基于深度学习的重力梯度事后误差补偿方法

旋转式重力梯度仪动态测量的误差补偿是航空重力梯度测量的关键技术。因深度学习直接提取数据特征,有望补偿以往通过建模难以补偿的误差,从而进一步提高误差补偿效果,笔者提出了基于深度学习的航空重力梯度测量事后误差补偿方法,利用航空试验实测数据建立数据集,搭建并训练由梯度仪运动参数映射到梯度仪输出噪声的神经网络,利用该网络预测梯度仪输出噪声,以此对其他实测数据进行误差补偿。结果表明,利用深度学习预测的梯度仪输出噪声与实际输出噪声非常接近,补偿后梯度仪输出噪声下降超过一个数量级,补偿的误差水平与梯度仪样机指标接近。     

旋转加速度计重力梯度仪重力梯度信号仿真

在介绍旋转加速度计重力梯度仪仿真系统构成的基础上,依据旋转加速度计重力梯度仪测量原理,给出重力梯度信号仿真方法。信号仿真流程为:由计算机产生加速度计数字输出,经数模转换、模拟信号运算、放大、模数转换和数字解调,得到重力梯度数值。采用这种重力梯度信号仿真方法,可以详细研究旋转加速度计重力梯度仪的信号特征、参数调整、误差补偿以及信号处理方法,为重力梯度仪系统设计研发提供方法指导。     

航空重力梯度仪研究现状及发展趋势

简要介绍了重力梯度仪的发展历程,重点叙述了旋转加速度计航空重力梯度仪的工作原理及研发过程,系统调研了航空重力梯度仪的仪器现状,跟踪了航空重力梯度仪的研究动态.     

航空重力梯度试验标度场的建立方法研究

航空重力梯度测量受飞行区气流及飞机加速度等因素的影响,需要选择异常较弱的高度进行补偿飞行。为评价梯度仪测量效果和确定补偿飞行高度,需要建立相应高度的标准梯度场作为参考。笔者研究了利用地面重力数据通过曲面延拓和梯度转换建立标度场的方法,并开展了模型验证。利用该方法建立了吉林—黑龙江某航空重力梯度试验区在精度试验飞行高度和拟补偿飞行高度处的标度场,并确定了拟补偿飞行高度选取的可行性。此外,笔者还将延拓转换建立的重力梯度场和起伏地形正演场进行了比较。结果表明,两种方法建立的标度场均可用于梯度仪的测量精度评价和补偿飞行高度的选择。     

重力梯度仪用石英挠性加速度计伺服线路噪声分析

高分辨率加速度计是重力梯度测量的核心传感器,其中石英挠性加速度计是目前重力梯度测量中主要使用的加速度计,对其噪声性能有严格的要求。为此提出一种新型基于交流恒压激励的差分电容检测原理的石英挠性加速度计低噪声伺服前放电路,在此基础上,结合加速度计表体参数和伺服线路校正参数,研制出完整的伺服线路。在系统工作频率上对伺服系统带来的噪声影响做出定量分析,其对系统的总体噪声影响约为1.0×10-10g/槡Hz(0.5 Hz),可以满足10 E以上分辨率的重力梯度测量需要。     

移动平台全张量重力梯度数据的噪声抑制

全张量重力梯度仪器测量数据中包含了大量的白噪声和有色噪声。传统的数字滤波器只能滤除某一频段外的噪声,对于混叠在重力梯度有用信号频段范围内的有色噪声不能很好的对其进行分离。为了同时滤除白噪声和有色噪声,笔者利用卡尔曼滤波器采用增广矩阵法将全张量重力梯度数据中的有色噪声进行估计,在抑制白噪声的同时将有用信号和有色噪声分离,并利用数字滤波器与卡尔曼滤波器的优点,将其结合生了更好的滤波效果,得到了更高质量的梯度信号。通过模型试验验证了本方法对噪声的滤波能力,并满足高精度重力梯度数据处理要求。     

