坐标转换的方法及应用

本文介绍了几种主要的坐标转换模型,综合分析各模型的特点和适用范围,针对坐标转换模型的选用、转换参数的解算、转换计算的方法、转换计算中值得注意的问题加以研究和探讨。结论内容,对于在测量实践中进行局部坐标系和地心坐标系的转换、各局部坐标系间的转换具有参考价值。     

一种求解应变软化岩体中球腔问题的数值方法

均匀地应力场中球形洞室开挖问题可以简化为空间轴对称问题,为分析和评价球形洞室开挖的稳定性,采用有限差分方法对平衡方程与变形协调方程进行离散,将洞室围岩潜在塑性区划分为一系列的球壳,并考虑岩体的应变软化行为,可以得到满足线性Mohr-Coulomb（H-C）准则和非线性Hoek-Brown（H-B）屈服准则的围岩体塑性区范围及相应的应力与变形分布。计算结果表明,随着离散步的增加,数值解逐渐收敛,文中解与已有文献的结果完全吻合,且计算效率更高。对一组强度参数遵循CWFS（黏聚力弱化与摩擦角强化）规律的围岩体内塑性区范围、变形与应力的分布进行了分析,并与常规的应变软化模型的计算结果进行了对比,CWFS模型的结果更合理一些。     

一种新的基于局部重力图逼近的组合匹配算法

惯性导航系统定位误差随时间积累发散,利用重力场辅助惯性导航已成为组合导航领域的新方向,该技术对实现潜艇无源定位意义重大.首先利用二维高斯基函数对局部离散格网重力异常基准图进行逼近获取其解析表达式,在此基础上对传统相关极值匹配算法进行重新建模,采用拟牛顿BFGS非线性寻优方法对该模型进行解算,最终完成基于连续解析形式重力异常基准图的相关极值匹配算法设计.为进一步提高算法性能进行以下两点改进:(1)采用TERCOM算法进行预匹配以缩小寻优范围提高寻优速度;(2)采用差分法减小实测过程中Eötvös效应对重力匹配的影响.最后在2'×2'卫星测高反演重力异常数据库基础上进行了三组对比仿真实验,从实验结果可以看出,在重力测量误差、系统误差及初始定位误差较大的情况下,通过该组合匹配算法获得的匹配定位仍能以较高的精度跟踪真实航迹,且其性能较传统单一匹配算法有较大提高.     

Condition assessment of structures under unknown support excitation

A new method is proposed to assess the condition of structures under unknown support excitation by simultaneously detecting local damage and identifying the support excitation from several structural dynamic responses. The support excitation acting on a structure is modeled by orthogonal polynomial approximations, and the sensitivities of structural dynamic response with respect to its physical parameters and orthogonal coeffi cients are derived. The identifi cation equation is based on Taylor’s fi rst orde...     

“协优”成矿预测方法的理论探索与实践

根据西藏野外地质工作难度大、工作程度极低、找矿信息少且获取极其困难这一实际, 在认真学习、吸收前辈成矿预测理论精髓及大量找矿实践和理论思考的基础上, 基于系统性、关联性、目标一致性、不充足判据的充足化、复杂与精确的反比性原则, 提出了西部工作程度极低地区快速逼近找矿目标的“协优”成矿预测法, 即只要优选出少量相互关联、目标一致、最能揭示某种类型成矿本质特征的关键信息组合, 就可能导致该类型矿床被发现.强调直接信息的先导作用及少数相互关联信息的明确指示意义, 突出信息与预测目标的一致性, 这样可有效减少信息的不确定性和多解性, 从而降低找矿风险.试图从另一个视角、另一种思路来认识和探讨西部工作程度极低地区的成矿预测问题.该方法应用于冈底斯、北喜马拉雅及念青唐古拉等成矿带的勘查实践, 找矿取得了巨大突破.这对促进冈底斯相邻地区乃至整个西部地区的找矿评价、技术方法进步等具有重要的参考与借鉴意义.      

利用积分方程的加速迭代算法计算随钻电磁波电阻率测量仪器的响应

采用改进型逐次逼近解法(MSAM)和Aitken加速技术相结合的迭代算法计算二维积分方程.该算法将纵向成层原状地层作为背景地层,将计算区域限制在井眼和侵入带内,具有未知量数目少、收敛速度快、计算精度高的优点.利用该算法对随钻电磁波电阻率测量仪器在轴对称二维地层中的响应进行数值模拟.模拟结果显示,幅度衰减曲线和相位移曲线受井眼、侵入和围岩的影响程度不同,二者径向探测深度和垂向分辨率也有差异,利用补偿后的幅度衰减电阻率曲线和相位移电阻率曲线交叉点的坐标可精确确定地层层界面位置.     

基元模式下地学观测数学模型的生成

从基元思维模式的形成开始,定义基元为关于研究客体的某种覆盖,关于客体的逻辑即在这个基元上生成。讨论在地学观测建模中基元的形式及其数学本征,并讨论基元作为误差分离的最优化准则,达到从认识的底层开始分析观测建模问题。     

GPS水准方法比较与分析

把GPS水准方法分为3类：数值逼近法、重力法、综合法.在此基础上分别总结了3类方法各自的方法原理,运用特点.最后通过实例对各类方法用于GPS高程转换时的精度进行了比较分析.     

基于GIS的三维对称边坡滑面正应力分布逼近函数构造

基于栅格柱体单元构造出对称边坡滑面正应力分布的逼近函数,为在GIS(地理信息系统)中建立基于滑面正应力假定的极限平衡法提供了理论计算基础。结合GIS的强大空间数据分析能力,建立出一个基于栅格柱体单元的三维边坡稳定性分析极限平衡模型,且在无任何力的假设条件下,推导出基于栅格单元的滑面正应力分布构成。结合算例分析表明:在滑体滑动方向上,滑面正应力的分布一部分由滑体自重和外力构成,且对滑面正应力的贡献所占比例很大,为已知函数,另一部分由柱间作用力构成,所占比例很小,为未知函数,因此,柱间作用力分布可选用三阶拉格朗日多项式来近似逼近拟合;在垂直于滑体滑动方向上,滑面正应力分布采用抛物线近似逼近拟合;进而构造出对称边坡的基于栅格单元的滑面正应力分布逼近函数。并通过算例对该逼近函数的合理性进行了验证。     

基于Chebyshev走时逼近的三维多次反射射线计算

在利用有限差分等基于网格的数值分析方法解地震波走时所满足的程函方程时,由于速度模型的网格化离散等原因,会使走时在各网格节点之间不具有计算射线路径所要求的光滑性,即走时在邻近网格节点之间不具有连续的一阶导数。因此,直接利用网格节点走时计算射线路径会使最终的射线路径不光滑。为解决这个问题,已有研究者提出了基于B样条插值的逆向梯度方案（法）。然而,在速度发生突变时,B样条逆向梯度法所计算出的射线路径会具有较大的误差。针对这个问题,首先采用适合于解最小零偏差逼近及最佳平方逼近问题的Chebyshev多项式取代B样条对来自于分区多级计算方案的网格节点走时进行最佳逼近,得到在最小平方意义下的最优走时公式;然后采用与B样条逆向梯度法类似的计算过程得到光滑的射线路径。数值实验表明,利用Chebyshev多项式逼近走时可以得到具有很高精度的多次反射射线路径,在多次波偏移成像研究中具有潜在的价值。