Two-dimensional physical-based inversion of confined and unconfined aquifers under unknown boundary conditions

An inverse method is developed to simultaneously estimate multiple hydraulic conductivities, source/sink strengths, and boundary conditions, for two-dimensional confined and unconfined aquifers under non-pumping or pumping conditions. The method incorporates noisy observed data (hydraulic heads, groundwater fluxes, or well rates) at measurement locations. With a set of hybrid formulations, given sufficient measurement data, the method yields well-posed systems of equations that can be solved efficiently via nonlinear optimization. The solution is stable when measurement errors are increased. The method is successfully tested on problems with regular and irregular geometries, different heterogeneity patterns and variances (maximum K_max/K_min tested is 10,000), and error magnitudes. Under non-pumping conditions, when error-free observed data are used, the estimated conductivities and recharge rates are accurate within 8% of the true values. When data contain increasing errors, the estimated parameters become less accurate, as expected. For problems where the underlying parameter variation is unknown, equivalent conductivities and average recharge rates can be estimated. Under pumping (and/or injection) conditions, a hybrid formulation is developed to address these local source/sink effects, while different types of boundary conditions can also exert significant influences on drawdowns. Local grid refinement near wells is not needed to obtain accurate results, thus inversion is successful with coarse inverse grids, leading to high computation efficiency. Furthermore, flux measurements are not needed for the inversion to succeed; data requirement of the method is thus not much different from that of interpreting classic well tests. Finally, inversion accuracy is not sensitive to the degree of nonlinearity of the flow equations. Performance of the inverse method for confined and unconfined aquifer problems is similar in terms of the accuracy of the estimated parameters, the recovered head fields, and the solver speed.     

一种新的北斗Klobuchar模型及其精度分析

针对传统Klobuchar模型电离层延迟修正精度不高的问题,提出一种新的Klobuchar模型,以提高北斗导航系统的精度。利用欧洲定轨中心CODE的全球格网数据作为参考,使用松弛搜索法分别对覆盖中国区域的格网点和9个测站的观测数据进行算例分析。比较两种方法得出,新模型的修正精度相对于广播模型有大幅提高;新模型预报7d内的电离层时延值修正效果也比广播模型有明显改善;格网点上的平均修正精度从67.89%提高到78.44%,观测数据的平均修正精度从69.81%提升至82.34%。     

预测矿井涌水量的计算级别与精度评述

根据水利部2005年发布的《建设项目水资源论证导则（试行）》技术文件中的有关规定与要求,参照《供水水文地质勘察规范》以及《固体矿产资源/储量分类,》认为地下水可开采量与预测矿井涌水量的计算可按勘查研究程度,将其可分为A、B、C、D、E等5个精度等级。参照各级别的允许误差,论证了目前矿井涌水量预测计算公式及方法的可靠程度。     

2003年云南大姚6.2级、6.1级地震序列S波分裂研究c

在利用双差定位法对2003年7月21日、 10月16日云南大姚先后发生的6.2级、6.1级地震序列进行精定位的基础上，采用互相关系数法测量了两个地震序列的快波偏振方向和快慢波的延迟时间. 结果表明:① 两个地震序列的S波分裂现象较明显，除三台乡台以外，大部分台站记录到的地震快波平均偏振方向与区域最大水平主压应力方向基本一致，三台乡台的偏振方向出现两个峰值，平均偏振方向是N80deg;E，表现出与区域最大水平主压应力方向不一致的现象；② 序列延迟时间与震源深度之间没有明显规律性关系，但不同延迟时间范围内偏振方向表现出不同的规律；③ 两次地震序列S波分裂结果对比发现，6.2级地震序列快波的偏振方向明显较分散，快波平均偏振方向比6.1级地震序列大20deg;，而延迟时间方面二者相差不大；④S波分裂快波偏振方向所表现出的空间差异性，可能是由于在区域背景应力场的基础上叠加了两次6级主震产生的应力扰动引起的.      

