国家科技基础性工作专项(2013FY110800)
- 作品数：14 被引量：40H指数：5
- 相关作者：柳建新崔益安朱肖雄严发宝佟铁钢更多>>
- 相关机构：中南大学山东大学威海分校山东大学更多>>
- 发文基金：国家科技基础性工作专项国家自然科学基金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：天文地球自动化与计算机技术建筑科学机械工程更多>>
- 暴雨型山体滑坡预警技术——电抗阈值法被引量：1
- 2013年
- 为了实现暴雨型山体滑坡的动态预警,基于已有的滑坡成果,在线性时不变理论的框架内探讨一种预警方法——电抗阈值法。基于地质体地电特性TD阻容模型,在外电场作用下将"滑带层"动态含水量Ws变换为反映大地系统传输函数的"滑带层"复阻抗特性Zs,实现对滑坡隐患体(以"滑带层"为主)动态含水量的间接监测;基于"莫尔库伦"破坏准则,通过对"滑带层"平均倾斜角α和现场静摩擦因数μ阈值的求证获得μ的动态阈值边界;基于模拟实验和理论分析,在时域系统中通过频谱变换将Ws、Zs和μ归一为因果系统函数,获得反映暴雨型山体滑坡的理论阈值区。模拟实验结果表明:在外电场激发下,"滑带层"动态含水量Ws与"滑带层"复阻抗Zs以及现场静摩擦因数μ具有鲜明的拟合性,且它们在时间域上均具有阈值特性。使用该方法能将不变系统内的多参数有效拟合,可以为暴雨型山体滑坡阈值报警技术的研究提供一种可探讨的新途径。
- 唐冬梅陈一平柳建新杨振
- 关键词：静摩擦因数
- 电磁法观测系统采样时钟不确定度及误差研究被引量：3
- 2017年
- 电磁法观测系统中,采样时钟质量直接影响高精度ADC的信噪比,而高精度ADC芯片的信噪比作为电磁法观测系统信号检测非常关键的指标,决定了获取数据的质量.采样时钟的时间抖动是时钟孔径不确定度产生的原因,导致电磁法观测系统中ADC数据转换的信噪比变差,严重影响电磁系统观测质量,为此提出了ADC采样时钟不确定度最大时间抖动的确定方法.该方法通过对ADC采样过程进行时域、频域分析,借助正弦波导数给出采样时钟孔径不确定度引起的采样数据误差数学描述,结合极大值法与ADC信噪比计算方法获取系统信噪比需求范围内的最差时钟孔径不确定度,进而计算出相应采样时钟的最大时间抖动误差.以地球物理仪器中常用的ADC芯片AD7760为例进行了相应的时钟抖动误差计算,确定时钟的孔径不确定度抖动时间.根据信噪比指标确定了时钟孔径不确定度后,采用压控恒温晶振跟踪GPS信号中的秒脉冲的方法,保证时钟抖动误差能够满足AD7760的要求,根据测试表明,在GPS失锁4 h内,时钟输出能够满足技术要求.
