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高速相干频分复用无源光网络系统辅助管理和控制信道传输与性能研究

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光学学报 2024年

作者：申王伟王佳叶李国强邢思哲颜安李忠亚施剑阳迟楠张俊文复旦大学信息科学与工程学院电磁波信息科学教育部重点实验室

为了在保持帧结构完整性的同时，低代价地传输管理和控制信号，提出面向高速频分复用相干无源光网络(FDM-CPON)的两种传输管理和控制信号传输机制，即数字端辅助管理和控制信道(AMCC)和数据通道的相加和相乘两种方案。通过将AMCC传输的... 详细信息

为了在保持帧结构完整性的同时，低代价地传输管理和控制信号，提出面向高速频分复用相干无源光网络(FDM-CPON)的两种传输管理和控制信号传输机制，即数字端辅助管理和控制信道(AMCC)和数据通道的相加和相乘两种方案。通过将AMCC传输的通断键控(OOK)信号映射为数据通道信号幅值的变化，完成数据通道信号幅值再调制，成功将AMCC与数据通道相结合，实现了管理和控制信号与数据通道信号的同步传输。在基于16QAM传输20km光纤的200Gbps FDM-CPON系统中，实验结果表明，在AMCC的带宽和调制因子(MI)相同时，乘性AMCC对于信号性能的影响更小，自身传输信号的质量也更高。在AMCC的MI为26.1%，带宽为24.4MHz时，乘性AMCC对信号灵敏度的影响比加性AMCC小3dB。以上研究为未来高速相干频分复用无源光网络AMCC传输与系统设计提供重要参考。

关键词：相干无源光网络相干光通信光纤通信频分复用辅助管理和控制信道

一种灰色关联分析优化ICEEMDAN的VP倾斜仪信号降噪模型

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大地测量与地球动力学 2024年第6期44卷 654-660页

作者：庞聪孙海洋刘天龙姚瑶李忠亚马武刚中国地震局地震研究所武汉市430071 武汉引力与固体潮国家野外科学观测研究站武汉市430071 甘肃省地震局陇南地震监测中心站甘肃省陇南市746000 辽宁省地震局沈阳市110031

VP倾斜仪固体潮信号受仪器监测复杂环境限制,多含有大量环境噪声。为获得真实固体潮曲线,提出一种基于灰色关联分析优化改进的自适应噪声完备集合经验模态分解(ICEEMDAN)VP倾斜仪信号降噪模型(GRA-ICEEMDAN)。该方法首先将含噪信号进行I... 详细信息

VP倾斜仪固体潮信号受仪器监测复杂环境限制,多含有大量环境噪声。为获得真实固体潮曲线,提出一种基于灰色关联分析优化改进的自适应噪声完备集合经验模态分解(ICEEMDAN)VP倾斜仪信号降噪模型(GRA-ICEEMDAN)。该方法首先将含噪信号进行ICCEMDAN处理,得到若干个固有模态函数(IMF),并依次排列与标记;然后基于这些IMF分别计算相关系数、互信息、R^(2)、Adj-R^(2)、MSE、SSE、RMSE、MAE、MAPE、样本熵等10个评价指标值,构建IMF可信度评价指标矩阵;最后借助灰色关联分析(GRA)计算各评价指标与不同IMF之间的关联系数和关联度,依据关联度大小对各个IMF进行排序,将排名靠前的IMF进行线性重构,即可完成信号降噪。仿真去噪实验和实测去噪实验均表明,GRA-ICEEMDAN模型优于卡尔曼滤波、70阶低通FIR滤波、Savitzky-Golay等经典降噪模型,能显著区分噪声成分和有效成分,原始信号分解后的重构误差与信号损失极小,可推广至其他仪器的复杂信号降噪中。

关键词： VP倾斜仪信号降噪改进的自适应噪声完备集合经验模态分解灰色关联分析固有模态函数样本熵互信息

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青藏高原及周边区域岩石圈重力势能及其产生的偏应力场

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地球物理学报 2022年第4期65卷 1214-1228页

作者：李忠亚胡敏章王勇汪健申重阳李辉中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室武汉430077 中国科学院大学北京100049 中国地震局地震研究所中国地震局地震大地测量重点实验室武汉430071 引力与固体潮国家野外观测研究站武汉430071 湖北省地震局武汉430071

