多余观测数对方差分量估计结果的影响分析

通过模拟边角网实验数据,分析多余观测数对方差分量估计结果的影响,引入一种评定多余观测数对方差分量估计结果影响的参数k。结果表明,方差分量估计结果在一次解算中具有随机性,多余观测数越大,方位角和距离中误差的估值与模拟精度越接近;多余观测数越少,估计结果就越离散;多余观测数从13减少到5时,方位角观测值方差估值评定参数由0. 54附近变化到1. 41附近,距离观测值方差估值的评定参数由0. 58附近变化到1. 40附近,即随着多余观测数的减少,k值逐渐增大,k值较好地反映出多余观测数对方差分量估计结果的影响。     

高速铁路轨道基准网测量技术深化研究

研究目的:现行高速铁路轨道基准网采用人工整平对中、半盘位、多测回的测量方式,通过坐标转换获得基准点坐标,存在点位无法永久保存、测量及使用效率低、精度指标无法评定等问题。本文针对以上问题,对高速铁路轨道基准网(CPIV)测量技术进行深化研究,并对研究成果进行仿真实验和生产验证。研究结论:(1)研究设计的CPIV测量标志组件和布设方法,可实现强制对中和点位永久保存,并可在施工建设和运营维护两个阶段使用CPIV控制网,统一了无砟轨道施工和运营维护控制基准;(2)提出的CPIV自由设站边角交会测量方法,可实现自动测量并消除了对中误差的影响,测量精度、观测值的可靠性和测量效率显著提高;(3)构建的CPIV边角交会控制网,按Helmert方差分量估计确定两类观测值的权比关系,根据间接平差原理进行CPIV平面网严密平差和精度评定,数学模型理论严谨,成果可靠;(4)研究成果可应用于高速铁路板式无砟轨道精调作业控制,对城市轨道交通无砟轨道施工控制具有重要的参考价值和借鉴意义。     

基于空间自由设站连续传递法的地铁隧道控制测量新方法

针对目前地铁隧道地下导线网布设形式易受旁折光影响、控制点使用困难和横向贯通误差大等问题,提出一种基于空间自由设站连续传递法的地铁隧道控制测量新方法,将稳健抗差估计理论和方差分量估计理论综合用于设站点三维坐标复合迭代高精度定权,结合IGGIII权函数推导地铁隧道Helmert空间自由设站间接平差数学模型及其线性化误差方程的严密公式。地面1︰1模拟试验表明:所提方法的数学模型可以合理确定三类观测值的权比,同时能够抵抗导线点受施工环境影响所含的数据粗差对解算结果的影响;与全导线网、交叉导线网、棱形导线网对比,新方法横向贯通精度高、网形强度强,是一种更为有效实用的地铁隧道洞内控制测量方法,已在西安地铁6号线丈八四路站至丈八一路站区间隧道工程中推广应用。     

重复观测平差的一种新算法

计算单位权中误差,采用■是不严格的,因为它把V~TPV与V~TPV的平均值混为一谈。为此,有学者基于χ~2统计量,按每次平差所得的V~TPV计算单位权中误差,精度有所提高。但是,该方法没有研究该单位权中误差与传统方法单位权中误差的理论关系。提出了一种新方法,推导了新旧方法的理论关系,并给出了模拟算例。结果表明:新方法的单位权方差是无偏估计,新旧方法单位权中误差近似相等(但含义不一致,数字近似相等),新方法单位权方差的方差大约是旧方法的1/m,故新方法更有利于单位权中误差或方差的准确计算;新方法未知数X的估值是无偏估计,新方法未知数X方差阵与旧方法近似相等,且新方法未知数X的相关计算等于或优于旧方法;模拟算例验证了新方法的可行性和有效性。     

基于铁道OFDM系统的信道估计改进算法的研究

针对铁路通信系统,在深入研究信道估计方法的基础上,从提高导频子信道估计精度与提高数据子信道估计精度2个方面,提出一种改进型的信道估计算法。在提高导频子信道估计精度方面,利用降噪的处理来解决,在提高数据子信道估计精度方面,利用非线性内插来解决,这样使得所提出的方法具有低的计算复杂度和高的估计精度,改进算法经计算机仿真后证明其有效性,也为今后OFDM信道估计的进一步研究开拓思路。     

