基于倾角传感技术的阵列式高精度倾斜监测系统

倾斜监测是建筑物安全使用的重要保障,利用MEMS传感器技术,设计一种基于阵列式双轴倾角传感器的结构倾斜监测设备,该设备具有硬件的高集成化、低能耗,以及变形监测过程及数据分析自动化等特征。采用对比测试、应用示范等方法对装置观测精度、通讯功能、可靠性及功耗进行验证,证明该设备倾角观测精度可达0.01°,观测数据稳定,精度、自动化程度、互动性满足预设要求,可应用在工民建、市政、水利等领域倾斜监测与质量检测中。     

气象无线传感网观测节点的设计与实现

针对传统自动气象站对电力和通讯基础设施依赖性强,应用环境受到限制的问题,设计并实现了一种基于无线传感器网络的气象观测节点。气象观测节点的硬件系统以CC2530芯片为核心,使用锂电池供电,通过模拟和数字接口连接气象传感器,射频部分工作在2.4 GHz。软件系统以TinyOS操作系统为基础,开发了基于LEPS协议的多跳路由协议和气象传感器驱动程序。在野外环境中对气象观测节点的功耗、通信距离、传感器及组网性能进行了测试。测试结果表明,气象观测节点在没有电力和通信基础设施的环境中能够形成一个稳定的多跳自组织数据采集与传输网络,适合在高山、海岛、沙漠等艰苦地区进行部署和应用。     

一次自动气象观测站故障的维修

因业务台站搬迁,造成CAWS600-B型自动气象观测站出现了各种故障,文章重点分析了出现故障的原因及处理方法,给出了台站搬迁过程的注意事项。     

Gstar-Ⅰ型自动土壤水分站一次故障处理

<正>洛川国家基准站使用Gstar-Ⅰ型自动土壤水分观测仪。该仪器运行以来,不但提高了观测数据的时空密度,而且很大程度减轻了观测员的劳动量。Gstar-Ⅰ型自动土壤水分观测仪传感器安装在室外,通过4芯电缆使用RS485通讯模块与室内采集器和专用控制计算机连接。但是由于其传感器安装在室外,传输电缆较长,设备难免发生故障。本文以洛川国家基准站Gstar-Ⅰ型自动土壤水分观测仪的一次故障排除为例,阐述排除这类故     

低频电磁波与地倾斜传感器对地震预报分析与研究

5.12大地震对国家造成了一次重大的损失,则对地震预报的研究则显得尤为重要。本文认为地震发生的机理是板块挤压破裂学说。在地震动发生前后都会出现一些宏观或微观异常,在地震发生前其微观异常主要表现为电磁波、地壳倾斜、地应力等异常。本方通过对低频电磁波和地倾斜进行测量和研究,可通过数据多台站共享来进行地震预报分析。     

钻孔应变仪的固体潮标定——消除小尺度不均匀性的影响

通过对Pion Flat观测点的Gladwin钻孔张量应变仪(BTSM)进行固体潮标定得到的应变数据,我们对地应变进行了估算并分析。小尺度地质上的不均匀性是通过远场面应变/剪应变的交互耦合方法考察面应变/剪应变时所要考虑的因素之一。一种将交互耦合引入应变仪标定的方法由此而生。以同一位置激光应变仪(LSM)观测的固体潮应变为参考,我们发现用交互耦合方法对BTSM标定消除了钻孔固体潮观测值应变中近30%的系统误差。这种标定将钻孔应变和激光应变的测量精度(大约1km)准确地联系在一起了。这种标定技术为短基线应变测量中面临的主要问题(构造应变不能表征小尺度的非均匀性)提供了解决方法。这种方法在断层滑移的残余应变测量中可能减少50%甚至更高的误差,并允许增加滑移机制的约束条件。我们发现就目前仪器而得出的固体潮应变的理论估计值来进行交互耦合标定还不够精确。将理论固体潮与激光应变仪(LSM)观测的固体潮进行比照发现,至少有一半的误差产生于对海洋负荷潮的估计。     

深海极端环境模拟装置设计

为了满足深海极端环境科学研究的需求,设计了深海极端环境模拟装置。对系统结构以及工作原理进行分析,介绍了培养釜、温度控制子系统和压力控制子系统。重点针对当前模拟装置压力控制精度不高的问题,设计了高精度压力传感器,并提出一种迭代自学习PID压力控制算法,实现系统压力自动检测和连续控制,同时带有观察窗的培养釜结构可以实现微生物状况实时观测。实验结果表明,该系统能够实现深海极端环境参量高精度模拟,可以为深海极端环境科学研究提供很好的平台。     

海洋传感观测服务柔性开发技术研究

海洋传感观测服务能够实现多个海洋观测系统间的数据共享与集成,支持大范围、多学科的海洋科学研究。在软件开发过程中,由于不同观测系统的数据库异构互异,导致传感器观测服务软件难以复用,开发效率低。本文针对数据库结构的相似性进行分析,提出海洋传感观测服务的柔性开发模型,设计可适配于异构数据库的服务构件。该构件通过配置观测数据在具体数据库的存储结构,实现了数据库结构向服务模式定义的映射;服务构件根据配置信息生成数据库查询语句,实现观测数据的自动提取,避免了数据库异构导致的重复开发的问题。通过将服务构件应用在实际开发中,验证了该模型的有效性与可行性。     

Characterizing landscape spatial heterogeneity in multisensor images with variogram models

Most evaluation of the consistency of multisensor images have focused on Normalized Difference Vegetation Index （NDVI） products for natural landscapes, often neglecting less vegetated urban landscapes. This gap has been filled through quantifying and evaluating spatial heterogeneity of urban and natural landscapes from QuickBird, Satellite pour l＇observation de la Terre （SPOT）, Ad- vanced Spacebome Thermal Emission and Reflection Radiometer （ASTER） and Landsat Thematic Mapper （TM） images with variogram analysis. Instead of a logarithmic relationship with pixel size observed in the corresponding aggregated images, the spatial variability decayed and the spatial structures decomposed more slowly and complexly with spatial resolution for real multisensor im- ages. As the spatial resolution increased, the proportion of spatial variability of the smaller spatial structure decreased quickly and only a larger spatial structure was observed at very coarse scales. Compared with visible band, greater spatial variability was observed in near infrared band for both densely and less densely vegetated landscapes. The influence of image size on spatial heterogeneity was highly dependent on whether the empirical sernivariogram reached its sill within the original image size. When the empirical semivariogram did not reach its sill at the original observation scale, spatial variability and mean characteristic length scale would increase with image size; otherwise they might decrease. This study could provide new insights into the knowledge of spatial heterogeneity in real multisen- sor images with consideration of their nominal spatial resolution, image size and spectral bands.     

信息物理系统研究与应用综述

信息物理系统是以信息世界与物理世界的紧密结合为显著特征的,集计算、通信与控制为一体的网络系统。首先介绍信息物理系统的起源与发展。比较分析几个比较有代表性的信息物理系统定义,给出对信息物理系统的概念的理解与定义。在文献梳理的基础上,总结信息物理系统的主要特征。简要介绍3个典型的信息物理系统应用方案,即智能电网、生物与医疗、智能高速公路与无人驾驶。最后总结信息物理系统研究与应用中所面临的挑战,提出今后信息物理系统可能的研究热点。为更好地了解信息物理系统相关知识,为信息物理系统领域的研究提供有价值的参考。