UUVs集群协同定位的分散式增广信息滤波方法

无人水下航行器集群协同作业能够扩展单体UUV的感知范围,实现单体UUV无法或难以完成的复杂任务。由于水下环境的复杂性及UUV各传感器存在观测限制、时延等问题,传统分散式Kalman滤波方法所需要的庞大实时通信在实际中难以实现,使得当前UUVs集群协同定位为不严密的解算。本文提出一种以增广信息滤波为核心的UUVs集群协同定位分散式滤波方法,在顾及算法严密性的基础上实现了UUVs分散式协同定位。每个UUV平台根据本地的传感器数据建立自己的状态链,同时广播自己的观测信息,各个平台协同完成信息矩阵的Cholesky修正。基于严密的数理理论证明了所提出的UUVs协同定位的分散式滤波与集中式滤波的一致性,并与传统方法进行对比分析。理论仿真分析表明,较之传统方法单体UUV的观测更新或两个UUV之间的相互观测都会导致UUVs集群全体状态更新,本文方法使得观测更新仅与观测直接涉及的UUV相关,有效地降低了通信载荷,实现观测信息的即插即用,扩展性良好。     

基于独立分量法的新疆GNSS时间序列共模误差分析CSCD

共模误差(CME)是区域连续全球卫星导航系统(GNSS)网中的主要误差来源之一.针对GNSS时间序列具有非高斯分布特征,基于二阶统计量的主成分分析(PCA)难以准确提取出CME分量问题,采用具有高阶统计量的独立分量分析(ICA)对CME进行提取.以2011—2018年新疆区域GNSS坐标时间序列为例,将PCA滤波效果进行对比验证,分析了CME对GNSS坐标时间序列的影响,并对CME序列进行周期分析.结果表明:前6个独立分量包含CME分量,这可能与卫星轨道、地表质量负荷和时钟误差有关,ICA滤波后东(N)、北(E)、天顶(U)三个方向的均方根(RMS)值分别降低31.83%、32.29%、35.49%,速度不确定度分别降低44.14%、38.49%、43.32%,各测站的周期项振幅较滤波前更一致,有效地剔除了CME,提高了坐标时间序列的精度.     

基于图像处理的回声定位信号检测方法

鲸豚类海洋哺乳动物发出的回声定位信号是一种频率较高的短时脉冲信号,研究回声定位信号检测方法有助于快速、准确地检测海洋哺乳动物发声,进而更好地保护海洋哺乳动物.本文提出了一种基于图像处理的鲸豚类动物回声定位信号检测方法.该方法首先对收集到的数据进行分帧,计算每帧信号的时频图;使用Frangi滤波器对时频图进行滤波,以降低...     

绳索取心定向钻井工艺在陡倾角岩层中的应用

贵州威宁阳关寨勘查区位于格目底向斜南西翼的西段,主要含煤地层为宣威组。勘查区西南部岩层较陡,倾角60。以上,特别是ZK102、ZK202、ZK302钻孔岩层倾角超过80°。如按常规垂直井设计,钻孔深度超过1400m,施工难度大。在分析勘查区绳索取心直井钻进困难和定向钻进优点基础上,对小口径绳索取心定向钻进技术可行性进行分析后认为：如把钻孔轨迹的曲率控制在10°／100m以内、增大曲率半径减小最大井斜、配备适合的定向仪器、增购高强度钻具,将定向钻井技术与绳索取心工艺相结合的方案是可行的。并以ZK202为例,介绍了定向孔井身轨迹的设计、钻进技术参数的选择、冲洗液的要求、造斜段措施等。钻探实践表明,采用绳索取心定向钻进技术在该区共施工3个钻孔,与原直井设计比较,减少钻探工程量2000余米,节约勘探成本约150万元,同时缩短工期约3个月,且控制目标煤层精确,完全达到地质设计目的。通过本次施工,为类似地层钻进积累了丰富的实践经验。     

利用地震转换波探测地壳、上地幔构造试验

当远震P波通过地壳、上地幔速度界面时,除了产生PP型折射波,还产生一系列PS型折射转换波.这类PS转换波与初至P波之间的到时差,可用来测定地壳和上地幔构造. 转换波测深法首次在我国鲁西夏津-高唐地区和京西昌平地区进行了试验应用.为提高转换波震相识别的可靠性,在资料分析中采用了偏振滤波的方法.工作结果获得了上述两地区的深部构造剖面图.转换波法与爆炸地震法所得结果之对比表明,两者的主要界面基本一致.     