三种非赫兹滚动接触模型的对比研究

在轮轨损伤计算中,为了提高轮轨滚动接触解的求解效率与精度,常采用简化的非赫兹滚动接触模型.然而,此类模型的精度及适用性仍未得到充分的验证.以我国高速铁路常见的两种标准车轮型面(LMA和S1002CN)与标准CHN60钢轨的匹配状态为例,采用三种典型的非赫兹滚动接触简化模型(KP、STRIPES和ANALYN)进行模拟,...     

一种基于BM3D的接触网图像自适应去噪新方法

为了更好地检测和识别接触网图像,首先要降低图像中的噪声。目前,BM3D是针对高斯等多种噪声降噪性能较好的算法,但它自身也存在一些不足,为此,本文提出一种基于BM3D的自适应去噪新方法(简称ABM3D)。该方法在假设噪声方差未知的前提下,无需人为设定滤波阈值,通过自适应估算较为准确的阈值,实现二维和三维DCT变换域的自适应滤波,得到基础估计图像,利用估算的阈值计算出较为准确的噪声方差,实现联合维纳滤波得到最终估计图像,同时简化了参数设置,尤其是对降噪效果影响较大的参数。实验结果表明:本文提出的算法是有效的,即使在噪声强度非常高的情况下,利用其得到的降噪图像也能较好地保留边缘等细节信息,更具有实用价值。     

MIMO-OFDM系统中的信道估计算法设计

MIMO-OFDM信道估计算法中,基于相位偏移导频结构的时域最小二乘算法,具有实现过程简便、精度高等特点,但是该算法需要通过复数计算完成。为了降低计算量、节省系统存储空间,对算法进行了两方面的改进:①提出一种由实数构成的新的导频结构;②根据新的导频结构,利用离散哈特莱变换提出新的信道估计算法。由于采用了离散哈特莱变换,算法只需要通过实数计算完成,能够有效降低计算复杂度。与通过复数计算的结果相比,算法没有造成计算精度的下降。采用Matlab软件进行仿真,验证了该导频结构和算法的有效性及可靠性。     

摆式列车线路检测信号的动态自适应滤波研究

为提高摆式列车检测系统的精度,针对传统数字滤波器的不足,将非平稳随机信号时变模型参数的自适应估计与普通卡尔曼滤波算法相结合,提出一种能有效消除或削弱测量信号中高斯白噪声的卡尔曼动态自适应滤波方法及数学模型。实时建模精度是实现卡尔曼动态滤波的关键。通过对具有不同遗忘因子的递推最小二乘算法的分析和比较,结果表明,带自适应遗忘因子的递推最小二乘算法(RLSAF)由于其遗忘因子能根据信号本身的统计特性的变化自适应地进行调整,因而对非平稳随机信号具有很强的跟踪性能。采用基于RL-SAF算法的卡尔曼动态自适应滤波方法,能实现摆式列车线路检测信号(陀螺仪角速率信号)的有效滤波。     

星间单差GPS实时精密卫星钟差估计及精度分析

GPS实时精密卫星钟差是实现实时精密单点定位(RT-PPP)技术的关键,国际GNSS服务组织(IGS)提供的超快速(Ultra-Rapid)实时预报卫星钟差的精度(3ns)较差,不能满足RT-PPP的精度要求。首先利用GNSS区域参考站网数据,建立基于星间单差的观测模型,对GPS卫星钟差进行实时解算,并对钟差解算精度及影响因素进行分析;将解算的GPS卫星钟差用于不同站点的RT-PPP中,对定位结果进行精度分析。分析结果表明,实时解算的GPS卫星钟差的标准差均在0.16 ns以内。从定位结果来看,随着PPP站点与钟差估计区域参考站网距离的增加,其定位精度并没有明显降低,各站点的水平分量精度优于6 cm,高程分量精度优于7 cm,可满足厘米级精度实时精密单点定位的应用要求。     

