SINS的SRC-KF姿态估计算法

基于飞行器载体SINS姿态计算精度要求,提出了一种SINS(strap-down inertial navigation system)的球面径向容积卡尔曼(spherical-radial cubature Kalman filtering, SRC-KF) 姿态确定算法。该算法把笛卡尔坐标系中状态向量变换到球坐标系中,通过Gauss-Hermite求积计算获得2n个球面径向容积点及其权值系数来逼近计算系统状态估计及其方差矩阵,其计算精度可达到三阶;采用四元数姿态建模方法构建新型SINS状态变量与噪声向量相关的姿态方程模型,利用伪观测向量构建观测噪声与四元数相关的观测方程模型,设计系统噪声方差分离计算算法进行系统噪声方差计算,引入拉格朗日乘子算法计算四元数估计均值,最后利用SINS/CCD姿态估计仿真系统开展的SINS 的SRC-KF姿态模型算法进行仿真验证。通过与中心差滤波(CDKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)算法计算结果进行对比,可以看出SRC-KF算法具有计算精度高以及数值计算稳定等特点。

     

TTI介质隐式有限差分平面波偏移

文章研究了TTI介质隐式有限差分(IFD)波场外推算子和TTI介质平面波偏移.与各向同性和VTI介质相比,TTI介质频散关系要复杂的多,很难得到频散关系的显性表达,也不能再只用对称的偶函数表示,需要加入一个奇函数.文中设计TTI介质IFD波场外推算子并用非线性优化方法求解算子系数.将各向同性介质下平面波偏移理论与TTI介质IFD外推算子相结合,实现了TTI介质下平面波偏移.将设计算子的频散关系曲线和偏移脉冲响应与理论解对比,验证了外推算子的精度;将平面波偏移算法用于全波TTI方程拟合并用极化分析得到的P波数据,验证了TTI介质平面波偏移的准确性和高效性.     

基于局部二值法的断层检测方法应用研究

利用地震资料检测断层对油气勘探具有重要的意义,也是地震资料解释的重点.文中发展了局部二值模式(Local Binary Pattern,LBP)方法来检测断层,并结合地震剖面的旋转不变局部方差(Rotation Invariant Variance,VAR)信息,提出一种基于LBP/VAR特征的断层检测方法.首先利用相干属性、曲率属性和边缘检测等常规的断层检测方法和LBP/VAR算子对原始地震数据进行断层刻画,说明LBP/VAR算子的有效性,再对LBP、LBP/VAR进行阈值优化处理,使其检测断层的效果更佳.其次用LBP/VAR算子实现对含噪声的理论断层模型以及实际断层图片检测并对比分析.试验结果表明LBP/VAR算子对含噪声的断层理论模型仍然有效,具有一定的鲁棒性.实际断层图片检测证明该方法对断层检测具有更好的效果.研究结果表明LBP/VAR算子具有连续性好、一定的抗干扰能力,能较好的刻画断层,为地震资料断层检测提供了一种有效的检测工具.     

基于共散射道集的叠前时间偏移/反偏移提高叠前数据质量

为了提高叠前数据质量,将叠前时间偏移/反偏移与共散射点道集相结合,提出了一种新的时间偏移/反偏移方法.利用改进的CRS参数建立精确的速度模型,提高偏移成像质量.将振幅映射到共偏移距顶点来生成共散射点道集,将偏移和中点上的多参数叠加,通过叠加数据,实现了叠前数据增强,道集的数量远高于传统叠前时间偏移的叠加数量.利用基于中点位移、半偏移距和偏移速度的算子进行反偏移处理,能量重新分配回时间域中的每个绕射同相轴,压制噪声,地震资料信噪比和成像精度均得到了提高.提高质量后的叠前数据可用于后续的速度分析、叠加、偏移等常规处理中,效果好于原始CMP道集.模型和实际数据的计算结果均验证了该方法的正确性和有效性,该方法在低信噪比资料的处理中将会有广阔的应用前景.     

基于立体图像的牙体重定位分析

介绍了一套对真人牙体进行立体定位、跟踪的方法和系统。在该系统中,运用了计算机视觉的方法解算牙体运动过程中的旋转、偏移量,从而为下一步的医学研究提供依据。实验结果表明,该方法具有直观、简便、快速、精度高等特点,还可推广到其他应用领域。     

优化15点频率-空间域有限差分正演模拟

频率域正演是频率域波形反演的基础,有效快速的正演差分格式可以保证反演结果的精度和效率.本文以用较小的系数矩阵带宽来高效地压制频域正演频散为目标,综合利用加权平均算子、平均加速度项和优化系数三种方法,提出了优化15点差分格式;并且采用压缩存储方式来存放大型系数矩阵,极大地缩小了内存使用量;进而结合最佳匹配层(PML)边界条件,明显地压制了边界反射;最后,通过与前人方法的对比验证,证实了本方法可以在不明显增加计算量的情况下,较好地压制频散.     

基于扩展集合操作的频繁项集挖掘算法研究

对传统集合操作进行了扩展,提出了基于扩展集合操作的最大频繁项集生成算法FIS-ES,并从理论上对算法的复杂度进行了详细的分析。实验表明,在最小支持度较小的情况下,FIS-ES算法比Apriori算法具有更快的挖掘速度、更少的空间占用等优点,与Apriori有很好的互补性。     

错格傅里叶伪谱微分算子在波场模拟中的应用

本文在传统傅里叶微分矩阵的基础上,对原始微分算子进行改进,引入了错格微分算子的傅里叶伪谱方法．尽管该方法增加了一些计算量,但却极大地提高了计算精度和稳定性．而且,该方法将微分计算过程由传统的傅里叶变换转换为一般的矩阵矢量乘积,大大降低了微分求解过程的复杂程度．在均匀介质中,将错格伪谱微分算子计算的结果和解析解进行比较,结果表明本文算子几乎达到了解析解的精度．而在分层均匀介质中的实验结果同时显示,该方法精度高、稳定性好,是一种研究层状介质中地震波传播的有效数值方法．     

几种单程波动方程解法的对比

在均匀介质条件下, 比较了ω-k域内Stolt算法和Gazdag相移法、t-x域内部分分式算法、混合域内SSF算法和FFD算法的计算流程, 零炮间距叠后时间偏移的单位脉冲响应、脉冲振幅变化、中心地震道数据的子波振幅变化和脉冲波场频谱特征等体现了波场动力学特性的信息。分析表明, 在均匀介质条件下, ω-k域方法在脉冲响应、振幅变化和频谱特征方面能得到较好的结果, 但该方法的子波分辨率相对其他方法较低, 无法应用于横向速度变化介质问题, 所以复杂地质问题应采用FFD法进行处理。同时以Stolt算法为例具体分析了子波振幅、子波频谱在偏移过程中的变化。     

实数编码改进遗传算法的非线性最小二乘平差

遗传算法在处理测量领域中的非线性问题时,算法中的种群数目大小、个体中的参数分量的数量以及参数的取值区间都会对算法的效率产生影响。针对基本遗传算法在处理非线性问题时,容易陷入局部最优值、速度慢、收敛区间小等问题,本文采用了一种新的交叉策略,并对变异算子中的变异步长作动态的自适应改变。最后通过实例解算验证了这种改进的遗传算法比基本遗传算法更加稳定、精度更高、收敛速度更快、收敛区间更大。