基于激发振幅成像条件的探地雷达逆时偏移成像

针对基于互相关成像条件的探地雷达（GPR）逆时偏移计算效率低、存储量大及易产生低频假象的不足,本文将激发振幅成像条件应用于GPR逆时偏移成像中.通过在源点电磁波场正向传播过程计算每个网格点的能量密度,并保存最大能量密度的时刻和相应的电磁波场值;在接收点电磁波场逆向传播过程提取每个网格点最大能量密度时刻及对应的电磁波场值,并利用保存的最大能量源点电磁波场及走时做归一化,从而获得了依赖反射系数成像剖面,避免了源点正向传播电磁波场的存储和重建.此外,为了提高电磁波场的模拟精度,采用了基于三角形剖分的时间域有限单元法（FETD）计算电磁波正向和逆向传播过程.最后通过模型试算表明：激发振幅成像条件相比于归一化互相关成像条件,成像结果低频噪声更弱,空间分辨率更高,计算效率提高了近2倍.     

井地磁异常模量联合反演

三维反演是磁测数据定量解释的重要方法,在金属矿勘探中扮演着重要的角色.但是在实际矿区的应用中,传统的磁总场异常反演方法依然存在两个问题：一是地面磁异常反演的深度分辨率较低,深部场源体的成像效果差;二是金属矿中可能包含强剩磁,反演结果可能是完全错误的.尽管前人对上述两个问题分别进行了广泛的研究,但尚未尝试同时解决这两个问题.本文在前人研究的基础上,提出了一种井地磁异常模量联合反演方法,该方法需要的控制参数少,无需加入额外的地质信息,且可用于多场源复杂磁异常的反演,具有较强的适用性.本文方法首先将地面和井中磁异常转化为模量数据,然后利用基于核函数或距离的加权函数将井地模量数据结合起来,使得该方法适用于联合反演.我们利用井地多种异常参量进行反演的模型试验表明,在强剩磁存在时,本文方法的效果优于其他方法,在减少剩磁影响的同时,也改善了深部成像效果,具有良好的应用前景.     

河北及甘肃地电阻率年变幅斜率映震分析

以河北省昌黎、阳原地震台和甘肃省嘉峪关、山丹地震台地电阻率记录为研究对象,利用2002-2016年地电阻率年变幅,进行斜率合成计算,并根据中国大陆东西部地震活动水平,提取甘肃地震台站周边300 km范围内M ≥ 5.0地震、河北地震台站周边250 km范围内M ≥ 4.0地震,得到15个震例,与计算结果对应分析,发现映震率为70%,且地震一般发生在1年尺度的下降期、2年尺度的下降转上升期、3-5年低值背景期,而异常幅度没有统一标准,只是异常趋势的相对变化。     

北京地磁场环境干扰分析

随着北京城市建设的发展,北京国家地球观象台地磁观测环境所受干扰日益严重。利用1985-2016年北京和红山地磁场总强度和垂直分量年均值,对比分析北京地磁场长期环境干扰变化,并选用2个台站GM4磁力仪记录的磁静日秒数据,分析北京地磁场日变化干扰振幅谱和功率谱。     

A Self-tuning Robust Control System for nonlinear real-time hybrid simulation

In a real-time hybrid simulation, a transfer system is used to enforce the interface interaction between computational and physical substructures. A model-based, multilayer nonlinear control system is developed to accommodate extensive performance variations and uncertainties in a physical substructure. The aim of this work is to extend the application of real-time hybrid simulation to investigating failure, nonlinearity, and nonstationary behavior. This Self-tuning Robust Control System (SRCSys) consists of two layers: robustness and adaptation. The robustness layer synthesizes a nonlinear control law such that the closed-loop dynamics perform as intended under a broad range of parametric and nonparametric uncertainties. Sliding mode control is employed as the control scheme in this layer. Then, the adaptation layer reduces uncertainties at run time through slow and controlled learning of the control plant. The tracking performance of the SRCSys is evaluated in two experiments that have highly uncertain physical specimens.     

