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A newly unraveled 13.6-year oscillation from GPS displacements and its potential implications for the dynamic reference frame

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Science China Earth Sciences 2024年第10期67卷 3204-3212页

作者： Hao DING weiping jiang School of Geodesy and Geomatics Hubei Luojia LaboratoryWuhan UniversityWuhan 430079China GNSS Research Center Wuhan UniversityWuhan 430079China

Numerous practical geodetic and geophysical applications necessitate precise measurements of GNSS displacements at the millimeter or sub-millimeter level. To attain such precision, it is imperative to identify and analyze the unidentified decadal signals inherent in the GPS displacements. In this research, we employ the optimal sequence estimation method to effectively detect an about 13.6-year oscillational signal with an excited amplitude of 3.6±1.2 mm in the U-components of the GPS displacements. It is noteworthy that this signal demonstrates a consistent spatial pattern characterized by the spherical harmonic Y_(2,-2). We conduct a comparative analysis with the 13.6-year oscillation observed in length-of-day variations(and geomagnetic records), finding that they are in reverse phase. After eliminating the Earth's external excitation sources through the utilization of two distinct in-situ hydrological records, we suggest that the 13.6-year GPS signal may come from the internal motions within the Earth. However, the specific excitation source and the detailed physical mechanism remain uncertain. Additionally, we develop a mathematical displacement model to explain the 13.6-year signal. Our findings indicate that this signal can result in displacements of up to 1.37 mm and velocity effects of 0.63 mm/yr(for U-component) at maximum. These results underscore the necessity of incorporating this 13.6-year signal into the construction and maintenance of a dynamic reference frame at the millimeter level.

关键词： GPS displacements Decadal changes 13.6-year oscillation Displacement model Dynamic reference frame

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Decadal length-of-day and geomagnetic changes imply more complex Earth’s core motions

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Science Bulletin 2024年第13期69卷 2038-2041页

作者： Hao Ding Jiancheng Li weiping jiang Wenbin Shen School of Geodesy and Geomatics Hubei Luojia LaboratoryWuhan UniversityWuhan 430079China GNSS Research Center Wuhan UniversityWuhan 430079China

Since the 1950s,the length-of-day variations(DLOD)of the Earth’s rotation have received extensive attention and research in various fields,including geodynamics,geomagnetism,geodesy,seismology,geology,marine science,environmental science,and even biology and *** the abundance of related studies and notable advancements,the underlying mechanism behind the decadal changes in DLOD remains a persistent unresolved *** essential aspect of investigating this issue lies in its potential to unveil the Earth’s core motions[1,2].Despite the presence of various hypothesized and constructed models about the Earth’s core motions,these models typically exhibit simplicity.

关键词： Earth geology geomagnetic

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一种修正的自适应蒙特卡洛法用于非线性函数误差传播

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测绘地理信息 2024年第1期49卷 36-41,I0001页

作者：罗鑫磊姜卫平武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079

非线性模型广泛存在于大地测量数据处理的各个方面。误差传播定律是精度评定理论的基础。非线性函数的误差传播计算通常采用近似函数法,然而,在处理多维复杂的非线性函数时,近似函数法存在导数运算困难且繁琐的缺陷。自适应蒙特卡洛法... 详细信息

非线性模型广泛存在于大地测量数据处理的各个方面。误差传播定律是精度评定理论的基础。非线性函数的误差传播计算通常采用近似函数法,然而,在处理多维复杂的非线性函数时,近似函数法存在导数运算困难且繁琐的缺陷。自适应蒙特卡洛法虽然可以避免导数运算,但其受不完善的计算终止条件影响,在实际计算中存在一定几率提前满足数值容差,进而输出不准确的计算结果。针对上述问题,本文改进现有自适应蒙特卡洛法,并设计了一套用于非线性函数误差传播的修正自适应蒙特卡洛方法。算例结果表明,本文方法可以避免自适应蒙特卡洛法过早结束模拟计算的缺陷,从而获得更为准确合理的非线性函数误差传播结果。

关键词：非线性函数误差传播修正的自适应蒙特卡洛法

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一种穿戴式多IMU的航向对齐方法

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导航定位学报 2024年第5期12卷 1-8页

作者：夏大洲姜卫平旷俭牛小骥武汉大学测绘学院武汉430079 武汉大学卫星导航定位技术研究中心武汉430079

针对基于穿戴式多惯性测量单元(IMU)的行人定位与步态测量应用中,多IMU之间的航向对齐通常依赖磁力计、专业人员辅助以及关节假设模型,操作流程复杂度高且精度无法保障的问题,提出一种适用下肢安装多IMU的航向对齐方法:设计适用足部、... 详细信息

