高精度惯性导航系统的重力场影响模式分析

从惯性导航力学编排方程出发,通过将重力乖线偏差引入惯性导航方程,改善传统方程中简单利用正常重力进行解算的缺陷,仿真分析不同速度下止常重力模型,ECM96模型和实测重力数据对惯性系统导航结果的影响.结果表明,乖线偏差的影响远远大于单纯重力异常的影响,且载体运动速度越慢,采用EGM96模型和实测重力数据比采用正常重力模型对惯导系统的改善越明显,而采用EGM96模型和实测重力得到的导航结果差别较小;如果只单纯考虑重力异常的影响,采用正常重力,EGM96模型解算的导航结果与采用实测重力异常的结果差别小明显,误差主要表现在基于时间的累积效果上.     

轻便机动惯性泵在CMT监测井采样中的应用研究

针对CMT监测井监测通道内径小引起的采样困难的问题,研究了一种新型的轻便机动惯性泵,并对轻便机动惯性泵的可靠性进行了分析,对电机转速、采样深度、通道内径和采样管规格对采样速度的影响进行了试验研究,为后续轻便机动惯性泵的改造奠定了基础,为小口径监测井采样提供了借鉴。     

岩石类材料振动裂隙扩展试验和数值分析

岩性体振动裂隙扩展是路基、桥梁、振动施工和防震等领域共同关注的问题。通过自制惯性加载装置联合振动实验台,对12组含边中穿透裂隙的板状相似岩样进行振动加载试验,观测裂隙扩展和贯通规律,并利用PFC颗粒流软件建立试验对应模型,进一步分析裂隙扩展的控制机制。结果表明,不同区域振动变形的相位差会促进裂隙的扩展行为;边裂隙的起裂方向与振动方向夹角较小,约在±10°以内,且与振向相同的边裂隙最容易扩展,与振向相同的边—中裂隙对最容易贯通;破坏频率与裂隙间距呈正相关性,并且随着裂隙倾角和振向夹角的增大,裂隙扩展越来越困难,垂直振向的裂隙最难扩展;振动裂隙扩展路径为裂尖最近路线,符合能量最小原理。     

与水平风切变强度不均匀相联系的CISK惯性重力波

在虚拟高度坐标系中, 用一个简单的线性模式初步研究了水平风切变强度不均匀分布对长江流域梅雨锋附近贯穿整个对流层的深厚惯性重力波发生发展的影响。结果表明:水平风切变强度不均匀对CISK惯性重力波不稳定有重要作用。在一般干的层结大气中, 实际可能出现再强的水平风切变的影响也难以使惯性重力波变得不稳定; 只有在积云对流潜热参与, 原为弱稳定条件下, 水平风切变强度不均匀能促使低空急流北侧不稳定扰动的发生发展。而水平风切变强度不均匀对不稳定贡献最大的区域是梅雨锋南侧的急流轴附近。     

人工增雨作业中闪电定位仪与雷达的综合应用

综合利用闪电定位仪、T213及雷达回波资料对空中雷电的生成、演变进行实时跟踪定位，对判断对流云团的位置、准确及时地指挥人工增雨作业是一种有效的方法，可以提高作业的准确率和效果。     

定向钻进连续取心钻具姿态监测系统设计

定向钻进连续取心作为一项新兴的地质勘探技术,在矿产资源勘探方面有广阔前景,为研发具有自主知识产权的定向连续取心钻具,设计了基于姿态传感和无线通信技术的姿态监测系统。硬件系统设计方面,选用MPU9250姿态传感器和STM32F103C8T6主控芯片监测钻具姿态的变化,通过LoRa无线模块实现穿透地层的通信,同时为适应钻具的结构和随钻测量的要求,自主设计了小型化的系统电路,其长宽高尺寸分别为70 mm×25 mm×7 mm。软件设计方面,通过互补滤波和卡尔曼滤波对MPU9250获取的数据进行处理,建立了钻具姿态解算误差补偿模型,设计上位机实现钻具姿态的实时展示。最后,通过强电磁干扰环境的模拟测试对硬件和软件的可靠性与准确性进行了验证。结果表明,设计的系统有效地抑制了惯性传感组件的漂移、累积误差以及噪声,能够持续、稳定地对钻具姿态进行实时监测,为实现定向钻进连续取心钻具的姿态监测提供了一种新思路。     

