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BDS/GPS对流层延迟估计及其在基准站稳定性监测中的应用

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BDS/GPS对流层延迟估计及其在基准站稳定性监测中的应用

作者：何子晨西南交通大学

学位级别：硕士

随着我国综合国力的增强,现代化建设越来越快,各种工程项目拔地而起,对其进行安全监测成为一项必不可少的任务。工程量的不断增加使安全监测的任务也日益繁重,使传统监测手段面临一定的挑战。GNSS(Global Navigation Satellite System)... 详细信息

随着我国综合国力的增强,现代化建设越来越快,各种工程项目拔地而起,对其进行安全监测成为一项必不可少的任务。工程量的不断增加使安全监测的任务也日益繁重,使传统监测手段面临一定的挑战。GNSS(Global Navigation Satellite System)技术诞生以来,因其所具有的高精度、无需通视、全天候作业、易于自动化等优势,被广泛应用于变形监测领域。随着工程项目规模越来越大、所处环境越来越复杂,实际应用中的问题越来越多,对现有GNSS变形监测技术提出更高的要求。其中,基准站稳定性问题是整个监测系统的基础与关键。目前GNSS监测方案的基准站选址均靠近监测区域,当工程规模较大时,基准站稳定性容易受到监测区域的影响,造成监测结果不可靠。在此背景下,本文设计了远距离基准站辅助的变形监测方案,将部分基准站设立在远离测区、更加稳定的地点,以解决基准稳定性的问题。在黄丁发教授团队所研发的GNSS高精度自动化变形监测系统的基础上,增加了对流层延迟误差处理模块,使其具备200 km以内基线解算能力。本文主要研究内容如下:1.通过总结前人研究成果,确定解决此问题的关键在于对流层延迟误差的处理。比较了目前常用的对流层延迟估计方法,分析了其差异及适用性。结果表明:2小时参数间隔的对流层延迟解算策略可以较好反映对流层延迟变化情况;多参数方法与分段线性函数方法在实际应用中各有利弊,其中分段线性函数方法对先验信息较为敏感,约束不准会造成解算结果的偏差,此方法在观测数据质量较差时更加有效,但当观测数据质量较好时,采用多参数方法可更真实反映对流层变化情况。比较了BDS(BeiDou Navigation Satellite System)与GPS(Global Positioning System)的对流层延迟估计结果差异,BDS与GPS对流层延迟估计结果的差异在厘米级;2.通过实验比较分析了影响此系统200 km以内基线解算的主要因素,结果表明:星历精度对基线解算N方向有略微影响,不超过2 mm,广播星历结果与精密星历结果在E方向的差异可以忽略;观测时长会对解算精度造成影响,72小时观测相比24小时会使结果精度提升,但效果十分有限,在E方向提升不足1 mm,在N方向提升1mm左右,在U方向提升2 mm左右;对流层延迟估计方法仅对基线垂线方向结果有影响,为获得更可靠高程精度推荐在VDOP(Vertical Dilution of Precision)较好时使用多参数方法,在VDOP较差时使用分段线性函数方法;BDS与GPS的长基线解算结果较为一致,精度近似,多星座融合定位可提升高程方向精度达30%,对平面精度的提升帮助较小,可以忽略。这是由于多星座较单星座定位的VDOP改善较为明显,而HDOP(Horizontal Dilution of Precision)改善不明显所致。3.利用计算机编程技术实现GNSS对流层延迟误差处理模块,使新系统具备较长基线解算能力。测试系统长基线的解算精度,200 km长基线24小时解算基线重复性平面优于4 mm,高程优于8 mm,可用于部分工程的形变监测。针对近距离基准站稳定性问题,设计了一种GNSS远距离基准站辅助的变形监测方案,利用某大坝实测数据进行试验,验证此系统监测方案的可行性与有效性。试验结果表明:利用一段时间内的远距离基准站监测结果的基线重复性判断此段时间内近距离基准站稳定性的方案具有实际可行性,并以基线重复性作为多基准站融合定权时的依据,可有效改善结果准确性,与传统的未考虑基准稳定性的方案相比,监测结果与实际位移的一致性有明显提升,可以较好避免近距离基准站不稳定造成的不利影响。

关键词： GNSS 对流层延迟估计变形监测基准稳定性

交直流电场共同作用下棒板电极电晕起始特性研究

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交直流电场共同作用下棒板电极电晕起始特性研究

作者：何子晨华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

随着我国经济的高速发展,输电需求也日益增长。为了节约输电走廊,提出了输电线路多回直流输电线路同杆架设、交直流同杆架设和导线垂直排列等新的输电方式。这样无可避免的会带来新的电磁环境问题,在交直流叠加电场共同作用下,将很大程... 详细信息

