上海天文台第三代卫星激光测距系统

本文介绍了中国科学院上海天文台的第三代卫星激光测距系统的性能及三年来对LAGEOS,AJISAI和STARLETTE等卫星的实测结果.卫星轨道拟合和地面靶的测距试验均表明,本系统的卫星测距精度(均方差)约±5cm.     

卫星激光测距中激光脉冲波形变化的理论分析及数值计算

分析了激光测距中脉冲波形变化的物理过程,给出了该变化的数学描述,讨论了脉冲波形变化对卫星质心改正(CoM)和测距精度(RMS)的影响,并对上述变化和影响进行了数值计算.计算结果揭示了激光脉冲波形在各种因素影响下产生变化的规律性,这对于毫米级精度的卫星激光测距系统的设计具有实际意义.     

白天卫星激光测距系统的设计和实测结果

中国科学院上海天文台首次建立了一套白天卫星激光测距系统 .分析了白天强烈噪声的虚警概率和白天探测单光子激光回波的成功概率 ,详述了该系统的总体设计、性能参数、研制过程、采用的关键技术和卫星实测的结果 .     

伪随机序列

在数字通信、测距及跟踪系统中常用伪随机序列来调制信号(即将信号波形用此种序列编码),以达到提高可靠性和有效性或保密等目的.其重要的应用是在测距方面.据报导,早期曾用长度为2~(13)-1=8191的 m-序列于金星测距,在极低的信噪比情况下提取信号,达到极高的测量精度;但这是用长的积累时间换取到的.后来,为了能快速检测,有的深空测距系统用几个短 m-序列的 Boole 组合序列调制连续载波,从而大大缩减了积累时间.伪随机序列亦曾用于可由单人背负的便携式连续波 Doppler 雷达,供前沿侦察之用;在功率相当低的情况下,提供了清晰的距离与速度信息.本文将国外资料中有关伪随机序列的主要结果作一侧重于数学方法的介绍,主要参考资料列在后面.     

应用参数设计法改善轻触薄膜位置检查装置的测量精度

贴膜位置的偏移是轻触薄膜开关出现不良品的主要因素之一,位置偏移量的大小在很大程度上取决于用来检查贴膜位置偏移的位置测量装置的测量精度.通过参数设计的方法,系统分析影响位置测量装置测量精度的影响因素,依据L_(18)(2~1×3~7)正交表安排正交试验,将贴膜上20个金属弹片两两之间的距离作为信号因子,通过比例式校准模型分别计算每次试验的SN比和比例系数,分析最优的因子水平组合.研究表明,优化后的位置检查装置识别能力得到了明显的改善,最适合条件的位置检查装置具有更好的测量精确度.     

单次重复试验的三水平析因设计的分析

由于试验材料、费用和时间等条件的限制,仅有单次重复试验的三水平析因设计经常要应用在农业、工业和医学临床试验等领域。例如,在医学临床试验中,为找到影响治疗关节炎效果的重要因子和最佳治疗方案需要考虑2个三水平的因子:A(药物治疗)和B(运动治疗),由于只能找到9位病情相似的病人进行试验,故只能实施仅有单次重复试验的三水平析因设计3~2。不幸的是,交互作用A×B也可能存在,这样就没有剩余自由度用于估计误差的方差,从而通常的方差分析方法不再能用于数据分析。针对上述问题,本文提出了三个基于均方误差的检验统计量用于分析单次重复试验的三水平析因设计。通过实例表明用这些方法不仅能检验所考虑因子的主效应,而且还能同时检验交互效应。相应检验所用的一些常用临界值提供在附录中。并且,还通过大量的模拟研究对所提出的三个检验方法进行了比较。结果显示,T_~((3))检验在三个检验方法中具有最大的功效。     

国际地球自转联测期间由LAGEOS卫星求得的ERP序列

作为全球卫星激光测距资料的辅助分析中心之一,借助于上海天文台的SHOR-DE精密定轨程序,处理了国际地球自转主联测期间,LAGEOS卫星的全球激光测距数据。取得了如下的结果:(1)一个地球自转参数(ERP)的序列——ERP(SHA)85L01。它自1983年9月初起每隔五天给出了极移两分量x_p,y_p和日长变化D_R的一组解。其内符精度为:x_p——2.1mas,y_p——2.2mas,D_R——0.13ms。至于轨道拟合后观测的总体中误差等于14cm。(2)试验了用五天弧段同时检测极移变化率的能力,表明测定的实际误差是1mas/d。(3)探讨了极移序列的实际精度与内符精度之间的关系,求得两者之间的比例因子约为0.7—1.0。结论是利用LAGEOS卫星激光测距资料测定ERP的实际精度现巳接近10cm。当力学模型进一步完善,观测沿卫星轨道的分布更加均匀时,这个精度还可提高。     