多种探测资料在云南大理州强降水个例分析中的应用

利用大理州新一代天气雷达(CINRAD/CC)、风廓线雷达、地面加密自动站和闪电定位仪等非常规探测资料,对2012年7月27日夜间到28日白天发生在云南省大理州的一次强降水过程进行综合分析。结果表明:500 hPa倒槽和700 hPa低涡是本次过程的主要影响系统。强降水过程可分为三个阶段,形成阶段:主要为对流性降水,雨强较强,但以单点出现,持续时间短,全州大部地区伴随有雷电;维持阶段:雷电活动明显减弱,雷达回波以层状云降水回波为主,强度未超过35 dBz,雷达径向速度场存在暖平流叠加辐合风场的特征,形成与维持两个阶段均出现了逆风区,只是范围和持续时间不同,逆风区附近及所经区域降水明显;减弱阶段:回波范围减小,强度减弱。径向速度图上,雷达探测区内为上下一致的东北气流控制。EVAD方法计算得到的散度和垂直速度信息能很好的反映强降水的动力过程,对降水的增强和维持有较好的指示意义。从风廓线雷达产品分析看,负垂直速度与降水强度有密切的对应关系。信号噪声比对降水的起止、盛衰有较好的预示作用。垂直风廓线雷达上大于8 m·s-1的偏北气流向下扩展,可能存在动量下传,有利于降水强度的增大。     

DWS19微型捷联惯性波浪传感器

惯性波浪传感器在动态波浪环境中的姿态保持,以往多通过机械/电式等稳定结构实现。本文创新性采用捷联姿态解算/补偿的方法实现"数字稳定平台"的功能,可消除波浪传感器对机械/电稳定结构的依赖,实现独立捷联工作,是波浪传感器向小型化、低功耗、低成本方向发展的关键技术突破。文中介绍了DWS19微型捷联惯性波浪传感器的系统硬件组成、捷联姿态解算/补偿、频域数值积分、谱波浪特征反演等关键技术、标准转台及海上测试情况。研究结果表明:(1)捷联姿态校正后的垂直方向加速度和位移均有明显改变;(2)频域数值积分比时域数值积分的精度更高;(3)谱波浪特征反演结果与时域跨零结果基本吻合。经国家海洋标准计量中心波浪转台测试表明,DWS19高度、周期实测精度均达到目前惯性波浪传感器的优秀指标等级。长时间的海上观测应用也验证了DWS19在海洋环境下的可靠性和稳定性,满足工程使用。     

地球公转自转与地壳动力学

经典力学是有相对性的,但在地球公转自转力学和地壳构造动力学的研究中有一定可用性。地球的公转和自转是地壳构造应力的天体力源,在此力学体系中的岩体力学基本方程还须做重要改进或重建。     

理想海域中台风引起的潮、流及波的分析 I 开阔海域的情况

采用理论分析与数值计算相结合的方法研究了理想开阔海域中的台风暴潮模型,讨论了开阔海域中移行台风下的海洋响应。分析表明,在开阔的浅海域,台风下的海洋运动以地转流为主,同时又激发出振幅较小的重力惯性流。重力惯性波是由于台风强度或移速的突然变化引起的,其波速通常大于台风移速。台风气压场造成海面升高且基本符合“静压效应”,但产生的正压流场非常微弱。伴随强风的气旋性风场造成的海面下降在台风经过之后可以维持很长时间,从而在台风后面形成一个长达几百公里的尾迹。而台风风应力和气压梯度力的总效果是在台风正前方造成海面上升,正后方造成海面下降。