水深测量数据处理中的粗差探测技术

从目前出现在水深数据处理中最有可能存在的 :一条测深线上孤立零点的粗差、一条测深线上具有连续性的粗差以及相邻测线上具有连续性和相关性的粗差等三种情况 ,分别提出剔除这些粗差的方法 ,通过实例分析可以得出本文所提出的粗差剔除方法是有效的 ,在实际测量中具有一定的实用性     

井下凿岩机器人自主操作方法研究进展

目前钻孔机器人位姿调节多采用手动遥控调节与人工复测结合,未实现全自动调节,开环控制精度低、自动化能力低、无法实现煤矿用探放水、防突和防冲钻孔机器人精确开孔定位与孔群全自动施工。通过分析钻孔机器人钻臂结构和动作,建立了钻臂运动学模型;通过对加工误差、机身变形、装配间隙等影响因素分析,发现采用回转减速器蜗轮蜗杆结构间隙会引起倾角和方位角误差放大,并在机身平时会引起倾角和方位角误差最大达0.85°;为消除误差,首先采用传统钻臂运动学误差补偿方法建立了钻臂静、动态误差补偿模型,利用全站仪测试关节间隙和变形量,基于补偿模型和RBF神经网络法求逆解得到误差补偿量,钻臂期望位姿与实际位姿误差的x方向平均误差为9.6 mm,y方向平均误差为18.2 mm,z方向平均误差为16 mm,满足工程应用要求;其次为解决传统全站仪试验测量的方法的复杂性和非实时性问题,提出了一种通过激光测距仪和高精度开孔定向仪组合获得位姿误差检测的方法,通过测距实时计算实际和理论倾角、方位角差值,作为误差补偿后的新倾角和方位角的控制输入量,对钻臂进行实时误差检测与补偿;最后利用传统全站仪精度检测方法对激光测距组合位姿误差补偿模型进行验证。试验表明：激光测距组合定位误差检测法最大误差差值在±0.5°以内,方位角最大误差在±0.5°以内,比未采用误差补偿前分别提高了41.1%和37.5%,满足了钻孔机器人开孔定位误差要求。在煤炭行业开展了钻孔机器人钻臂在线精确定位与误差补偿研究,对钻孔机器人精确自动开孔定位及孔群全自动施工具有重要的借鉴和指导意义。

     

Round-off error in long-term orbital integrations using multistep methods

Techniques for reducing roundoff error are compared by testing them on high-order Störmer and summetric multistep methods. The best technique for most applications is to write the equation in summed, function-evaluation form and to store the coefficients as rational numbers. A larger error reduction can be achieved by writing the equation in backward-difference form and performing some of the additions in extended precision, but this entails a larger cpu cost.     

GNSS地面测试环境中关于影响站址选择因素的考虑

卫星导航产品在投入正式运行之前需要在地面上对其进行测试和校准,因此需要在地面建立模拟天上GPS卫星星座的测试环境,并通过修建伪卫星发射塔来发射类GPS卫星信号。测试环境中关于伪卫星发射塔站址选择问题是一个值得关注的硬件建设环节,它直接影响了系统的运行性能,本文通过对五个影响站址选择的因素进行论述,详细地说明了它们各自的影响特征,给出了相应的结论。     

高精度甚长基线干涉测量理论时延软件的实现

针对甚长基线干涉测量天文观测、深空探测和空间阵列项目对高精度理论时延计算的需求,该文进行了高精度理论时延计算软件的具体实现。首先介绍了河外射电源和探测器理论时延计算模型;然后详细阐述了理论时延计算软件的系统架构及其具体实现;最后将该软件与DiFX软件和嫦娥工程甚长基线干涉测量软件的计算结果进行对比分析。比对结果显示:对于河外射电源,理论时延差最大为几百个皮秒;对于探测器,理论时延差小于2ns,这表明该软件能够用于地面验证试验。