一种分析岩土模型地震受力变形的方法

在国内外岩土模型动力试验中,一般以图表形式对监测区域进行逐一动态分析,无法直观形象的掌握试验模型整体受力变形,为深入分析动态响应机理带来一定的不便。以前-后排抗滑桩加固斜坡桥基的大型振动台模型试验为例,通过在岩土体中埋设一定数量的自制磷青铜带和水平加速度计,监测滑坡变形和加速度响应,结合已知测点的水平坐标和竖向坐标,利用Renka Cline随机矩阵生成方法转换为数字矩阵形式,据此绘制坡体变形及PGA放大系数的二维等势图。试验结果显示,二维等势图能合理反映斜坡PGA放大系数的变化规律,揭示振动波作用下斜坡变形破坏的基本特征,研究结论和试验现象保持一致,满足斜坡模型整体受力变形分析的基本要求,可以作为一种实用的试验分析方法。     

深海海底原位观测站倾角测量优化设计

设计1套倾角测量装置,用以配合海底原位设备对深海环境探测。分析常规的低成本倾角测量方式的原理及存在的不足,提出采用差动输入运算放大器对传感器数据进行预处理、提高后期倾角分辨率的方案。实验证明,这种方案能够扩大输出量程、提高倾角分辨率。在全角度范围内,分辨率在(0.18(°),0.5(°))区间变化,能够满足海底观测站对高精度倾角测量的要求。     

STA/LTA算法在MEMS烈度计中的适用性分析

为解决用于高密度布设的低成本MEMS烈度计集成软、硬件资源有限,且难以嵌入较为复杂算法的这一问题,基于Matlab的仿真计算,通过讨论在不同特征函数、时窗长度和短窗位置下STA/LTA值的变化趋势、拾取效果和运算时间,以选取能提高算法灵敏性、改善地震事件拾取效果和提高算法计算效率的参数,并将改进的STA/LTA算法应用于实际地震数据处理。结果表明:不同的特征函数对事件拾取率、拾取时间偏差和算法运算时间影响不同;长短时窗长度相差越大,STA/LTA值的变化越明显;时窗越长,算法运算时间越长;短窗置后可以增大STA/LTA值的变化幅度、减少算法计算量,改善算法拾取时间。改进的STA/LTA算法拾取效果更好,计算效率更高,占用内存资源更小,更适用于集成资源有限的MEMS烈度计。     

GPS/DR组合导航系统线性模型的研究与实现

GPS/DR组合导航一般建模成非线性系统,需要采用扩展卡尔曼滤波器(EKF)等非线性滤波器.由于非线性的建模方式会使模型变得复杂,若采用EKF还会引入系统误差.提出基于单陀螺仪单加速度计的线性化模型,可以直接用包含位置和速度的标准卡尔曼滤波器(PV-SKF),改进的模型使用包含位置、速度和加速度的标准卡尔曼滤波器(PVA-SKF).仿真和实际测试表明,线性化模型的精度较高,改进的模型有更好的效果.     

应用于MEMS加速度计的小型恒温系统的实现

介绍一种小型恒温系统的实现方法,使MEMS加速度计的工作区域温度保持恒定,从而改善MEMS加速度计的相关技术指标.小型恒温系统采用独特工艺,实现简单;恒温点可以根据环境温度的变化而改变,以降低功耗.实验结果表明,应用该系统的MEMS加速度计,由温度所引起的零点漂移值明显减小.     

基于MEMS传感器的速度型地震计技术研究

低功耗、微型化、芯片化、智能化、网络化、低成本高可靠以及全频带观测是地震传感器发展的方向,利用MEMS技术可以集成满足现代传感器要求的"芯片仪器",便于布设低成本、高密度的智能化现代传感器网络.本文提出了从MEMS加速度计经积分放大器获得速度地震计的技术方案,研究指出:1)为获得50Hz有效带宽内动态范围能达到电源电压的满摆幅输出,折合后级的放大倍数在内,积分放大器的积分时间常数只能是小于3.2ms;2)为克服积分器的漂移和噪声,提出了斩波多相积分技术;3)采用成品MEMS加速度计研制的速度型地震计,动态范围可达94dB,带宽在实测的100s～100Hz内响应平坦.提出了以MEMS加速度计的差分电容作为斩波多相积分器的斩波部件而研制高分辨率MEMS速度地震计的技术方案.     

GPS与MEMS-IMU组合导航技术发展现状

介绍了硅微惯性测量单元（MEMS--IMU）的发展和应用情况,针对目前低成本、小型化的应用要求,分析了GPS和MEMS--IMU各自的优缺点和进行组合导航的可行性。提出了GPS与MEMS--IMU的组合模式,并介绍了组合导航计算机的工作原理和组合导航系统所涉及的关键技术。     

基于加速度量测幅值零速检测的计步算法研究

准确的步数统计是进行人员航位推算的关键,通过分析行人运动模型及步行姿态,设计了一种基于零速检测的加速度量测幅值计步算法,实现了载体坐标系和行人地理坐标系的转换,剔除了伪零速现象,在室内模拟环境下采用低成本的微机电机械系统（micro electro mechanical system,MEMS）惯性测量元件对人员行走进行检测,实现了行人运动姿态的有效识别和步数的精确统计。实验结果表明,该计步方法准确性高,对不同的运动环境（走廊、拐角和楼梯）具有良好的适应性,计步正确率均达到98%以上,并且所用的测量元件功耗低,便于携带,适合室内复杂环境。     

MEMS POS系统在海岛礁测图中的精度验证

针对我国海岛礁精确基础地理信息空白的现状,开展了基于轻小型无人机微机电(MEMS)POS辅助航空摄影测量系统的集成、安装、测试及南海某岛礁1∶2 000高精度测图精度验证实验,结果表明使用轻小型无人机MEMS POS辅助航空摄影测量系统无控制时难以达到高精度测图的精度要求,在加入少量控制点时,可以明显地提高测图精度。在此基础上给出基于轻小型无人机MEMS POS辅助航空摄影测量技术在远海岛礁高精度测图中的合理性建议。     

MEMS惯导系统的误差自修正技术研究

针对当前MEMS惯性器件漂移误差大的问题,提出一种无需外界信息辅助的误差自补偿方案。通过引入旋转调制技术实现器件偏差的对称平均,通过理论推导分析惯性器件标度因数误差和安装误差对于误差旋转调制技术的影响。利用高精度惯性测试转台搭建误差旋转实验平台并进行误差自修正方法的实际性能验证。实验结果有效地验证了IMU旋转调制技术对于改善系统测姿定位精度的可行性,在现有MEMS器件精度基础上实现更高精度导航成为可能。