斜拉桥斜拉索有限元模拟方法的比较

模拟斜拉索的单元主要有Ernst公式修正弹性模量的杆单元和悬链线单元.后者是非线性单元,比前者计算精度更高,但计算效率稍低.为了能够兼顾精度和效率,以浩吉(浩勒报吉—吉安)铁路洞庭湖特大桥主桥为对象建立有限元模型,对比分析2种单元的内力、刚度和不同工况的计算结果.结果表明:斜拉索应力越小,索越长,2种单元的张拉力角度越...     

轨道动力学层状梁模型与算法中的几个问题

研究目的:轨道结构层状梁模型由于模型简单,被广泛应用于轨道动力学及车辆-轨道耦合系统动力学分析中。简化的轨道结构层状梁模型能否反映半无限空间上实际轨道结构的变形规律和动态特性,运用轨道结构层状梁模型得到的车辆和轨道结构动力响应精度如何,这些问题还未见系统研究。本文通过建立车辆-轨道结构层状梁非线性耦合系统动力学模型,构建运用交叉迭代法分别独立求解车辆和轨道结构动力学方程的显示算法,对比分析轨道结构层状梁模型与轨道结构三维块体单元模型的计算结果,以及轨道结构层状梁模型与轨道结构半无限空间模型计算结果的差异,分析轨道结构层状梁模型在车辆-轨道耦合系统动力学分析中的适应性。同时,还对比分析交叉迭代法与传统的耦合方程算法在求解车辆-轨道耦合系统动力响应时的计算效率、计算精度和算法特点。研究结论:(1)采用层状梁轨道模型模拟轨道结构是可行的,计算结果具有良好的精度,能够满足工程问题的分析要求;(2)交叉迭代法相对于传统的耦合方程算法计算效率更高,精度更好,用时更省,程序设计更容易,不仅适用轮轨线性接触分析,而且适用轮轨非线性接触分析;(3)通过引入松弛因子对轮轨接触力进行修正,可加快交叉迭代算法...     

GPS偏心分量的测量方法研究

通过对航摄仪系统在飞机上安装位置的分析,提出一种基于空间解析几何原理来计算GPS偏心分量的新方法。与传统测量方法相比,这种方法在减少和简化测量工序、提高工作效率及精度等方面都具有显著优点,能够满足航摄规范对航摄仪安装过程中GPS偏心分量量测精度的要求。     

基于改进灰色GM(1,1)模型的高速公路路基沉降预测

有效预测高速公路路基沉降的发展趋势,可以提高道路维修效率,降低事故发生率。根据路基沉降影响因素和特性,提出一种改进的GM(1,1)预测测算法。采用自动寻优定权的方法优化传统GM(1,1)模型的背景值,采用最小二乘法优化初值,有效克服背景值与初值选择的盲目性,并能保证较高的精度。分别对长湘高速某段和垄茶高速某段路基沉降进行预测试验,本文算法预测误差均值分别为2.12%和1.38%,方差比为0.137和0.146,精度等级达到一级。     

高速铁路轨道基准网平面网构网测量及严密平差方法研究

介绍了高速铁路轨道基准网平面网所采用的德国测量及其相应的数据处理方法,并指出了其存在的不足之处;在此基础上,提出了测量效率更高、平差过程严谨、能够进行精度评定的构网法测量及其严密平差方法;对提出的新方法进行了相邻点相对点位精度估算,并且在模拟轨道基准网上分别对2种方法进行了对比观测实验.理论研究和对比分析后认为构网法可以用于轨道基准网平面网的测量及其严密平差计算,而且具有多方面优势,可供有关部门参照和使用.     