亚太地区空间地球动力学研究计划(APSG)首期VLBI联测结果

1997年 1 0月中国科学院上海天文台与美国宇航局Goddard空间飞行中心(GSFC)成功组织实施了亚太地区空间地球动力学研究计划 (APSG)首期联测中的VLBI观测 .共 6个VLBI站参加 ,包括中国上海和乌鲁木齐站、美国阿拉斯加Gilcreek站和夏威夷Kokee站、日本鹿岛 (Kashima)站及澳大利亚塔斯玛尼亚的Hobart站 .各站之间的基线长度为 1 90 0～ 1 1 0 0 0km ,基线测量重复率约为 1 0× 1 0 ^-9.利用上述台站以往的VLBI观测 ,并结合全球VLBI观测数据进行了综合解算 ,获得了上述 6个VLBI站的基线变化率及台站的运动速率 .特别是检测到上海台和乌鲁木齐站相对于欧亚板块稳定区域分别存在向东 8mm/a和向北偏东 1 4mm/a的运动 ,这些结果直接验证了印度大陆的向北运动影响到了我国西北和东部地区的地壳运动.     

DMAIC流程在自动焊接质量改进中的应用

本文按照六西格玛DMIAC流程对A企业自动焊接质量进行改进.按照DMAIC流程对问题进行定义,明确改进目标。然后测定导致自动焊质量问题的可能原因,并对相关测量系统的能力进行评定和改进.在此基础上进一步分析导致质量问题的根本原因,并设计了一个2~((-2))试验方案,找出影响焊接缺陷的显著因素并进行优化,使得自动焊过程的缺陷水平降为DPHU低于0.05,超过了预期目标,成本节省显著。最后,为了保持改进成果,对过程建立了适当的在控制方法.     

利用SRD方法监测区域性地壳形变

介绍了一种同步测距差(SRD)的半动力、半几何的处理方法,以取代通常的卫星动力法,利用此方法,根据1985—1990年Lageos卫星的SLR资料,测定了位于著名的San Andreas断层两侧的Quincy和Mnpeak的SLR站间基线矢量的变化率,其结果为 dB_x=15.0±3.4(mm/a), dB_y=20.2±2.5(mm/a), dB_y=15.2±2.6(mm/a), dB=26.9±2.1(mm/a)。     

基于卫星无源探测的飞行器主动段轨道估计

首先提出了一种在双星无源飞行器主动段探测中,可同时估计双星测量的系统误差并给出目标预测轨道的方法.将卫星测量值误差在小角度条件下转化为卫星测量轴的偏转角,以双星逐点交汇定位法得出的轨道为基准估计系统误差,利用最小二乘思想将模型参数估计问题转化为优化问题,使用遗传算法对目标飞行器模型参数进行估计.而后讨论了一种通过加强模型约束,由单星无源探测估计目标轨道的方法.     

基于人工蜂群算法的非线性系统模型参数估计

将人工蜂群算法用于非线性系统模型的参数估计,通过对谷氨酸菌体生长模型的参数估计进行验证,并与人工神经网络、遗传算法和微粒群算法的优化结果进行了比较.仿真试验结果表明:人工蜂群算法对非线性系统模型的参数估计精度高于人工神经网络、遗传算法和微粒群算法的参数估计精度,为非线性系统模型参数估计提供了一种有效的途径.     

判别分析参量的优化选择及其应用

针对复杂地球物理数据集合,应用判别分析技术构建不同集合体识别函数时,需要优选出能敏感反映各类集合体特征的测量参量.声波、电阻率、自然伽马等地球物理测井项目对于岩层中的油、水性质反映能力各不相同,以卫星油田葡萄花油藏的20个油层、10个油水同层、15个水层为研究对象,依据构建集合内参量均匀度参数及集合间距离参数,优选出识别3类岩层的敏感测量项目,并依据这些参量建立贝叶斯判别函数,相对于所有测量参量均参与计算的情况,方法识别精度提高了9.7%.     