世界重力梯度仪的研究现状

在对地下结构的探测过程中,重力梯度仪器的研制及其科学的布设方式已经成了一个世界关注的研究课题。笔者介绍了目前世界上存在的基于扭矩和差分加速度计两种测量原理的重力梯度仪,并对其测量原理进行简要描述。然后对基于光学和原子干涉重力梯度测量仪器进行描述,最后介绍了作者提出的重力梯度测量光路,为自主研发绝对重力梯度仪提供技术参考。     

一种旋转加速度计重力梯度仪重力梯度解调方法

采用高密度光栅编码器获取圆盘当前状态下的角位置信息,利用圆盘角位置信息作为重力梯度解调基准信号的初始相位角,对重力梯度仪输出信号进行重力梯度解调,分别解调出在每个圆盘旋转角位置处的重力梯度信息,然后对每一圈解调出的重力梯度信息进行求均值,最后对解调出的两组重力梯度信息分别进行平滑滤波处理。通过重力梯度半物理仿真系统进行梯度解调实验测试,实验结果表明,采用这种梯度解调方法,可以进一步提高重力梯度解调精度,具有较高的工程实用性。     

重力和磁力勘探进入新时期

评论了航空重力测量和航空磁测观测技术,认为重力和磁力勘探进入一个新时期的标志是:航空矢量磁测、全张量磁力梯度测量、航空重力测量、重力梯度测量和无人飞行器地球物理探测。     

航空重力梯度测量飞行姿态影响及误差校正

在石油和金属矿勘探中,相对于重力异常数据,航空重力梯度数据含有更多的高频信号成分,能更好的描述小的异常特征。为了得到地下异常体的真实重力梯度数据,需要全张量梯度测量数据中有效地去除飞机自身梯度值的影响。针对这一影响,提出线性的校正方法。考虑飞行姿态的改变引起的空间坐标系的变化,在校正过程中给出旋转矩阵和张量转换矩阵来实现坐标系的统一。通过模型实验分析了自身梯度值随姿态角变化情况,用实际梯度数据计算证明了该方法能够减小几个E的姿态误差,有效提高数据的精度。     

吉林省桦甸市矿泉水成因分析

本文旨在通过对地质环境背景及矿泉水类型特征的初步分析,提出控制和影响矿泉水形成的主要因子为地质构造、火山活动及水文地球化学环境。     

边坡加固中预应力锚索失效机制与失效效应研究

预应力锚索已广泛应用于边坡加固工程中,由于其承受高拉应力作用,并长期埋置于潮湿的岩土环境中,在综合因素的作用下存在失效的可能性。结合实体工程中的大量监测数据,对预应力锚固系统长期稳定性的影响因素进行了深入分析,提出了预应力锚固系统的失效机制;为了分析锚索失效效应,确定合理的处理时机,分别进行了现场卸载试验及数值模拟,研究了单锚及群锚失效效应,提出了边坡局部失稳的判据,其结果可为类似工程提供借鉴。     

河南地质找矿中钻探工程问题研究

钻探工程在地球资源勘查、地球科学和环境研究中具有重要的作用和地位,其技术的发展和水平直接影响着地质找矿和科学研究的精度和效率。由于体制和环境等因素导致钻探效率低、效益差、事故多、技术发展缓慢等问题。结合河南钻探工程现状和问题进行了较为详细的分析研究,并就问题的解决提出了一些建议和模式。     

水资源管理制度超模博弈分析——以钱塘江与黑河为例

运用超模博弈理论,以流域水资源管理制度形成的角度来解释流域各区段水资源管理政策执行面临的外部环境约束与激励,并通过模型描述了水资源管理域与外部关联域之间的博弈关系。分析发现：超模结构在当前钱塘江与黑河流域的水资源博弈中发挥着重要影响。钱塘江流域水资源管理制度收益函数对水功能区治理变量和经济域治理变量有递增差异。黑河流域水资源管理制度收益函数对分水治理变量和社会域治理变量有递增差异。由于这种关联作用对各区段主体策略集的限制,流域间水资源管理制度逐渐异质化,各流域管理结构呈现出一定的区域特色。钱塘江流域水资源管理偏重于扁平化、职能化管理,黑河流域为科层结构下水资源的层级分配。并依据以上研究结论提出了制度建议。     

潘安湖区域发展演变特征及驱动因素研究

煤炭资源开采活动直接或间接影响城市的发展演变及其特征,明确其背后动因机制有利于城市的可持续发展.徐州市贾汪区原为重要的煤炭生产基地,潘安湖区域则为贾汪煤炭生产的主要区域.以潘安湖区域为研究对象,分析在煤炭开采活动影响下,其发展演变特征,并选取社会环境、经济发展、政策管控、资源环境为影响该区域发展演变的驱动力因子,运用主...     

