地震动非参数化谱反演可靠性分析

非参数化谱反演是研究地震动震源、传播路径及场地效应的关键技术,反演的可靠性对地震震源物理的准确认识及地震危险性的有效预测具有重要影响.?为分析震源和场地项权衡的约束条件、单步法/两步法的选择、震源参数估计等关键环节对反演可靠性的影响,以2016—2017年意大利中部地震序列的地震动谱反演为例,给出确保反演可靠性的合理建...     

GPS资料获取的四川地区应变率演化状态

为了研究汶川5·12地震事件对青藏高原东南缘及四川盆地的应力再分配作用及该区域现今的地震危险性,使用1997-2015年共计355个GPS站点观测资料获取了该区域1997-2008、2009-2011、2011-2013、2013-2015年共计4期独立的速度场,基于规则格网和张力样条插值方法计算了上述速度结果对应的面膨胀率、垂直轴旋转率及最大剪应变率.以2008年汶川Ms8.0级地震为主要节点,以芦山2013年Ms7.0级地震、康定2014年Ms6.3级地震为参考节点,分析了应变率场的时空演化过程及其与地震事件的潜在关联性.研究结果显示:随着汶川震后的时间推移,沿龙门山断裂的3种应变率分布均有减弱趋势,但至今仍未恢复至震前状态,说明该区域的震后回弹受下地壳黏弹性流变物质的弛豫影响较为显著;安宁河-则木河断裂及周边的面压缩率在汶川地震之后有增强趋势,该趋势可能与区域的地震危险性有所关联;安宁河-则木河断裂带及鲜水河断裂北段是未来一段时间该研究区域内应该持续关注的主要地震危险区.      

适用于公交营运监管的车辆组合定位技术研究 ——以上海市为例

公交行业营运监管对车辆定位可靠性要求较高。为解决现有GPS 技术存在的信号盲区问题,引入信标定位法（RFID 技术）,通过布设于首、末站点的RFID 基站采集车辆定位数据与运行途中的GPS位置数据相融合,实现车辆运行轨迹的量化理,准确判定和统计有效班次;引入航迹推算法（DR） 与GPS技术形成组合定位,当车辆GPS定位信号在中途站点区域短时间中断 时切换到航迹推算模式（DR）,利用里程计和角速度陀螺仪测量距离及方向,计算出车辆的到离站时间。在公交监管应用实例中,依托GPS / RFID组合定位技术获取的线路运能统计数据与运营企业上报的电子路单一致,验证了该组合模式的可靠性。对于GPS /DR 定位技术切换式组合模式,运用计算机仿真测算航迹推算法的定位偏差,仿真试验结果表明偏差值小于站点区域半径,符合中途站点车辆识别的要求。     

基于卡尔曼滤波的GPS/DR导航信息融合方法

为了有效地实现GPS/DR(Global Positioning System/Dead Reckoning)组合导航系统的信息融合,提高GPS/DR组合导航系统的精度和可靠性,分析了传统的利用全球定位系统(GPS)与航位推算系统(DR)跟踪车辆位置方法的特点,结合GPS和航位推算DR两种定位方式的优点,在车辆定位技术中采用GPS/DR组合定位技术,构建了基于卡尔曼滤波技术的自适应联合卡尔曼滤波器,使用Matlab软件工具进行了计算机仿真验证,从软件集成的角度探讨了GPS/DR组合定位技术的串口通信等关键技术的软件实现问题,给出了GPS单独导航、DR单独导航和GPS/DR组合导航三种工作状态下的位置误差。从对比中可以看出,组合系统能在任何情况下实现车辆的实时、可靠、准确的定位,定位误差最小,同时还可以减小甚至消除推算定位系统随时间积累的误差。     

用于超声检测的高速数据采集卡设计

采用高频设计技术,将来自超声传感器的高频信号经过高频放大、A/D转换、高速缓存等处理,然后通过PCI总线送入PC机中,解决了超声检测过程中高速大容量数据存储和传输的问题。该系统占用一个PCI插槽,采样频率最高可达105MHz,可满足绝大多数超声波检测数据实时采集的需要。     

基于交换式以太网的列车通信网络的交换机排队时延分析

传统列车通信网络的带宽难以满足现代列车数据传输的要求.本文提出了一种基于交换式以太网的列车通信网络解决方案,为了降低列车实时数据的传输时延,为交换机设计了具有优先级的队列调度策略,并采用G/D/1排队论分析了列车实时数据和非实时数据的排队时延,计算证实了该策略可以将实时数据在交换机的平均排队时延降低到70 μs以下.最后,通过网络仿真研究证实了实时周期数据的平均排队时延从无优先级时的91 μs降低到了有优先级时的61 μs.     

