上地幔超高压流体的金刚石压砧实验研究

地球深部流体主要是NaCl-H2O溶液,越到地球深部,它赋存的温度、压力越高,性质状态也不断变化,反之,亦然。当NaCl-H2O流体进入和脱离(上升过程)超临界状态时,其性质会发生截然不同的变化,影响着各种地质过程。使用金刚石压砧在高温高压下原位观测流体的实验,用谱学方法,结合同步辐射光源技术,成为定量化研究地球深部高温超高压流体的有效方法。作者使用同步辐射光源的红外谱研究了10GPa下的NaCl-H2O溶液;在地球化学动力学实验室研究了3GPa,650℃下的NaCl-H2O溶液红外谱,此测量方法可以提供温度压力和体积等数据,能研究其状态。NaCl-H2O溶液红外谱表明水分子主要振动谱受压力和温度影响是不同的。压力增加促使水分子主要振动谱向低波数变化。但是温度增加的效应相反。常温高压下水被压缩,结晶向紧密堆积变化。高温高压下的水有气、液、固和超临界流体各相。水分子间的氢键在近临界态开始减弱,氢键网络被破坏。     

竖向断层对场地地面运动的影响

本文采用二维显式有限元结合透射边界的数值方法,考虑均匀弹性半空间内存在着不同宽度及深度的断层,由下向上分别垂直和斜(30°)入射一个脉冲波,研究非发震断层地面运动的一些特点。通过计算断层内外地震地面运动传递函数的幅值谱,并与自由场反应对比,以说明竖向断层对地震波传播和附近地面运动的影响,在此基础上进一步对断层周边一般结构抗震设计是否要考虑断层影响提出了几点建议。     

震源机制和场地条件对近场强震地面运动特性的影响

将欧洲数百条地震动记录按震级、震中距、场地类别及震源机制等条件分类,通过对地震动记录加速度峰值比、加速度峰值衰减规律及反应谱比等内容的统计分析,研究了震源机制、场地类别等因素对竖向地震动的影响。结果表明,震源机制和场地类别这两种因素在近场区对竖向地震动特性有显著的影响。     

由粒子吸收光谱提取浮游植物吸收光谱的人工神经网络方法

基于现场实验数据集及人工神经网络技术,论文提出了一种从海中粒子吸收光谱提取浮游植物吸收光谱的方法。这个数据集包含了海中粒子吸收光谱和对应的浮游植物吸收光谱,并被分为三个子集:训练集、印证集和试验集。本研究所利用的人工神经网络系统为多层感知器,训练后的人工神经网络的性能由印证集和试验集来评价。实验结果表明,文中所提出的方法可成功地提取浮游植物的吸收光谱,其提取精度与传统的实验方法相当。     

载波/多普勒平滑伪距在Android手机中的定位实现

针对Android手机GNSS伪距定位精度较低的问题,利用手机端观测信息,通过载波相位/多普勒平滑伪距改善手机端伪距观测值的质量,从而达到提高定位精度的效果。首先给出了Android手机GNSS原始观测量的获取方法,然后推导了载波相位平滑伪距和多普勒平滑伪距算法模型,并设计合理有效的试验对算法的精度进行评定。试验结果表明：在手机端静态定位中载波相位和多普勒平滑算法均可提高原始伪距的定位精度,且多普勒平滑算法表现更优;在手机端动态定位中多普勒平滑算法可获得比原始伪距更优的定位精度,但是载波相位平滑算法较原始伪距更差;由于硬件的制约手机端周跳和信号失锁严重,占比超过50%,载波相位在手机端的可用性较低;多普勒平滑算法的最优平滑时间常数小于等于10 s,具有实时动态定位的巨大潜力。     

A new method to determine the gravity field of small bodies from line-of-sight acceleration data

We present a new method to derive line-of-sight acceleration observables from spacecraft radio tracking data. The observables can be used to estimate the mass and gravity of a natural satellite as a spacecraft flyby. The corresponding observation model adapts to one-way and two/three-way tracking modes. As a test case for method validation and application, we estimated the mass and degree two gravity field for the Martian moon Phobos using simulated tracking data when the spacecraft Mars Express flew by Phobos on 2013 December 29. We have a few real tracking data during flyby and they will be used to confirm raw data simulation. The main purpose of this paper is to demonstrate the method of line-of-sight acceleration reduction from raw tracking data and the feasibility to estimate mass and gravity of a natural satellite using this type of observable. This novel method is potentially applicable to planet and asteroid gravity field studies combined with Doppler tracking data.     

X波段雷达海面回波谱宽特征研究

海面电磁回波频谱宽度与海浪波高密切相关,可应用频谱宽度进行海浪有效波高反演。本文应用线性滤波法仿真出了海表散射面元在雷达视向上的投影速度,建立了回波谱宽模型,分析了雷达空间分辨率、回波时间序列长度及海洋环境参数等因素对频谱宽度的影响,同时还针对如何在实际观测过程中选择回波时间序列长度、观测方位角等参数进行了讨论。最后还将理论结果与CSIR-X波段雷达实测数据谱宽估计结果进行了比较。结果表明,剔除雷达噪声以及频率泄露的影响后,基于高斯分布标准偏差的谱宽估计方法所得结果与理论结果吻合很好,这从而证明了理论结果的可靠性。本文所得结果对海浪有效波高反演具有一定参考价值。     

GNSS-R DDM波形仿真的时延与多普勒间隔研究

DDM波形是GNSS-R技术用于反演地球物理参量的基本观测量,其仿真结果的可靠性直接影响GNSS-R的理论研究及项目工程参数设计。利用GREEPS仿真软件分析了时延间隔与多普勒间隔对DDM波形仿真结果可靠性的影响,得到了用于获取可靠DDM仿真波形的时延与多普勒间隔参数。研究表明,时延和多普勒间隔越小,DDM仿真波形与理论波形吻合度越高;当时延间隔取1/16个GPS L1 C/A码元、多普勒间隔取50 Hz时,DDM仿真波形与理论波形几乎完全吻合,二者的相关系数大于0.99;时延间隔对DDM仿真波形峰值位置的影响远大于对峰值信噪比的影响;而多普勒间隔对DDM仿真波形峰值位置与信噪比的影响相当。     

Large-scale dune erosion tests to study the influence of wave periods

Large-scale physical model tests were performed to quantify the effects of the wave period on dune erosion. Attention was focussed on 2D cross-shore effects in a situation with sandy dunes and extreme water levels and wave conditions. Besides profile measurements, detailed measurements in time and space of water pressure, flow velocities and sediment concentrations were performed in the near near-shore area. It was concluded that a longer wave period leads to a larger dune erosion volume and to a larger landward retreat of the dune face. Tests with double-peaked wave spectra showed that the influence of the spectral shape on dune erosion was best represented by the T_m − 1,0 spectral mean wave period, better than the peak wave period, T_p. The effect of the wave period on dune erosion was implemented in a dune erosion prediction method that estimates erosion volumes during normative storm conditions for the Dutch coast. More details of the measurements and additional analyses of physical processes are described in an accompanying paper by Van Thiel de Vries et al. [Van Thiel de Vries, J.S.M., van Gent, M.R.A., Reniers, A.J.H.M. and Walstra, D.J.R., submitted for publication. Analysis of dune erosion processes in large scale flume experiments, In this volume of Coastal Engineering.].     

用于水下运载器的高精度多普勒计程仪开发

文中主要介绍了高精度多普勒计程仪的原理及组成,在863计划的资助下成功开发了该多普勒计程仪的样机,并取得了很好的实验效果,正在走向产业化。