- 严发宝严发宝柳建新郑翾宇赵广东
- 关键词：时钟抖动FPGAPPS
- 高精度光学平台调焦控制系统被引量：1
- 2015年
- 针对经纬仪、量子通信望远镜等光电跟踪控制系统光学平台调焦的需要,在保证跟踪控制性能和可靠性的基础上,设计了一种低成本、小体积的高精度光学调焦控制系统,以先进精简指令集计算机处理器和现场可编程门阵列为核心组成比例-积分-微分光学控制平台来实现调焦控制。分析如何提升光学平台调焦精度,利用基于缓冲运放进行信号扩展的方法提升光学平台调焦控制反馈偏差信号精度,提出3种反馈信号补偿方法并进行对比和分析,选择等分中值补偿方法对电位器反馈信号进行补偿,在不影响调焦时间的基础上简化了软硬件设计,提升了调焦精度和效率,具有低功耗、实现简单、成本低、体积小等优点。在实验中,对获取的调焦图像采用主观分析和客观评价标准相结合的方法进行调焦效果验证,证明了该设计的优势。该设计已用于某光电跟踪探测项目,在1μm级调焦精度时全程调焦时间约为3s,反应快速,性能稳定可靠。
- 严发宝苏艳蕊杨洪柳建新
- 关键词：光电跟踪PID控制数据采集图像评价
- 基于粒子群优化的双频激电数据联合反演被引量：6
- 2013年
- 双频激电法是一种非常有效的探测极化目标体的勘探方法,可以同时观测获取视电阻率和极化率数据。为了提高双频激电观测数据解译的可靠性,利用粒子群优化算法对电阻率数据和极化率进行联合反演。在对异常目标体采用旋转椭球体进行几何近似模拟的基础上,基于Core-Core散射理论实现双频激电法的快速数值模拟计算,为粒子群优化联合反演提供正演基础。在对粒子群优化算法参数进行分析设定的基础上设计了联合反演算法,并采用加入不同程度噪声的模拟双频激电数据对算法进行了实验测试。测试结果表明:粒子群优化联合反演算法能有效实现电阻率与极化率数据的联合反演,具有很强的抗噪声能力,且算法收敛快、稳定性好。进一步的实测数据联合反演测试还表明:该算法具有较低的模型初始信息依赖性,在给定较大搜索空间的条件下仍能反演出较为满意的结果模型,具有较好的实用性。
- 崔益安李溪阳向恩明柳建新朱肖雄纪铜鑫佟铁钢
- 关键词：联合反演双频激电粒子群优化算法视电阻率极化率
- 用于电磁法观测系统开机自检的信号发生器实现方法被引量：1
- 2017年
- 针对电磁法观测系统在使用过程中的开机自检要求,分析常用测量系统及地球物理仪器的检测信号特征,通过对已有机制进行研究和对比,结合现有信号产生电路的优势,提出一种功耗低、精度高、设计简单的自检信号发生器实现方案.基于该方案设计了一套实现电路,其以CPLD为核心,由精密参考电压源、模拟开关及运算放大器等器件构成,并对该电路进行仿真与测试.通过系统稳定性分析,采用波特图与奈奎斯特图表明信号发生电路的稳定性符合设计要求.经仿真与测试,能够通过换挡开关产生幅值为20μV～2 V、频率范围在1 Hz～100 kHz的自检脉冲信号,频率稳定在1%,重复测试相位稳定度小于1.5%,幅值误差可以优化到1%以内,且能通过其稳定的谐波分量来获取该系统带宽更宽的通道测试响应.测试结果表明,该自检信号发生器电路实际功耗小于0.3 W,20μV～2 V幅值范围和1 Hz～100 kHz频率范围内性能指标的测量结果和仿真结果相符,并成功应用于某监控系统.利用该信号发生器电路实现自检具有操作方便、成本低、易于设计等优点,能够有效的弥补其它自检模式的缺陷.
- 严发宝严发宝柳建新韦艳刚郑翾宇
- 关键词：低功耗CPLD
- 便携式近地表频率域电磁法仪器研究现状与发展趋势被引量：8
- 2017年
- 本文介绍了便携式近地表FDEM(频率域电磁法)仪器的应用需求、构成原理与特点、研究现状及新技术动态,强调了可靠性在实际应用中的重要性,对仪器研制过程中涉及的硬件、软件与结构三个部分的可靠性问题进行了深入探讨,并分别给出相应的解决措施.分别讨论了以不断进步的嵌入式技术、模拟技术、并行处理技术、无线通信技术及分布式设计技术等为代表的新技术对便携式近地表FDEM仪器性能指标的影响,明确了从集成度、功耗、精度、处理能力等方面提升便携式近地表FDEM仪器的整体性能是未来发展的方向,以期早日使得具有中国自主知识产权的便携式近地表FDEM仪器实现产业化,为新丝绸之路发展做出贡献.采用新设计理念,结合有效的新技术将提高近地表FDEM电磁勘探仪器的综合指标.可以预见,便携式近地表FDEM仪器功耗性能将会堪比现有智能手机功耗性能,勘探深度范围更广,分辨率更高,体积更小,更加便于携带和使用.