随着我国经济的高速发展,输电需求也日益增长。为了节约输电走廊,提出了输电线路多回直流输电线路同杆架设、交直流同杆架设和导线垂直排列等新的输电方式。这样无可避免的会带来新的电磁环境问题,在交直流叠加电场共同作用下,将很大程度影响电极的电晕放电。研究交直流电场下的电极电晕起始特性对于提高输电线路建设的技术、经济与环境效益具有十分重要的意义。本文设计了电压、电晕电流四信号同步采集系统,用于测量交直流复合电场共同作用下系统起晕电压和电晕电流脉冲。其中起晕电压包括交流分量和直流分量,交流分量的确定基于电晕电流脉冲出现的时刻。综合分析了高电位和低电位两种电流采集方法的优劣,最终选用低电位测量搭建了基于棒板电极的交直流复合电晕实验平台,分析了不同电晕起始的判定方法,着重对比了广泛运用的紫外观测法和本文采用的电流脉冲法,确定了电流脉冲判断交直流系统电晕起始的可行性。根据棒电极发生电晕放电时的极性差异,分为正直流—交流、负直流—交流两种加压方式。分别改变了交直流占比、交直流加压位置、棒电极半径、电极间距进行实验。得到各种情况下的起晕电压和电晕电流脉冲变化。在起晕电压上,得到规律:正负极性起晕电压交流分量均随着直流分量的增加而减小,考虑交流分量与直流分量之和的复合起晕电压,在正极性下随着直流分量变化不明显,在负极性下的前半段相比正极性表现出强烈抑制特性,从两种极性电晕的粒子运动和电极表面反应的差异上做出了解释,认为负极性下积累更多的空间电荷,电极距离增加后这种现象更明显,增加棒电极半径则不明显,主要体现在曲线截距变化上。在电晕脉冲上,以其产生的时间间隔和脉冲簇数作为电晕起始时剧烈程度的标准,发现在负直流—交流中,交流分量占比大的情况下,电晕起始时放电的剧烈程度明显高于直流占比大的情况,随着直流占比增加,需要经历多个“状态”才能达到交流占主导时的剧烈程度。最后建立了交直流共同作用下电极的仿真模型,分析了电晕起始判据,计算了发生电晕时的电晕电流,分别得到了正直流-交流和负直流-交流下整个交流周期内的空间电荷分布以及电晕电流脉冲,分析了一个周期内空间电荷的积累作用,解释了负直流-交流下起晕电压较高的原因。

关键词：电晕放电交直流叠加电场电晕起始电压电晕起始电流

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基于编-解码结构的文本细粒度情感分析研究

基于编-解码结构的文本细粒度情感分析研究

作者：何梓晨南京信息工程大学

学位级别：硕士

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不同来源间充质干细胞对骨关节炎的治疗作用

不同来源间充质干细胞对骨关节炎的治疗作用

作者：何继晨安徽医科大学

学位级别：硕士

骨关节炎(Osteoarthritis,OA)是一种因内源性再生能力有限而无法有效治疗的退行性关节疾病,是中老年人常见的致残原因。随着人口老龄化现象的加剧,OA的发病率逐年增高,已经发展成为一个突出的社会问题。据预测,到2020年,美国25%的成年... 详细信息