地电场观测可靠性分析——基于瓜州台的解析研究

应用时间序列的时频域分析方法处理了瓜州台两种地电场仪器型号的长程观测数据,分析了该台地电场观测质量和数据可靠性。结果如下:(1)同方向长短极距测道观测数据的相关系数R基本上均优于0.9,差值D优于1 mV/km,表明该台长短极距测道观测的地电场变化高度吻合;(2)计算了2015年2月和2019年2月两种仪器观测的地电场最大日变化幅度A,不同仪器之间不同时段的长、短极距测道A的比值接近1;(3)2014—2016年该台SN向、EW向观测数据的FFT频谱均显示12 h、8 h、24 h的优势周期,与中国大陆地电场日变化的优势周期一致。上述结果表明:瓜州台地电场观测资料可靠准确,能满足对地震预测和地球电磁场监测及研究的需求。     

马鞍山地震台人工爆破与天然地震记录特征差异

鉴于马鞍山地区矿山较多,常有人工爆破发生,为了快速识别事件性质,分析了人工爆破与天然地震在P波初动方向、纵横波振幅比、衰减速度、频谱、发震时间等方面的差异。     

2015年11月23日祁连5.2级地震发震构造初步研究

基于喜马拉雅地震科学台阵和青海区域数字地震台网的资料,采用广义极性振幅技术反演了2015年11月23日祁连5.2级地震的震源机制;利用逆时成像技术重新定位了祁连5.2级地震及64次ML1.0以上余震的震源位置。基于上述研究,综合分析祁连5.2级地震的震源位置和震源机制以及64次ML1.0以上的余震空间分布特征,结合托莱山断裂构造性质探讨了发震构造。结果显示,祁连5.2级地震的发震时刻为北京时间2015年11月23日5时2分38.9秒,震中位置位于(37.95°N,100.46°E),震源深度为12.4km。祁连5.2级地震的震源机制为节面Ⅰ的走向108°/倾角44°/滑动角40°,节面Ⅱ的走向347°/倾角63°/滑动角126°。节面Ⅰ与托莱山断裂左旋走滑兼具逆冲的性质相同,也与余震勾勒出的断层面倾向SW,倾角约48°的产状相同,因此节面Ⅰ为发震断层面。结合震源机制结果和托莱山断裂的构造性质,推测主震的发震构造为一条北西西向的断层,倾向SW,倾角在深部较缓而在浅部可能较陡。由于托莱山断裂带次级断裂发育、产状复杂、缺乏准确位置,因此无法通过定位结果来判断发震构造为托莱山主断裂还是其次级断裂。     

面向目标自适应海洋可控源电磁三维矢量有限元正演

本文实现了一种面向目标自适应海洋可控源电磁三维矢量有限元方法.为满足三维复杂电性结构模拟的需求,网格剖分采用非结构化六面体.在组装刚度矩阵之后,形成的大型复数线性方程组分解为等价的实数形式,利用带预条件的广义最小残差法进行求解.在获得微分方程的解之后,为提高解的准确性,通过面向目标的自适应误差估计来指示网格细化,重点加密能使观测点数值模拟精度提高的网格.对于大规模三维数据,为了使模型空间的并行计算达到均衡负载的效果,我们使用METIS函数库来进行网格计算任务量的划分.最后,通过对比一维解析解与三维自适应矢量有限元计算结果,验证了程序的正确性;通过自适应过程中误差指示子的分布,验证了面向目标自适应的有效性;通过对三维复杂模型进行均衡负载下的并行计算,测试了程序的可扩展性.     

面向路网轨迹的自适应数据模型与索引结构

针对现有路网轨迹数据模型与时空索引结构自适应调节能力低的问题,提出了一种面向路网轨迹的自适应数据模型与时空索引结构,以支持路网时空轨迹的高效存储与查询。所提出的自适应时空数据模型为多层CLR数据模型的扩展,该模型以从时空轨迹群中挖掘的高频路网路径为主要网络线性元素建立自适应线性基准,并根据自适应线性基准对路网时空轨迹进行转换,转换后的时空轨迹其时空子实体数量变少,可以通过更高的效率进行存储;所提出的自适应时空索引结构为基于LRS的时空索引结构的扩展,该索引结构根据自适应线性基准构建自适应线性参考系统,基于自适应线性参考系统的索引结构其保存的时空子实体数量变少,可以通过更高的效率进行时空查询。为了验证所提出方法的有效性,本文最后采用真实开源T-Drive出租车轨迹数据集与人工合成轨迹数据集进行了充足的实验。实验以2种常见的时空相交查询类型为例,将所提出的方法与原始数据模型以及时空索引结构进行了存储效率和查询效率的对比。对比分析结果表明,所提出的自适应数据模型与索引结构最高能够提升40%的存储效率以及50%的查询效率,为路网轨迹数据的管理提供了新的解决方案。