三维LTI射线追踪极小值方程的快速数值解法

线性走时插值（LTI）算法应用于三维射线追踪时,其向前处理过程中的极小值方程是超越方程,无法求出解析解.虽然可以采用网格剖分方式近似求解,网格剖分精度越大,计算结果越精确,但随着剖分精度的提高,向前处理的计算量会以N3的阶次增加,从而导致计算效率的降低.本文将最速下降法引入到LTI射线追踪算法的向前处理,提出了一种求解三维LTI超越方程的快速数值解法,该方法也不是一种精确求解方法,而是沿着负梯度方向不断逼近真实解.计算结果表明,该算法在兼顾射线追踪精度的同时能有效提高计算效率,计算速度快了3倍以上.     

网格尺度对走时层析成像结果的影响分析及对策

基于网格剖分的走时层析算法反演地下地质结构,在地震走时数据采集精度确定、炮点接收点固定的条件下,要选择一个适当的网格尺度.本文分析了不同网格尺度对层析结果精度的影响,网格尺度过大,走时层析算法不能准确反演地下地质结构;网格尺度过小,反演结果包含过多插值的结果,反演精度不高,且会增加工作量和研究时间,对层析成像无实际意义.因此选择合适的网格尺度对层析成像结果的精度和算法的计算效率都有意义.本文以实际地质勘探为例,根据炮点接收点的位置对走时层析成像的影响,选取走时层析成像算法的最佳网格尺度.     

变步长技术在电离层射线追踪中的应用

从射线的矢量微分方程出发,采用龙格－库塔方法求解射线参数方程,实现了电离层中的射线追踪。根据电子密度梯度的变化,相应地改变积分步长,即采取所谓的实时变步长技术,并以二维球面分层准抛物电子密度模型和赤道双峰模型为例,采用了变步长射线追踪技术,讨论了该方法在计算速度和精度方面对原有方法的改进,结果表明,采用变步长技术既能使计算快速进行,又保证了很好的精度。     

基于分支限界的关键路径求解算法

提出一种基于分支限界的关键路径求解算法,将电路拓扑结构表示成有向带权网（WOEN）,寻找汇点,使节点到汇点的最大路径时延为该节点分支限界的最小限值,剪去违反分支限界最小限值的局部非关键路径的连接边以化简WOEN.新算法采取节点最大时延链表的存储结构,使得WOEN的存储空间、关键路径计算空间以及计算结果的存储空间共享同一存储空间.算法用C语言实现,并在ISCAS标准电路上加以测试.结果表明：新算法比现有算法所需的存储空间更小,求解关键路径的速度更快.     

双向中继网络中基于压缩感知的稀疏信道估计

为提高双向中继网络中稀疏信道估计的精度并减少训练序列的长度, 利用双向中继信道(Two-way Relay Channel, TWRC)的潜在稀疏特性, 研究了基于压缩感知的稀疏TWRC估计问题, 提出了一种改进的正交匹配追踪(Improved Orthogonal Matching Pursuit, IOMP)算法. 新算法运用迭代重加权最小二乘估计代替了正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit, OMP)算法中的最小二乘估计过程, 通过对样本进行迭代重加权, 逐步减小了异常样本的影响, 不断地修正了估计值, 在使用相同长度的训练序列时, 提高了估计的精度. 与传统的最小二乘估计算法相比, 新算法能够在获得相同估计效果的情况下, 显著减少所需训练序列的长度. 仿真结果验证了基于新算法的稀疏TWRC估计的有效性.     

基于变分辨率栅格模型的启发式有向搜索最优路径算法

针对连续空间中无法直接采用图论方法进行路径分析的问题,提出了基于四叉树思想构建的变分辨栅格模型. 该模型不仅兼顾了地形表达精度与数据冗余度,而且避免了地物“边缘效应”的影响. 在模型基础上,设计了一种启发式有向搜索算法,该算法在搜索节点时,首先对相邻节点进行方向性选择,减少搜索空间,提高了算法的效率. 实验结果表明,提出的模型及算法不仅能够求得连续空间中的最优路径,而且具有较高的计算效率.     

三区分划射线追踪法研究及其应用

根据高频(HF)信道的特点和要求，对三区分划射线追踪法的精度进行了深入分析，结果表明三区分划射线追踪法可用于HF信道的模拟研究．提出并实现了利用三区分划射线追踪法替代Vogler法信道模拟中的射线参数理论求解部分，解决了Vogler方法在HF信道模拟应用中存在的适用范围窄等问题．通过与Vogler模拟方法的比较，散射函数的形状完全一样，而且可以得到利用Vogler方法无法确定的射线的入射角等有用信息，从而验证了本文方法的正确性和优越性．     

一种新的降低内容寻址网络节点间延迟的方法

为了降低内容寻址网络CAN（content-addressable network）节点间的延迟,建立了数学模型,引入求静态图最短路径的Dijkstra算法,并以重叠网络中的节点为图的顶点,相邻节点以边连接,相邻节点间的延迟为边的权值构建节点间的动态延迟图.本文的算法能在任意两个节点间的多条路径中找到一条延迟最小的路径.使用P2Psim对该方法和选择延迟最小的邻居节点作为下一跳的方法进行对比测试,结果表明本文的方法能更有效地降低CAN中节点间的延迟.     

点到代数曲线最短距离的细分算法

距离计算在计算机辅助几何设计与图形学领域有着广泛的应用.为了有效计算点到代数曲线的最短距离,提出了一种基于区间算术和区域细分的细分算法.利用四叉树数据结构对给定区域进行细分,用区间算术计算细分后所有像素点到给定点的距离区间,得到最小距离区间.该方法的优势在于在得到任意精度的点到代数曲线最短距离的同时,亦得到了该结果的最大误差限.为进一步提高速度,还对算法进行了改进.     

基于膜计算粒子群优化的FastSLAM算法改进

针对FastSLAM算法存在的粒子退化和粒子多样性缺失问题,提出了一种基于膜计算粒子群优化的FastSLAM算法.该算法将膜计算和粒子群优化算法相结合,利用膜计算的并行性、分布式的特点和粒子群优化算法的简单高效的优点,加速调整FastSLAM算法中粒子群的建议分布向全局最优解处收敛,在保证算法局部搜索精度的同时,扩大搜索范围,提高全局搜索的多样性,促使预测粒子更快的朝着真实的机器人位姿状态逼近,减缓粒子退化.最后利用MATLAB平台进行仿真实验.实验结果表明该算法提高了FastSLAM算法的定位精度,同时减少了系统运行时间,效率得到有效提高.