差的BDS中长距离常规RTK定位算法,采用非差误差改正方法为流动站提供误差改正,利用参考站的非差误差改正数以单颗卫星为对象进行误差改正。对电离层延迟误差和相对天顶对流层延迟误差进行参数估计,处理电离层延迟误差和对流层延迟误差的影响。最后通过BDS实测数据对该算法进行了算法验证和结果分析。实验结果表明,该算法可以实现BDS中长距离常规RTK的快速定位,并获得厘米级定位精度。     

兰州市降雨型黄土滑坡灾害空间分布特征

针对兰州市1986—2016年间降雨型滑坡灾害的空间分布特征,该文基于ArcGIS,利用核密度估算方法分析滑坡点,通过多次测试比较确定了估算的最优距离阈值,得到概化程度高、数值变化平滑的栅格密度,并结合研究区内高程、坡度以及地质环境揭示了降雨型黄土滑坡灾害的空间分布特征。研究表明:滑坡点沿着黄河及其支流沿岸分布,密集程度有"两高两低"分布特点,高程、坡度与滑坡多发存在相关性,城关区滑坡点最多且呈环状分布,西固区次之,其他区较少。     

变形监测技术在库岸防治工程中的应用

针对库岸稳定性检测的需求,该文将现代变形监测技术应用于乌江彭水县水电站鹿角镇库岸防治工程,对地表进行抗滑桩顶和岸坡表层水平位移和垂直位移监测,地下进行岸坡深层水平位移监测。文章对边坡变形监测进行分析,主要包括岸坡表层变形情况、岸坡深层位移情况、重要建筑物基础不均匀沉降情况及抗滑桩顶变形初步分析。对库安防治工程进行预警分析,可保证彭水县水电站的安全。     

委内瑞拉奥里诺科重油带沉积特征

委内瑞拉奥里诺科重油带是世界上储量最大、开发程度最低的重油富集带。目前对油区主力储层的沉积特征及其演化规律认识并不明确。基于钻井岩心、测井、地震及生物化石等资料,结合盆地构造演化、构造特征、地层特征等因素的分析,重点研究了重油带主力储层的沉积演化特征。结果表明:重油带渐新统-中新统主力储层内主要发育12种岩相和6种岩相组合,其中以河流相岩相组合为主;地层由下到上可以划分出3个完整的海进海退沉积旋回(5个沉积单元);在探讨重油带主力储层沉积砂体平面演化规律的基础之上,建立了受河流控制、潮汐和沿岸流共同影响作用下形成的三角洲沉积模式,以期对类似油气聚集区的勘探、开发有所帮助。     

季节性冰封热融浅湖水温原位观测及其分层特征

为探究季节性冰封浅湖热力学特征,于2010年10月至2013年7月对高原腹地一典型热融湖塘冰层生消、水/冰温及气象条件开展原位观测,分析了水温分布时间变化、温跃层以及冰生消对水温结构的影响。结果发现:冰面升华显著,贯穿整个冰期;水温日变化、季节变化和垂直结构受气温、大气辐射、风速、冰生消和湖底沉积层热贡献影响显著;在"无冰期-结冰前-冰生长期-冰融化期-融化后-无冰期"年循环过程中水温垂直结构分别呈现出"分层-翻转-逆温分层-逆温与正温共存-翻转-分层"的循环过程。分层期水温结构仅由上部混合层和温跃层构成,且偶因强风搅动而全湖翻转混合。可见,相比大中型湖泊,季节性冰封浅湖热力学结构差异显著。     

水库群水沙调控的单-多目标调度模型及其应用

为缓解内蒙古河段"二级悬河"形势,以黄河上游沙漠宽谷河段为研究对象,以龙羊峡水库、刘家峡水库为调控主体,开展黄河上游水沙调控研究。建立了输沙量、发电量最大的单目标模型以及多目标模型;分别采用自迭代模拟算法、逐次逼近动态规划算法(DPSA)和改进的非支配排序遗传优化算法(NSGA-Ⅱ)求解模型;设置了初始、常规、优化和联合优化4种方案。通过实例计算,联合优化调度方案的区间总冲刷量达到了0.38亿t,梯级发电量148.22亿kW·h。该方案以较小的电量损失换来了输沙量的大幅度增加,水沙调控效果显著,推荐为最优方案。研究成果量化了水沙调控效果和各目标间的转化规律,为开展黄河上游水沙调控提供了决策依据,具有重要的应用价值和实际指导意义。     