岩石圈质量横向分布不均匀深刻影响青藏高原及周边区域构造应力场分布样式和构造形变特征.本文采用Crust 1.0地壳模型数据,并在此基础上分别采用艾里均衡和普拉特均衡两种均衡模式对地幔数据进行约束,计算了青藏高原及邻区重力势能.采... 详细信息

岩石圈质量横向分布不均匀深刻影响青藏高原及周边区域构造应力场分布样式和构造形变特征.本文采用Crust 1.0地壳模型数据,并在此基础上分别采用艾里均衡和普拉特均衡两种均衡模式对地幔数据进行约束,计算了青藏高原及邻区重力势能.采用有限元方法求解了青藏高原及周缘重力势能差产生的偏应力场,结果显示高重力势能产生应力样式以张裂为主,反之低重力势能产生应力样式则以压缩为主,偏应力数值大小主要集中在10~30 MPa.将重力势能差产生的偏应力和现今GNSS应变进行比较发现,在重力势能横向变化幅度大的区域,如青藏高原内部柴达木盆地和川滇块体中南部,高原周边的塔里木块体西北部、阿拉善块体南部、鄂尔多斯块体西部、华南块体西北部和印度板块北部,偏应力和GNSS应变的压缩张裂分布样式和主轴方向符合较好,两者相关性强.这些结果表明板块运动驱动力在远离欧亚板块边界的青藏高原北部和东部边缘以重力势能的形式影响其构造形变,而在喜马拉雅地区,重力势能差与印度板块俯冲两种机制作用方向相反.

关键词：重力势能地球重力场与构造应力场青藏高原 GNSS应变率

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云南区域重力基准统一对重力场变化速率的影响

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华中科技大学学报（自然科学版） 2022年第9期50卷 56-61页

作者：张新林汪健李忠亚王嘉沛胡敏章中国地震局地震研究所湖北武汉430071

绝对重力仪在长期使用过程中,同一台仪器完成的多期观测数据,会因为激光波长和原子钟频率波动等自身因素导致的性能改变,造成观测数据出现轻微偏差;此外,同一测点各期使用不同仪器测量,不同仪器之间的互差也会导致多期观测数据之间存在... 详细信息

绝对重力仪在长期使用过程中,同一台仪器完成的多期观测数据,会因为激光波长和原子钟频率波动等自身因素导致的性能改变,造成观测数据出现轻微偏差;此外,同一测点各期使用不同仪器测量,不同仪器之间的互差也会导致多期观测数据之间存在一定程度偏差,当后期计算重力变化趋势时,必须通过统一重力基准处理,将这种因测量仪器性能改变引起的基准偏差予以剔除.通过对2010至2020年云南区域内的陆态网络9个重力基准点的历期绝对重力观测数据分析,提出了一种统一重力基准的方法,对比了重力基准统一前后,短期(期与期之间)和长期的重力变化趋势,虽然整体变化趋势基本保持一致,改变量也小,但也存在部分测点的短期变化趋势反转、长期变化速率改变量大的现象,重力基准的统一对于研究重力场变化速率十分必要.

关键词：绝对重力基准绝对重力测量绝对重力仪比对重力变化速率陆态网络

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武汉九峰地震台重力变化与地壳垂直形变分析

武汉大学学报（信息科学版） 2022年第6期47卷 964-971页

作者：王嘉沛张新林张毅李忠亚胡敏章申重阳中国地震局地震研究所湖北武汉430071 武汉引力与固体潮国家野外科学观测研究站湖北武汉430071 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院湖北武汉430077 中国科学院大学北京100049

长期的重力变化和地壳形变观测是研究地下物质运动的重要手段。基于武汉九峰地震台2013—2020年的绝对重力和全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)观测数据,计算了长期的重力与地壳垂直形变的变化趋势,并以1年、... 详细信息

长期的重力变化和地壳形变观测是研究地下物质运动的重要手段。基于武汉九峰地震台2013—2020年的绝对重力和全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)观测数据,计算了长期的重力与地壳垂直形变的变化趋势,并以1年、2年和3年的时间间隔分段,进行线性趋势拟合,分别获得不同时间段的绝对重力年变化率、地壳垂直形变速率以及对应的比值。研究结果表明,武汉九峰地震台长期的重力年变化率为0.4799μGal/a,地壳垂直形变速率为-1.2 mm/a,两者的比值为-0.3999μGal/mm,与理论值存在一定的偏差,可能与该区域的地下水活动有关。将不同时间段的重力变化与地壳垂直形变的数据展布在一张图中,发现数据点离散分布在不同区域,由此可初步判断地下物质运动过程,为区域动力学机制解释提供参考。