球状星团NGC6205的轨道研究

使用上海天文台佘山40 cm折射望远镜间隔73年拍摄的两期各3张球状星团NGC 6205底片,以5颗《Hipparcos星表》中恒星和38颗《Tycho-2星表》中恒星的位置和绝对自行为参考架,用中心重叠法进行天体测量归算,得到了这个星团中心附近70′×70′天区内264颗恒星的位置和绝对自行,并利用这些自行对成员概率进行估算,得到这个星团的赤经绝对自行为（1.49±0.36）mas·a^-1,赤纬绝对自行为（3.06±0.35）mas·a^-1.使用这组自行值,结合已知的NGC 6205的距离和视向速度,计算了这个星团在给定的银河系引力势中的运动轨道.     

基于时域误差限的大规模系统自适应模型降阶

为满足解大规模动态系统常微分方程组对精度和速度权衡的要求,提出了一种基于误差限的大规模系统自适应模型降阶方法,其中方法的误差分析基于时域最大误差限,降阶方法基于SVD-Krylov子空间的方法.方法既考虑了算法的复杂性,又保证了算法的精度.通过对典型实例分析,结果表明该方法在给定相对误差限10~(-4)下得出的降阶阶数在不同频率下都能给出很好的近似精度,低频1~10Hz平均相对误差为1.1812×10~(-5),高频1~10GHz平均相对误差为5.6408×10~(-5),即在很宽的频率范围内都能满足精度要求.     

用1颗或2颗GPS卫星确定低轨卫星初轨的算法研究 *

研究了用1颗或2颗GPS卫星进行低轨卫星初轨计算的问题 :给出了基于线性变换的初值计算方法 ;并以此为迭代起点 ,分别用割线法、Newton下降法以及同伦延拓法等综合算法解算非线性方程组 .计算机仿真结果证明 :整个算法能在较短时间内给出低轨卫星的初轨 ,并保证一定的精度 .     

一种基于序列图像的单镜头测距方法

针对于监视区域目标参数的测量问题,在考虑到被动式实时监控定位与便携性要求的前提下,提出了基于标定点的序列图像单镜头测距算法,并实现了核心测距算法.     

基于物联网的活动范围受限人员监管系统的研究

首先介绍了活动范围受限人员监管系统的需求和研究意义,之后给出了系统的总体架构.在此基础上,着重介绍了基于RSSI(Received Signal Strength Indication)的测距原理和高斯模型校验方法,以及利用陀螺仪传感器通过航位推测算法进行方位计算的思想与方法.系列测试和实验结果表明,采用的RSSI测距方法和航位推算方法设计的系统可以有效的应用于活动范围受限人员的监管.     

应用数学统计评价甲烷测量方法的准确度

采用5个浓度水平样品通过7家实验室进行协同评定试验,验证了甲烷分析方法的稳定性与准确性.由于个别实验室或数据可能与其他实验室或其他数据存在明显不一致从而影响统计处理,故应用数学统计法对这些数值进行了一致性和离群值检验,并应用柯克伦和格拉布斯法则对测量方法与结果的准确度进行了确定.统计结果表明,甲烷在204.0~99400μL/L浓度水平范围内,参与统计的各实验室所提供的测量结果全部被采纳,且气体浓度与标准差呈现指数函数关系.通过协同评定试验结果表明,CH4气体可以应用气相色谱直接注射进样和热导检测器联合检测,方法可靠.     

Riemannian流形中DE算法算子最优特征量的量子渐进估计

该文主要分析和探讨了差分进化算法(Differential Eveolutionary Algorithm,DE)在Riemannian流形中的几何关系,对P_(-ε)条件下Riemannian流形中的种群个体进行了收敛性分析,得到了迭代个体收敛精度与收敛速度的量子不确定渐进估计,如下式■其中,△_v~2为种群个体的速度分辨率,△_x_β~ε~2为种群个体带有误差的位置分辨率,(λ_ε)_i,i=1,2,…,n.从本质上说明了Riemannian流形中迭代个体的局部特征量是不能从收敛精度和收敛速度同时达到算法高效.