骨关节炎(Osteoarthritis,OA)是一种因内源性再生能力有限而无法有效治疗的退行性关节疾病,是中老年人常见的致残原因。随着人口老龄化现象的加剧,OA的发病率逐年增高,已经发展成为一个突出的社会问题。据预测,到2020年,美国25%的成年人口将受到这一疾病的影响,OA给个人、家庭和社会带来了严重的负担。OA的病因和发病机制尚待阐明,临床治疗效果不好。一般认为软骨细胞,软骨下骨和细胞外基质合成和降解的失衡是导致OA发生的重要原因。目前临床上OA的治疗方法主要包括使用止痛药、非甾体抗炎药、关节损伤处添加润滑补充剂,以及在骨关节炎晚期运用关节置换外科手术等方法。然而这些方法只能减轻骨关节炎病人的疼痛和暂缓OA进程,并不能逆转因关节软骨不可逆退变而引起的OA病程。近年来,利用间充质干细胞(Mesenchymal stem cell,MSCs)对骨关节炎和其它关节病理过程中的关节软骨退化和损伤进行了大量的研究,取得了明显进展,具有较好的应用前景。MSCs具有较强的自我更新、增殖和多谱系分化能力,可以在体内诱导分化成软骨、成骨、脂肪等多种成体细胞,这为MSCs治疗OA提供了可能。人脐带源间充质干细胞(Human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells,hUC-MSCs)是MSCs的一种重要细胞来源,因其低免疫原性、强大的体外扩增能力并可以通过向软骨分化从而修复损伤的软骨组织而被大量研究。诱导多能干细胞来源的间充质干细胞(Pluripotent stem cell-derived mesenchymal stem cells,iPSC-MSCs)是一种新型干细胞,具有比传统干细胞具有更有效、更可靠的再生能力,并且可以通过诱导产生大量功能均一的MSCs。诱导多能干细胞提取物(Pluripotent stem cell-extract,iPSC-extract)是iPSC的细胞提取物,是将iPSC裂解后提纯的产物,包括外泌体及细胞内容物等。本研究通过建立大鼠实验性骨关节模型,比较不同来源间充质干细胞对骨关节炎的治疗作用并设置了剂量差异组。目的:通过手术法建立大鼠实验性骨关节炎模型,关节腔内注射hUC-MSCs、iPSC-MSCs和iPSC-extract,探讨不同来源MSCs对OA的治疗作用以及剂量差异性。方法:采用Hulth法建立大鼠OA模型,模型动物随机分为六组,分别为模型组、hUC-MSCs(2.0×10～6,5.0×10～6cell/ml)组、iPSC-MSCs(2.0×10～6cell/ml)组、iPSC提取物组(iPSC-extract,2.0×10～6cell/ml)、玻璃酸钠(HA,10 mg/ml)阳性对照组,每组10只,另设假手术组作为对照。造模12周后开始给药,除HA组需多次给药(每周一次,给药5次)外,其他各组均单次给药,每次每只动物在术侧关节腔注射50μl药物,假手术组和模型组同法给予生理盐水。给药5周后测量大鼠手术侧和非手术侧关节直径差值;X线检查手术侧关节腔结构,并进行Kellgren-Lawrence评分;手术显微镜观察手术侧股骨髁和胫骨平台关节面结构并进行Pelletier评分;HE染色法进行手术侧膝关节病理检查并按照Mankin评分标准评分;免疫组化法检测手术侧膝关节MMP-13、CollagenⅡ及ADAMTS-5表达情况;蛋白芯片法检测手术侧膝关节腔液中炎性因子表达。结果:1.不同来源MSCs对OA大鼠膝关节直径差值的影响处死大鼠后,用游标卡尺对大鼠手术侧和非手术侧膝关节直径进行测量。结果显示,与假手术组相比,模型组大鼠膝关节直径差值显著增高,提示OA模型诱导成功;与模型组相比,hUC-MSCs(2.0×10～6,5.0×10～6cell/50μl)及iPSC-MSCs(2.0×10～6cell/50μl)给药能够明显降低膝关节直径差值,iPSC-extract(2.0×10～6cell/50μl)组无统计学意义,给药各组间无差异性。2.不同来源MSCs对OA大鼠膝关节X线评分的影响处死大鼠前,用3%戊巴比妥钠麻醉大鼠后行X线检查。结果显示,与假手术组相比,模型组大鼠X线评分明显增高、关节严重度及严重度动物数量均显著升高;与模型组相比,iPSC-MSCs(2.0×10～6cell/50μl)给药可降低大鼠膝关节X线评分等级和严重度(3、4级)OA动物数量,改善关节腔结构、减少骨赘形成和骨质硬化作用,其他给药组在降低X线评分等级方面无显著差异。3.不同来源MSCs对OA大鼠膝关节Pelletier评分的影响处死大鼠后,解剖大鼠手术侧膝关节。结果显示,与假设手术组相比,模型组大鼠膝关节面Pelletier评分显著升高;与模型组相比,各给药组均可以明

关键词：骨关节炎人脐带源间充质干细胞诱导多能干细胞源间充质干细胞诱导型多能干细胞提取物软骨损伤

基于模糊自适应PID控制的四旋翼无人机飞控系统研究

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基于模糊自适应PID控制的四旋翼无人机飞控系统研究

作者：何乃晨河北工业大学

学位级别：硕士

近些年来,随着技术的发展和飞行控制系统的成熟,多旋翼无人机已经被越来越多的人所接受和喜爱。作为无人机大脑的飞行控制系统,其设计上最基础且最核心的问题是如何使无人机在空中更稳定的自主悬停,本文以四旋翼无人机为研究对象,设计... 详细信息

