InSAR高程模型及其精度分析

提出了一种改进的InSAR高程模型，建立了高程和干涉相位的直接关系，并对公式推导中一般采用的平行射线近似处理方法所引入的高程误差进行了量化分析。结果表明，对于星载雷达而言，平行射线近似误差不能忽略。给出了近似误差与基线参数的确定性关系及相应的误差传播曲线，有助于误差纠正和重建高精度DEM。另外，基于改进的高程模型，推导出了高程测量误差传播公式，明确了基线长度和方向对测高精度的影响，对合理选择干涉像对具有指导意义。     

二元函数逼近在斜坡可靠度分析中的应用研究

极限平衡分析方法是斜坡稳定性评价中的常用方法,在长期的工程实践中积累了丰富的经验,但其不能考虑斜坡岩土体中实际存在的不确定性,在应用中具有一定的局限性。可靠度分析方法可有效地考虑斜坡系统内的不确定性和相关性,但因状态函数偏导数的求解比较困难,使可靠度分析方法在实际中应用不便。为解决上述问题,根据二元函数插值逼近原理,在矩形区域上构造拉格朗日不完全双二次多项式逼近状态函数,从而近似地计算状态函数的偏导数,求得状态函数的均值和方差,并利用精度较高的一次二阶矩方法来计算斜坡的可靠指标和破坏概率。据鄂西恩施地区马堡营滑坡实例分析表明,引入二元函数插值逼近的一次二阶矩方法计算结果与剩余推力法及Monte-carlo模拟方法结果一致,其精度可满足工程需求。     

Ekman边界层动力学的理论研究

大气边界层及其与自由大气之间的相互作用具有明显的非线性特征,而这些特征是经典Ekman理论所不能描述的,因此,发展中等复杂程度(介于完全模式与经典Ekman模型之间)的大气边界层动力学模式,简称中间模式,对人们从理论上认识大气边界层动力学过程的非线性特征具有重要意义。本文对目前最具代表性的几个中间边界层模型:地转动量近似边界层模型、Ekman动量近似边界层模型以及弱非线性边界层模型进行了总结和分析,阐述了Ekman层主要动力学特征。通过分析上述各模型的理论框架,揭示了各模型的物理意义及其在描述Ekman边界层基本动力特征上的优点和局限性,并指出尽管在细节定量描述上有差异,但各中间模型对Ekman层动力学特征的定性描述具有很好的一致性。对于这些Ekman边界层近似理论模型的进一步应用问题,主要回顾和总结了利用上述模型探讨地形边界层结构、大气锋生过程、低层锋面结构和环流以及边界层日变化、低空急流形成等动力学问题的研究,并对这些研究所揭示的Ekman层动力学特征及其对自由大气低层运动的影响进行了分析,结果表明,这些Ekman边界层近似模型可以较好地揭示大气边界层动力学特征,在大气边界层动力学及其与自由大气相互作用的研究上具有重要价值。另外,还对目前Ekman边界层理论研究中存在的问题进行了一些分析,提出了有待进一步研究的科学问题。     

Chebyshev逼近滤波器在位场分离中的应用

在对经典FIR数字滤波器的设计方法进行研究的基础上,提出了一种可以用于位场分离的基于Chebyshev最佳一致逼近原理的FIR滤波器的设计方法.在理论模型实验中,采用基于Hanning窗的低通滤波器计算出的区域异常最大误差为6.266×10-6 m/s2 ,均方差为2.115×10-6 m/s2 ,最大百分比误差为22.2%,而且计算点在±9 km以外的误差均大于10.1%.而利用最佳一致逼近原理分离出的区域场和局部场与理论异常值拟合得较好,曲线基本重合.分离出的区域异常最大误差为3.101×10-6 m/s2 ,均方差为0.989×10-6 m/s2 ,最大百分比误差仅在边部的几个数据上,为7.76%,其余各点的误差均小于4.1%.实例检验中将该方法用于孙吴-嘉荫剖面布格重力异常场的分离,分离出的区域场中局部场残留少,分离彻底,效果较为理想.     