水文序列小波分析中分解层数选择方法

小波分解层数的合理选择是水文序列小波分析结果的重要影响因素。在详细分析和定量描述不同类型噪声的能量分布规律的基础上,依据水文序列中确定成分和噪声成分的能量分布规律的差异,提出了一个小波分解层数选择方法。通过对不同类型模拟序列和不同特性实测水文序列进行分析,验证了所提方法的有效性和实用性。结果表明:序列组成、噪声含量等因素对小波分解层数的选择结果有较大影响,但噪声类型对小波分解层数选择结果影响较小;应用该方法确定小波分解层数的同时,还可以有效地识别和区分各层上是确定成分或是噪声成分,进而可为序列模拟预测提供依据。由于所提方法基于水文序列不同成分变化特性的差异建立,因此有较好的物理依据且分析结果合理可靠。     

武山铜矿岩溶塌陷规律分析及防治

武山铜矿岩溶地面塌陷主要影响因素包括岩溶地下水水位降落漏斗范围扩展,覆盖层岩性、厚度、构造及岩溶的发育程度等。对武山铜矿南矿带岩溶塌陷进行稳定性分区:南矿带基本稳定区(Ⅰ区);南矿带南部岩溶塌陷不稳定区(Ⅱ区);南矿带南部岩溶塌陷未来不稳定区(Ⅲ区)。提出从时空上及规模上对岩溶塌趋势进行预测预报;做好地面防渗透工作;合理开采,减少沉降等防治岩溶塌陷的对策和建议,对于该地区避免造成居民的生命和财产损失有重要指导意义。     

元宝山露天煤矿3~#排土场工程地质条件与稳定性分析预测

在分析矿区地形地貌、地层岩性、水文地质条件和影响排土场稳定因素的基础上,结合区内2#排场的监测资料,采用FLAC3D模拟软件和刚体极限平衡法中的毕肖普条分法,对排土场边坡变形、破坏的主要影响因素进行了分析,揭示了其滑坡机理;对3#排土场的稳定性做出预测,认为排土场边坡变形破坏模式是上部排弃物沿圆弧滑面剪切滑移与下部沿粉土、粉质粘土平面滑移的圆弧—平面组合滑移形式;基底土层的内摩擦角对排土场允许排高较为敏感,是决定允许排高的内在因素,基底粉质粘土的极限承载力是决定排土场允许排高的外在因素;基底土体极限承载力所决定的排土场的允许排高为90.60～91.60m。提出了填沟压脚、降低第一排台阶高度和基底排水等措施来满足排土场边坡稳定的要求。     

频率域偶层位方法在直升机磁测数据处理中的应用

由于航磁测量飞行高度数据精度低以及数据量大等原因,使得已有的一些曲面位场数据处理和转换方法很少用于实际生产中.因此,提出了频率域偶层位曲面位场数据处理和转换方法.该方法采用数据圆滑方法压制飞行高度数据的干扰,并成功地应用于湖北黄石直升机航磁测量的数据处理中.应用结果表明,曲面延拓到地表的磁场与地面磁测结果对应很好,而且曲面化极结果与已知地质体也有很好的对应,证实了频率域偶层位曲面位场数据处理和转换方法实用性强,可用于起伏测量条件下航磁数据的处理工作中.     

煤田构造研究——思路与方法

中国含煤岩系赋存状况的显著特点,是后期构造变形及其变形的时空差异性,造成这种特殊煤田地质条件的控制因素主要包括地球动力学环境、构造演化进程、深部构造与基底属性、构造应力场作用、煤系和上覆下伏岩性组合等五个方面。针对我国煤田构造的发育特点,提出了煤田构造研究的思路,总结了适用于煤田构造研究的技术手段及其主要用途。