RTK技术在高速公路测量中的应用

RTK技术具有作业效率高、测量精度高、成本节约等诸多优点,现在,已经广泛应用于高速公路测量工作,其应用效果十分理想.笔者结合RTK技术在高速公路测量中的实际应用,简单谈谈RTK技术的应用流程及其应用优势等,以供同行交流. RTK技术是利用GPS卫星定位系统进行实时动态测量作业,它可以同时将参考测站与移动测的数据进行处理,通过GPS卫星及发射电台可以实现数据传输、数据解算,从而迅速的获得测点坐标信息,实时精确的获取测点的三维坐标.RTK技术科学技术及测量技术发展到一定高度的产物,是目前最先进的测量技术.     

亚米级定位的双模车载终端装置

BDS(Bei Dou Navigation Satellite System)是我国自主研制的新一代卫星定位系统,其应用技术对我国车辆定位产生重要影响.为了适应车辆对实时精确定位的迫切需求,提高基于BDS/GPS车辆定位系统精度及可靠性具有重大意义.本文设计了基于BDS/GPS的车载定位终端装置,该装置包括BDS/GPS定位模块、GPRS无线通讯模块、ARM9处理器,通过扩展卡尔曼滤波算法提高定位精度,实现亚米级(1米)定位,实验结果证明了该作品已基本满足要求.     

水平成层场地动力特性研究

为了探究地震波作用下水平成层场地的动力响应特征,设计并开展了水平成层场地的大型振动台模型试验,并基于希尔伯特-黄变换对水平成层场地在时域和频域的响应进行了研究.研究结果表明:地震波在水平成层场地内自下而上传播过程中被放大,场地表层碎石土层对地震波的放大效应强于下覆软岩层和硬岩层,碎石土层加速度放大系数达到5.94;地震波从硬岩层传入软岩层时,高频成分（27~40 Hz）被吸收,低频成分（0~22 Hz）被放大,地震波从软岩层传入碎石土层时,7~27 Hz频段进一步被放大,同时,碎石土层内的地震波表现出双卓越周期特性;反应谱峰值随着输入地震波幅值的增大而增大;软岩地层在反应谱周期T0.3 s部分表现出衰减效应,在周期T0.3 s 部分,自下而上3个地层的反应谱表现出放大效应;碎石土层/软岩层分界面对地震波能量具有一定的聚集和放大作用;软岩层/硬岩层分界面对地震波的能量仅仅表现为聚集作用;在碎石土层内,地震波的能量被放大,Hilbert能量谱由单峰发展为三峰,峰值在时间轴上向坐标轴正方向发散,在频率轴上由低频向高频移动.      

MA(q)模型参数的估计——一种混合相位子波反演算法

笔者在文中讨论了混合相位子波A的反演问题.利用高阶累积矩获得近似反子波B(0),再通过B(0)与地震记录S褶积生成数据S=B(0)*S,最后对模型S=C(0)*r采用统计递归算法SRA[14]得到介入子波C(0)=(C,C*).真实子波A的估计通过解方程C=B(0)*A得到.如果混合相位子波A的长度有限,我们的算法可获得相当满意的结果.     

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针对应用卡尔曼滤波器进行车辆GPS导航信号的动态滤波时难以建立精确的数学模型以及传统小波变换在实时性方面存在不足,提出了基于提升小波变换的GPS动态滤波新算法.该算法采用提升小波变换对车辆GPS导航信号进行分解;用3σ准则和多项式插值方法对各层提升小波变换系数进行粗差探测与数据修复;采用模平方软阈值去噪算法对各层提升小波变换系数进行去噪;最后进行提升小波逆变换,从而实现车辆GPS导航信号的动态滤波。仿真实验结果表明,该算法的导航定位精度优于卡尔曼滤波算法;虽然在导航定位精度方面稍比传统小波变换算法的性能高,但比传统小波变换算法速度快一倍;显然该算法对车辆GPS导航系统是有效的.     

GPS／DR／MM车辆组合导航定位系统研究

为了克服卫星信号盲区GPS定位间断或失效以及航位推算（DR）定位误差随时间积累等缺陷,设计了一种基于嵌入式系统的GPS／DR／MM车辆组合导航定位系统。通过Kalman滤波对多传感器信息进行最优估计,并应用地图匹配（MM）技术,以得到最佳定位信息。系统的各模块任务使用t~C／OS—II嵌入式操作系统统一调度。经测试,该系统能实现车辆的可靠、准确定位,并且能精确地在上位机的导航地图上实时显示出车辆当前的位置和其他状态信息。该组合导航定位技术在智能交通系统（ITS）领域具有较高的应用价值。     