- 柳建新严发宝严发宝曹创华
- 关键词：FPGA无线通信DSP
- 基于最小二乘正则化的自然电场场源反演成像被引量：3
- 2016年
- 自然电场对多种地下污染物敏感,开展相应的场源反演成像研究可帮助有效监测污染源活动.把目标区域内的多种自然电场场源进行统一处理,利用有限单元构建二维地电模型,实现自然电位正演的高精度计算.采用最小二乘正则化反演迭代,实现自然电场场源的二维反演.在设计二维自然电场场源反演算法的基础上,利用加入高斯噪声的合成模拟数据,对反演算法进行测试.测试结果表明:基于有限单元二维模型的最小二乘正则化反演算法能有效地实现对自然电场场源的反演成像,并能准确地确定自然电位异常源的位置和深度,且算法收敛快速稳定,具有一定的抗噪声能力.
- 朱肖雄崔益安陈志学
- 关键词：自然电场
- 基于自然电场传感器的地下污染监测被引量：2
- 2017年
- 垃圾填埋场以及尾砂库废液渗漏监测是预防其周边地下污染等问题的重要手段,本文提出一种利用观测自然电场来实现长期、自动、实时监测的方法。设计了具有无线通信功能的电场传感器作为传感器节点,将这些传感器节点布置到监测区域组成分布式传感器网络。传感器网络按预定程序自动周期性地采集监测区域自然电场数据,并实时发送到远程数据处理端。实验结果表明该方法能自动实时采集自然电场数据,并能及时观测到自然电场随时间的变化情况,从而高效实现废液渗漏等污染的监测。
- 吴超刘嘉文崔益安
- 关键词：自然电场法传感器网络污染监测
- 污染监测视电阻率快速三维反演成像被引量：3
- 2015年
- 利用模拟阻抗网络构建三维地电模型,方便快速正演计算。采用共轭梯度算法进行最小二乘反演迭代,迭代过程中不必完全计算灵敏度矩阵,大大节约了计算时间与存储空间,实现视电阻率监测数据的快速三维反演计算。在设计快速三维反演算法的基础上,利用模拟污染监测视电阻率数据对算法进行实验测试。测试结果表明:基于模拟阻抗网络模型的共轭梯度反演算法能有效实现对视电阻率数据的反演成像,算法收敛稳定,并且计算耗时少。进一步实验场地的实际监测数据反演测试还表明:该反演成像方法能有效反映追踪污染物质在地下介质中的扩散轨迹与具体影响范围,具有较好的实用性和时效性。
- 崔益安朱肖雄陈志学柳建新
- 关键词：三维反演视电阻率共轭梯度污染监测
- E-E_φ广域视电阻率定义的改进方法及场特性识别被引量：5
- 2013年
- 广域电磁法采用均匀大地表面水平电偶源的全区精确表达式定义广域视电阻率,与卡尼亚视电阻率相比,能更好地反映地电模型的电性特征。利用广域视电阻率定义方法定义了E Eφ方式的广域视电阻率、远区视电阻率及近区视电阻率,考虑观测方位角的影响,同时得出了E Eφ观测装置的装置系数和电磁响应函数。对3层介质的A型、Q型、K型和H型的一维正演计算分析表明:E Eφ观测装置的广域电磁法的观测方位角的影响相当于φ=90°时观测坐标系的旋转,通过适当的校正,任意φ角的测深曲线更能真实地反映地电断面随深度的客观变化,综合3种不同视电阻率的分析,能够较好地识别人工源频率域测深中电磁场不同的渐近特性。基于E Eφ方式的广域电磁法扩大了观测范围,具有更好的应用前景。
- 柳建新佟铁钢刘春明周文斌蒋奇云
- 关键词：广域电磁法视电阻率