单程波最优化可分近似偏移方法精度分析(英文)

单程波算子的可分近似形式是关于空间变量和波数变量的函数,这使得快速傅里叶变换的利用成为可能,从而极大提高了计算效率。从函数近似的角度来看,最优可分近似方法与其他几种可分近似方法一样都具有单程波算子可分表达的形式,但最优可分近似方法是其中唯一的函数整体近似的方法,这就造成了该方法在相位误差曲线、脉冲响应、模型偏移结果上表现出与其他可分近似方法不一样的特征:该方法精度较高,且随着阶数的增大,对速度变化的敏感度降低。     

双侧向电阻率测井反演算法研究

双侧向测井仪因其激励源的复杂性给其测量数据的反演带来了极大的困难．本文利用变形玻恩（Born）迭代法对轴对称二维非均匀介质中双侧向测井仪的位场数据进行了严格反演．在每一次迭代过程中采用了高效数值模式匹配的正演计算方法,它可半解析地求出反演中所需计算的格林（Green）函数及其偏导数,同时利用所推导出的位场非线性积分方程中积分运算的半解析形式,大大提高了计算效率和反演质量．通过反演实例表明,反演结果与电导率原状剖面吻合较好,并且受噪声影响较小．     

弹性波逆散射微扰论

本文将普遍声逆散射微扰论应用于弹性波层析成像问题,在Born变换下推出了以旋转角为补偿参数的各阶微扰重建公式,实现了对非均匀各向同性散射体内3个参数（质量密度ρ和两个Lamé系数λ,μ）的同时重建. 对于层析成像问题,在弹性波的传播过程中P波与SV波有耦合,但它们不会和SH波发生耦合,于是可以得到3个形式相对简单的标量方程. 在Born变换下,在散射波中引入微扰参数,将散射体的3个参数分别按该微扰参数展开,然后利用二维自由空间的Green函数分别得到散射的P波、SV波和SH波的积分表示. 最后,经一维傅氏变换后,得到Born变换下散射体3个参数的各阶微扰重建公式.     

Spectral and Multiscale Signal-to-Noise Thresholding of Spherical Vector Fields

The basic concepts of spectral and multiscale selective reconstruction of (geophysically relevant) vector fields on the sphere from error-affected data is outlined in detail. The reconstruction mechanism is formulated under the assumption that spectral as well as multiscale approximation is well-representable in terms of only a certain number of expansion coefficients at the various resolution levels. It is shown that spectral denoising by means of orthogonal expansions in terms of vector spherical harmonics reflects global a priori information of the noise (e.g., in form of a covariance tensor field), whereas multiscale signal-to-noise thresholding can be performed under locally dependent noise information within a multiresolution analysis in terms of spherical vector wavelets. An application of the multiscale formalism to Earth's magnetic field determination is presented.     

Characteristics of eigen-system for flexural gravity wave problems

For a class of boundary value problems associated with flexural gravity waves, characteristics of the eigen-system are analysed which are used to study the convergence of the expansion formulae in both cases of single and two layer fluids in water of finite and infinite depths. Using Green’s function technique, the spectral representations of the vertical eigenfunctions are obtained which are used along with the orthogonal mode-coupling relations to prove the convergence of the expansion formulae. Using the expansion formulae flexural gravity wave scattering due to multiple articulations in the presence of compression are investigated. The problem is studied in both the cases of single-layer and two-layer fluids in finite water depth. Effects of compressive force, stiffness of the connectors, length of the elastic plates and water depth, position of interface on wave scattering by articulated plates are studied by analysing the reflection and transmission coefficients. This procedure of proving the convergence of expansion formulae is independent of water depth. The concept and methodology for dealing with wave-structure interaction problems discussed here can be generalised to deal with problems of similar nature arising in the broad area of mathematical physics and engineering.