基于道岔曲线信息的列车定位方法研究

在安全苛求的现代列车控制系统中,列车的实时定位是一个十分重要的环节. 传统的基于里程计的列车定位方法只能提供列车行驶的里程信息,在具有多条平行股道的铁路车站,传统的列车定位方法无法解决轨道占用识别的问题. 本文根据列车在铁路线路上运行的特点,提出了基于道岔曲线信息的列车定位方法,该方法利用GPS及惯性传感器辅助提取列车在道岔处的速度、加速度、角速度等运行特征,得到列车在道岔处的转弯半径、曲率变化及运行方向,并通过与车载地图数据库进行比较,实现准确的轨道占用识别及列车定位. 文中给出了采用传感器获取运行特征的方法以及实现道岔信息匹配的流程. 现场测试结果表明,在当前试验条件下,该方法已具备较强的轨道占用识别能力,能够在一定程度上提高列车定位的性能.     

实时分布式地图匹配系统的设计与实现

在智能交通系统的基础上,设计实现了基于实时浮动车数据的分布式地图匹配系统.分布式架构的应用旨在提高系统数据接收和处理的实时性.同时提出了一种基于道路网格和最短路径的快速地图匹配算法,通过网格划分确定候选路段,根据二次网格划分、GPS角度和数量对候选路段权重进行修正,并利用最短路径算法寻求最符合路径,在保证处理效率的同时匹配的精度也有所提升.仿真实验选用三台匹配处理节点,经验证,完成大连市1000辆出租车约130万个GPS点的地图匹配用时为1分37秒,算法的平均正确匹配率为93.3％.实验结果满足实际智能交通系统的基本要求.     

北京市浮动车交通状况信息实时计算系统

为应用于复杂城市路网的浮动车系统建设,提出了利用浮动车数据实时计算路网速度的系统建设流程,包括GPS数据接收、数据预处理、数据在电子路网底图上的匹配以及路段运行车速计算。并从数据过滤合理性、地图匹配效率、路网覆盖率及结果可信度等方面验证了该方法的可行性与实际效果。经验证,原始GPS数据经过预处理过滤后能显著提高点匹配率,而改进的路径匹配算法能使过滤后的数据达到95％左右的匹配率,基本覆盖大部分北京市快速路和主干路。     

A New GPS System for Continuous Deformation Monitoring

This paper presents a multi-antenna GPS based system developed for localcontinuous deformation monitoring. Due to a large number of points that needs to be monitored,the standard approaches of using permanent GPS receiver arrays will cause high cost. Iteventually becomes the limiting factor for large-scale use of GPS in these application areas.Multi-antenna GPS system allows a number of GPS antennas to be linked to one GPS receiverby a specially designed electronic component, i.e. the so-called GPS multi-antenna switch(GMS), The receiver takes data sequentially from each of the antennas attached to thereceiver. A distinctive advantage of the approach is that one GPS receiver can be used tomonitor more than one point. The cost per monitored point (i. e. the expenses of hardware)istherefore significantly reduced.     

A Model of Federated Evidence Fusion for Real-time Urban Traffic State Estimation

In order to make full use of heterogeneous multi-sensor data to serve urban intelligent transportation systems, a real-time urban traffic state fusion model was proposed, named federated evidence fusion model. The model improves conventional D-S evidence theory in temporal domain, such that it can satisfy the requirement of real-time processing and utilize traffic detection information more efficaciously. The model frame and computational procedures are given. In addition, a generalized reliability weight matrix of evidence is also presented to increase the accuracy of estimation. After that, a simulation test is presented to explain the advantage of the proposed method in comparison with conventional D-S evidence theory. Besides, the validity of the model is proven by the use of the data of loop detectors and GPS probe vehicles collected from an urban link in Shanghai. Results of the experiment show that the proposed approach can well embody and track traffic state at character level in real-time conditions.     

GPS非差精密解算软件PLAOD及其性能分析

PLAOD (precise location and orbit determination)是西南交通大学自主研发的GPS非差精密定位定轨软件.该软件目前能够处理GPS观测数据，具有高精度定位、大气反演和低轨卫星轨道确定功能.本文在介绍PLAOD相关理论的基础之上对其性能进行了分析.利用多组GPS观测数据进行测试，通过与IGS (international GNSS service)等相关机构精密产品对比，PLAOD具备如下性能：静态定位精度可达毫米级；动态定位精度可达厘米级；静态对流层天顶延迟的估计精度通常优于1 cm，动态对流层天顶延迟的估计精度在2 cm以内；电离层天顶延迟估计结果与IGS的IONEX (ionosphere exchange)产品具有较高的吻合度；与JPL (jet propulsion laboratory)提供的简化动力学低轨卫星轨道相比，几何法确定轨道的准确度可达厘米级.