接触网空间相关随机风场的模拟研究

针对接触网的结构特点,在不降低精度的前提下,对风速相干函数及功率谱密度函数进行了适当简化,提出了基于多变量谐波合成法的接触网随机脉动风速场的模拟模型。该模型采用了适合接触网脉动风场计算的沿高度不变的Davenport谱,考虑了紊流风速在不同节点的相关关系,同时引入了水平风速的相位差;利用FFT(the fast Fourier transform technique)技术来代替谐波叠加的算法提高了谐波项合成效率。最后,应用该方法模拟了新疆兰新线百里风区接触网的随机风场。计算结果表明,互功谱密度函数、互相关函数与目标结果非常吻合,说明所提出的模型可以准确地模拟出适合接触网结构的随机脉动风场。     

城轨列车在车站停车误差估计模型与在线学习算法的研究

根据城轨列车制动特性,对列车运动方程做2项简化。一是忽略空气阻力和坡度的影响;二是分别假设制动力传递有延时及减速度不变或减速度是初始速度的线性函数。由此推导出2个简化的列车停车误差估计模型和模型参数之间的线性关系函数式,并给出模型参数在线学习算法,以克服停车过程中的各种非线性因素的影响,提高停车精度。根据统计学原理,采用5个评价指标对模型的性能进行评价,采用停车误差估计判断停车精度是否满足停车可靠性的要求。利用实测停车数据对模型和在线学习算法进行验证和比较。结果表明:提出的简化模型和在线学习算法,能有效降低停车误差,并纠正误差分布的有偏性;停车误差在大于99.5%的情况下满足30cm停车精度的可靠性要求;模型1的效果比模型2略好。     

城际铁路连续梁桥抗震计算方法对比分析

研究目的:城际铁路桥梁在多遇和罕遇地震作用下的设计检算方法选择,对于桥梁结构的安全性具有重要作用。为深入研究城际铁路连续梁桥的不同抗震计算方法的特点,并确定在不同计算阶段的方法采用,本文以大连市金州新区至普湾新区的一座城际铁路预应力混凝土连续梁为例,首先介绍铁路规范简化算法、反应谱法和弹性、弹塑性时程分析法的计算流程,然后运用三种方法分别对该连续梁桥进行多遇地震和罕遇地震作用下响应分析,并进一步采用简化算法和弹塑性时程分析法计算罕遇地震下的延性系数,对比三种方法的墩顶位移、墩底弯矩和墩底剪力的计算结果。研究结论:(1)对于连续梁桥,多遇纵向地震计算采用三种方法差异不大;(2)多遇横向地震计算应采用反应谱法或时程分析法,采用简化算法偏危险;(3)罕遇地震作用计算应采用弹塑性时程分析法,更为经济合理;(4)罕见地震作用计算采用简化算法或反应谱法结果失真,会严重放大墩底弯矩,增加配筋量;(5)本研究成果在铁路连续梁桥的抗震设计领域具有一定的指导和借鉴意义。     

盾构隧道地层抗力系数的修正计算方法研究

研究目的:地层抗力系数的合理取值对于盾构隧道管片衬砌结构的设计的合理性、安全性至关重要。鉴于此,本文从既有的盾构隧道地层抗力计算方法出发,通过引入荷载修正和断面不同位置修正的系数ξ,考虑地层中隧道结构与地层的相互作用,推导出基于简化二向不等地应力场假定的地层抗力系数的修正计算公式,并与既有地层抗力系数的计算方法及现场实测数据进行对比分析,对该修正计算方法进行验证。研究结论:(1)采用本文得到的地层抗力系数修正计算方法与Muir Wood方法、Plizzari-Tiberti方法等三种地层抗力理论算法下管片衬砌结构受力分布规律基本相同,但内力的量值有所差异;(2)三种算法下最大正负弯矩对应轴力均与现场实测结果相差不大,采用本文方法管片结构弯矩偏差明显小于其他两种方法;(3)本研究成果可为盾构隧道结构分析中地层抗力系数的合理取值提供有益参考。     

p型自适应有限元法及其在机车车辆强度分析中的应用

着重介绍了P型向适应有限元法的基本概念、典型算法、单元形函数特点及误差估计方法．并利用ANSYS软件提供的p单元对机车从动车轮的静强度进行了自适应分析：计算结果表明,利用该方法可提高分析效率,得到精度可靠的分析结果。