基于模糊贴近度的SAR影像变化检测方法研究

经典的基于比算子的差异图构造方法,主要是针对单一像素进行运算,因此影像噪声对差异图有一定程度的影响.将模糊贴近度应用于差异图的构造过程中,利用经典算子和模糊贴近度分别构造差异图;然后对差异图进行双边滤波和灰度过渡区域提取,从而确定影像分割阈值,得到两期影像变化结果;最后采用相关的参数指标对结果进行分析评价.结果 表明,...     

条件平滑滤波及其应用

条件平滑滤波是一种非线性滤波。它通过设置阈值,对图像平滑处理进行控制,以便在突出 低频信息的同时,保留有用的边界信息和减少模糊效应,是分类和信息提取前对图像进行预处理 的较好方法。本文介绍了条件平滑滤波方法的原理和算法,以及本方法在S101图像处理系统上 的实现,并以实例阐述了条件平滑滤波的方法在遥感图像处理中的应用。     

地震资料多次波压制方法研究进展及展望

在反射波地震勘探中,发育的多次波会严重降低地震资料处理的精度,进而误导解释人员给出错误的解释结果.因此,多次波压制方法研究一直以来都是地震资料处理中不可忽视的重要环节.目前,将多次波压制方法分为基于特征差异的滤波方法和基于波动理论的预测相减法是一种较为流行的分类方法.前者计算效率较高,但是多次波压制精度有限.后者理论先进,不需要或者极少需要地层先验信息,多次波压制精度较高,但是往往伴随高计算成本.通常,采用单一方法往往难以满足复杂实际资料处理的需求,汇二者所长的综合法则可以针对实际地震资料的特点,通过不同方法组合解决实际应用问题.据上述分类方法,首先详细论述了每一类方法中经典方法的原理、研究进展及发展方向等;然后介绍了目前实际应用中的综合法多次波压制实例;最后,在回顾传统多次波压制方法的研究进程基础上重点介绍了近年来出现的几种新方法,并展望多次波压制的发展前景.     

卡尔曼滤波在GPS精密单点定位中的应用研究

GPS精密单点定位是对非差观测值进行各项系统误差的改正,利用相应的模型直接得到测点在ITRF框架下的坐标。本文研究并采用卡尔曼滤波方法对经过各项改正后的非差观测数据进行处理,详细阐述滤波模型中各种参数与噪声矩阵的取值方法,并说明GPS接收机钟的稳定性对模型误差的影响,给出描述接收机钟差的状态转移模型。采用C#语言编制基于卡尔曼滤波的数据处理程序,对IGS站24 h的观测数据进行处理与分析,得到厘米级的定位精度。     

多核处理器的机载激光雷达点云并行三角网渐进加密滤波方法

滤波是机载LiDAR点云数据处理的关键步骤之一,点云数据的海量化特性使得一般的串行化滤波处理方法无法满足快速成图的应用需求。提出一种基于多核计算技术的并行三角网渐进加密滤波方法,将串行方法中最耗时的三角网构建与脚点判别过程进行了并行化改造。三角网构建算法的并行化基于分治法实现,脚点判别算法的并行化采用一种随机分配策略将三角网划分为多个离散分布的三角形子集合来实现负载均衡。并行滤波方法在8核环境下多次渐进加密的实际加速比达到3.1左右。试验证明,该方法可以充分发挥多核计算优势,并且对不同分布形态点云数据具有良好的适应性。