关键词：绝对重力变化地壳垂直形变比值物质运动武汉九峰地震台

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木兰山重力基线场的初值测定及重力变化分析

地震地质 2023年第2期45卷 553-569页

作者：汪健张新林谈洪波胡敏章吴桂桔李忠亚张明辉中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国地震局地震研究所地震大地测量重点实验室武汉430071 湖北省地震局武汉430071

文中基于绝对重力控制下的木兰山基线场2018年和2022年的重力观测资料,研究了一次项系数在不同读数段的分布规律、木兰山基线场的重力场分布和近期重力变化特征。结果表明:相对重力仪不同读数段的一次项系数存在差异,武汉—宜昌测段(子... 详细信息

文中基于绝对重力控制下的木兰山基线场2018年和2022年的重力观测资料,研究了一次项系数在不同读数段的分布规律、木兰山基线场的重力场分布和近期重力变化特征。结果表明:相对重力仪不同读数段的一次项系数存在差异,武汉—宜昌测段(子测段)的一次项系数与武汉—绿葱坡测段(总测段)的差异可达4.809‰, CG-6型与CG-5型重力仪的结果较为一致,2类重力仪间无系统偏差;总测段的一次项系数是各子测段一次项系数的加权平均结果,其相应的权因子为子测段与总测段的重力段差比值;木兰山基线场的最大重力段差(G01—G03)为102.176mGal,各测点的重力值平均精度为4.8μGal;2018—2022年木兰山基线场测点的重力变化区间为5.9~12.8μGal,重力场整体呈正变化,测段重力变化区间为-4.8~6.9μGal。测点周边环境变化、地表垂直运动、地表水储量变化对地表实测重力变化均产生了一定影响。综合上述各项改正后的测点和测段重力变化均值较实测值相应减小了38.2%和50.8%,改正后的重力变化结果更为精准,但其不确定度相应增加了2.5%和2.8%。综合分析测点和测段的重力场动态变化可有效提取异常信息,为地震重力监测提供更精确的数据支持。

关键词：木兰山基线场重力变化一次项系数地表重力观测

长宁地震前后重力变化和地壳垂直形变特征及其关系

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地震地质 2023年第4期45卷 952-969页

作者：王嘉沛谈洪波李忠亚刘少明张毅郝洪涛胡敏章申重阳中国地震局地震研究所地震大地测量重点实验室武汉430071 武汉引力与固体潮国家野外科学观测研究站武汉430071 中国地质大学(武汉) 地质探测与评估教育部重点实验室武汉430074

为研究2019年四川长宁地震前后地壳内部物质的运移过程,文中利用流动重力和GNSS资料对地震前后的重力变化特征、地壳垂直形变及其关系进行了深入分析。地震震中处于重力变化正、负异常的梯度带上,并在地震前后呈现明显反向。小波多尺度... 详细信息

为研究2019年四川长宁地震前后地壳内部物质的运移过程,文中利用流动重力和GNSS资料对地震前后的重力变化特征、地壳垂直形变及其关系进行了深入分析。地震震中处于重力变化正、负异常的梯度带上,并在地震前后呈现明显反向。小波多尺度分解表明,浅部的离散性局部变化特征明显,深部的趋势变化特征显著。震中周边4个站点的重力变化与地壳垂直形变的关系与近似规律不一致。长宁震区长期的动力是青藏高原的物质在深部向四川盆地南边界运移的结果。在震中及周边区域的地表浅层可能存在一些空洞或气囊等空间,在地震前后出现气体、液体或高密度物质流失和填充的现象。结合前人对长宁地震发震机制的研究成果分析认为,该区域的采盐、采气及废水回注等因素可能是触发四川长宁地震的原因之一。