构造物理模拟和PIV有限应变分析对构造裂缝预测的启示

油气储层中构造裂缝发育与有限应变状态关系密切,为了探索有限应变分析与构造裂缝预测的新技术方法,此次研究设计完成了一组单侧挤压收敛模型的物理模拟实验,并引入粒子图像测速(PIV,Particle Image Velocimetry)技术对实验过程进行了定量化分析。实验模型在垂向上为含粘性层的多层结构,实验结果形成了一个肉眼可见的箱状褶皱。通过PIV技术可以获取实验模型变形演化过程中各阶段的位移场数据,计算出各阶段的增量应变,实现从初始状态到褶皱形成之后整个变形过程的有限应变分析,探讨构造裂缝成因机制和分布规律,进行定量化裂缝预测。挤压变形过程初期,应变分布范围很广,有限应变较弱(约4%~8%),在挤压方向上的线应变表现为弱压应变,在垂向上的线应变表现为弱张应变,这种现象是褶皱和断层产生前平行层缩短和层增厚的纯剪变形结果,也是区域型张裂缝和剪裂缝形成的主要机制。褶皱和断层即将发育之时至发育之后,应变局限在断层发育的剪切带及附近区域,有限应变表现为较强(达20%)的剪切应变和剪切张应变,是断层面附近简单剪切变形作用的结果,也是局部型剪裂缝和张剪裂缝形成的主要机制。     

贺兰山及周边地区加里东运动研究

基于对贺兰山及周边地区下古生界详细的野外地质调查,通过碎屑锆石年龄谱的物源分析、地层接触关系追踪、岩性岩相突变特征分析、残留地层分布、古生物组合及亲缘性分析,讨论了阿拉善地块与华北地块和中祁连地块的亲缘关系,探讨了研究区加里东运动的幕次,认为早古生代阿拉善地块和华北地块相互独立,俯冲造山特征建造不清晰,两者之间可能为转换型陆缘。阿拉善地块和中祁连地块之间的加里东运动幕次清晰。加里东运动一幕发生在中-晚寒武世,香山群深水复理石沉积和张夏组浅水碳酸盐台地相沉积呈拼合式接触,生物组合为亲华北-亲祁连混合型,彼时中祁连地块从Rodinia大陆裂离,逐步靠近阿拉善地块;加里东运动二幕发生在早-中奥陶世,下奥陶统碳酸盐岩在全区稳定分布,与下伏香山群不整合接触,与阿不且亥组整合接触,生物相统一,生物组合为华北型,中祁连地块-阿拉善地块-华北地块平和成为一个统一的块体,整体为浅水台地沉积环境;加里东运动三幕发生在奥陶纪末,中-上奥陶统与泥盆系角度不整合接触,商丹洋闭合,扬子地块与阿拉善地块和华北地块靠近,商丹缝合带南部的宽坪洋打开,导致研究区中、晚奥陶世亲华北-亲扬子混合型生物组合类型。     

Detachment folding in a Lower Cambrian–Upper Permian karst reservoir: 3D model of the Yubei 3D area (eastern Markit Slope,Tarim Basin,Northwest China)

A three-dimensional (3D) structural modeling of the Lower Cambrian–Upper Permian Yubei 3D area was performed to understand its structural evolution. This model reproduces the present-day structure of the basin and comprises 11 horizons within Lower Cambrian to Upper Permian rocks. The analysis is based on 3D depth views and faults. The results image salt movements due to tectonics and/or burial. From these observations, this paper deduces that salt structures are correlated to the main faults and tectonic events. From the model analysis, we interpret the timing and geometry of Tarim Basin tectonics. The fault geometry can be resolved based on the strike of the fault, the morphology of hanging wall strata, and the stratigraphic distribution. Emphasis is placed on gypsum rock detachment, considering its movements during the Middle Caledonian event and decoupling effects during tectonic evolution. Moreover, we point to the structural control of the Paleozoic basement and the crustal architecture (Yubei 3D Zone) on the geometry of the Tarim Basin.