近些年来,随着技术的发展和飞行控制系统的成熟,多旋翼无人机已经被越来越多的人所接受和喜爱。作为无人机大脑的飞行控制系统,其设计上最基础且最核心的问题是如何使无人机在空中更稳定的自主悬停,本文以四旋翼无人机为研究对象,设计了基础飞控系统,并且对比了不同PID姿态控制方式对无人机的控制效果。首先,从四旋翼无人机垂直飞行、横滚飞行、俯仰飞行和偏航飞行的受力和运动分析入手,建立其数学模型,并通过MATLAB仿真验证了数学模型的正确性。规定了无人机控制系统的四个输入量,并结合数学模型分别获得相应控制通道的数学表达式,为整个无人机控制系统的设计、仿真和实验打下了基础。本文选择四元数用作描述四旋翼无人机姿态的载体,构建了四元数与空间坐标系中姿态欧拉角,即横滚角、俯仰角、偏航角的联系,通过四元数微分方程更新算法以实时掌握无人机的空中姿态,并将其用作后续姿态控制的输入量。完成上述工作之后,进而着手设计无人机姿态控制系统。大多数开源飞控在进行姿态控制时均采用经典PID控制方法,本文在构建了经典单回路与串级PID姿态控制系统的基础上,为了进一步增强飞行器的稳定性,引入了模糊自适应串级PID控制方式,目的是能够让飞控系统根据无人机实际飞行情况智能的改变PID参数来达到最优控制效果。随后通过MATLAB对三种PID控制方式下的无人机横滚角、俯仰角阶跃响应进行了仿真。同时提出了将模糊控制优化为模糊模型参考学习控制的可行性。随后,将姿态解算与姿态控制的原理性算法编写为软件程序,同时进行了飞控系统其他模块的软硬件设计,包括主控制器PWM信号捕获与输出、传感器通信模块、无线通信模块,并将上述模块结合成一个完整的基础飞控程序。最后,搭建了飞控测试板和无人机测试平台,对三种PID姿态控制方法进行了无人机机体回中特性、抗干扰特性等实机飞行试验,得出了基于模糊自适应PID的姿态控制方法可使无人机更加稳定的结论。

关键词：四旋翼无人机数学模型四元数模糊自适应PID MATLAB仿真

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基于关联规则的特征选择方法

红外与激光工程 2002年第6期31卷 504-507页

作者：何小晨徐守时中国科学技术大学电子工程与信息科学系安徽合肥230027

提出了一种基于关联规则的特征选择方法,在市场分析中,人们用关联规则来发掘大量数据集中项目之间的关系。关联规则的方法非常适用于图像分析中的特征选择,可以自动地选出可信度较高的特征。使用这一方法挑选合适的纹理特征用于图像分类... 详细信息

提出了一种基于关联规则的特征选择方法,在市场分析中,人们用关联规则来发掘大量数据集中项目之间的关系。关联规则的方法非常适用于图像分析中的特征选择,可以自动地选出可信度较高的特征。使用这一方法挑选合适的纹理特征用于图像分类,并对结果进行分析。

关键词：特征选择关联规则纹理特征监督分类数字图像处理

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模糊算子在遥感图像特征提取中的应用

红外与激光工程 2001年第4期30卷 183-185页

作者：何小晨徐守时谭勇中国科学技术大学电子工程与信息科学系安徽合肥230027

数据融合的概念应用在遥感图像的自动特征提取中 ,可以利用数据的互补和冗余来改善特征提取的性能。由于经典理论交集和并集的外延法不能得到满意的结果 (相应的算子过于严格或是过于宽松 ) ,对这两个具有对立特性的算子进行折衷 ,可以... 详细信息

数据融合的概念应用在遥感图像的自动特征提取中 ,可以利用数据的互补和冗余来改善特征提取的性能。由于经典理论交集和并集的外延法不能得到满意的结果 (相应的算子过于严格或是过于宽松 ) ,对这两个具有对立特性的算子进行折衷 ,可以得到较为满意的结果。运用上下文依赖模糊算子实现这种折衷 ,对其加权因子的构造提出了新的设想和算法。参照计算机模拟的结果。

关键词：模糊算子特征提取遥感图像