关键词：重力变化地壳垂直形变比值关系小波多尺度分解长宁地震

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利用重力势能差计算岩石圈构造应力场理论与应用研究

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利用重力势能差计算岩石圈构造应力场理论与应用研究

作者：李忠亚中国地震局地震研究所

学位级别：硕士

岩石圈动力学过程与应力场分布密切相关。地壳断层区域应力环境的改变是导致地震破裂的重要因素。充分认识岩石圈应力场分布可以更好地理解板块运动驱动力、揭示应力场分布的压缩张裂样式和解释岩石圈形变机制。重力势能的横向变化是岩... 详细信息

岩石圈动力学过程与应力场分布密切相关。地壳断层区域应力环境的改变是导致地震破裂的重要因素。充分认识岩石圈应力场分布可以更好地理解板块运动驱动力、揭示应力场分布的压缩张裂样式和解释岩石圈形变机制。重力势能的横向变化是岩石圈应力场的重要来源。通常可以采用偏应力或其和构造剩余压之和等物理量来描述重力势能差产生的驱动力。通过求解平衡方程得到应力场分布是研究重力作用对于岩石圈应力场贡献的一种有效方法。将不同期的重力势能数据代入平衡方程中,可以得到时变重力势能差产生的构造应力场。本文首先研究了一种重力势能差产生的水平构造应力的计算方法,并分析其和传统Flesch偏应力计算方法之间的关系,同时给出了时变重力势能差的计算方法。将上述理论应用于华北和川滇地区,分析重力作用在这些地区扮演的角色。最后讨论了丽江7.0级大地震孕育过程中重力场变化及其伴随的构造应力场变化,并分析了应力场变化和地震震源机制解之间的关系。论文主要工作包括以下几个方面,⑴重力势能差产生的横向作用力的计算方法建立了重力势能差和水平构造应力之间的平衡方程。为了消除平衡方程一个自由度,构建了水平构造应力两两乘积和最小这一约束条件。采用约束变分原理,推导了平衡方程限制下约束条件最小时拉格朗日乘子和水平构造应力之间的关系。构造了用于有限元求解的泛函,采用有限元方法,通过对其取变分可以求解出水平构造应力的唯一解。讨论了采用偏应力和水平构造应力计算构造剩余压的方法,推导出利用GRACE卫星时变重力场数据和地表重力变化数据计算重力势能变化的计算公式。⑵华北地区重力势能差产生的横向作用力分布在华北地区,利用Crust 1.0地壳模型、EGM2008重力场模型和V18.1地形模型数据计算了重力势能分布,并对其进行动力地形项改正。将重力势能差代入平衡方程,利用有限元方法计算出华北地区偏应力和水平构造应力分布。结果显示,水平构造应力和偏应力具有相同的分布方式,但是前者量级是后者的两倍。将重力势能差产生的横向作用力的最大主方向和世界应力图中震源机制解结果对比发现,两者不一致甚至许多地区两者几乎垂直,这说明重力作用不是华北地区构造应力场的主要来源。⑶川滇地区重力势能差产生的横向作用力在川滇地区,采用了和华北地区相同的模型数据和处理方法,计算了重力势能分布,利用有限元方法计算出川滇地区重力势能差产生的横向作用力。结果表明,偏应力和水平构造应力的量级变化分别为1.0021.105Mpa和1.0136.049Mpa,两者分布样式一致。将横向作用力的最大主方向和震源机制解结果比较发现,两者符合,这表明重力作用是川滇地区构造应力场的重要来源。⑷重力势能变化产生的横向作用力变化利用CSR发布2002-2013年GRACE卫星时变重力场数据计算出华北地区重力势能变化,结果显示由于华北地区陆地水减少,在这些地区造成压缩应力累积。以丽江7.0级地震为例,计算了震前重力变化产生的构造应力变化。计算结果表明,震前正重力变化对应着张裂应力累积,这与该地震正断层类型震源机制结果一致。

关键词：重力学构造应力场有限元平衡方程重力势能

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银鸽公司碱炉工艺设备及操作的改进

中国造纸 2004年第4期23卷 51-52页

作者：韩贤明李忠亚庞延聘河南银鸽实业投资股份有限公司河南漯河462000

介绍了河南银鸽实业公司碱炉工艺、设备及黑液性质的改进情况。改进后碱炉产量提高,油耗下降。

关键词：河南银鸽实业公司碱回收工程碱炉工艺设备改进造纸黑液