针对基于穿戴式多惯性测量单元(IMU)的行人定位与步态测量应用中,多IMU之间的航向对齐通常依赖磁力计、专业人员辅助以及关节假设模型,操作流程复杂度高且精度无法保障的问题,提出一种适用下肢安装多IMU的航向对齐方法:设计适用足部、小腿和大腿IMU的统一的杆臂补偿零速修正算法,利用行人足部周期性触地规律构造的零速度观测值,准确恢复所有IMU的运动轨迹;然后基于轨迹相似性约束,实现多个IMU的航向对齐;最后在室外开阔场景下评估运动轨迹恢复精度和航向对齐精度。实验结果表明,航向对齐精度和各部位IMU的轨迹恢复精度呈正相关;在行走轨迹长度大于15 m时,各IMU的航向对齐精度均优于1°(均方根值)。该方法操作简单,易于实施,能够满足基于多IMU的人体运动分析和行人定位应用需求。

关键词：穿戴式惯性传感器航向对齐行人航迹推算人体运动分析扩展卡尔曼滤波

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一类潜伏期具有传染性的随机SEI1I2RQ传染病模型

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山西大学学报(自然科学版) 2024年第4期47卷 704-716页

作者：曹欢张太雷刘宗萱蒋为平长安大学理学院

为了研究环境中的随机因素对传染病的影响，考虑了一类潜伏期传染的随机传染病模型。通过构造Lyapunov函数并结合伊藤公式等方法，首先证明了随机模型全局正解的存在唯一性。其次，分析了确定性模型和随机模型的解在无病平衡点和地方病... 详细信息

为了研究环境中的随机因素对传染病的影响，考虑了一类潜伏期传染的随机传染病模型。通过构造Lyapunov函数并结合伊藤公式等方法，首先证明了随机模型全局正解的存在唯一性。其次，分析了确定性模型和随机模型的解在无病平衡点和地方病平衡点附近的波动行为，得到了当基本再生数小于1时，确定性模型和随机模型的解均在无病平衡点附近波动，当基本再生数大于1时，确定模型和随机模型的解均在地方病平衡点附近波动，且随机模型解的波动幅度与干扰强度成正相关。再次，给出随机模型解的平均持续和灭绝性的充分条件。最后，对该模型做了相应的数值模拟，结果表明，当干扰强度足够大时，疾病将灭绝。

关键词：随机模型平衡点伊藤公式波动行为持久性灭绝性

来源：博看期刊

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Multi-constellation GNSS precise point positioning with multi-frequency raw observations and dual-frequency observations of ionospheric-free linear combination

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Satellite Navigation 2020年第1期1卷 68-80页

作者： Xiangdong An Xiaolin Meng weiping jiang GNSS Research Center Wuhan University129 Luoyu RoadWuhan 430079China Nottingham Geospatial Institute University of NottinghamNottingham NG72TUUK.

Precise point positioning(PPP)is famous for its capability of high-precision positioning with just one station as long as the receiver can receive global navigation satellite system(GNSS)*** the rapid development of BDS and Galileo,the number of available satellites for positioning has increased *** addition,GPS III,GLONASS-K,BDS,and Galileo satellites can transmit triple-frequency *** potentials of multi-constellation GNSS PPP requires further analysis on a global ***,we selected 96 multi-GNSS experiment(MGEX)stations with a global distribution and used 1 week’s data to assess the PPP *** results show that the PPP based on multi-frequency raw observations with spatial and temporal constraints has better performance than PPP using dual-frequency ionospheric-free *** main contribution of multi-constellation GNSS PPP is to shorten the convergence *** convergence time for GPS PPP is approximately 40 min,which can be shortened to less than 20 min in multi-GNSS *** convergence,the positioning accuracy of multi-GNSS PPP is improved by 0.5 to 1.0 cm compared with GPS or GLONASS *** positioning accuracy of multi-GNSS could be further improved in the future with the BDS and Galileo precise products of orbits,clock and phase center offset/variation.

关键词： Precise point positioning Multi-frequency and multi-constellation GNSS PPP convergence Multi-GNSS experiment

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北斗与GPS大坝变形监测精度比较分析:以三峡茅坪溪防护坝为例

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测绘地理信息 2024年第1期49卷 72-75页

作者：童广勤陈远瞩姜卫平卢星海陈渠森中国长江三峡集团有限公司湖北武汉430010 国家大坝安全工程技术研究中心湖北武汉430010 长江空间信息技术工程有限公司(武汉) 湖北武汉430010 武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079 湖北珞珈实验室湖北武汉430079 武汉华测卫星技术有限公司湖北武汉430070

以三峡茅坪溪防护坝为研究对象,对北斗与GPS大坝变形监测精度进行了对比分析。结果表明,目前北斗与GPS变形监测精度基本相当。其中,24 h时段解平面精度优于0.5 mm,高程优于1 mm,4 h时段解精度平面优于1 mm,高程优于2 mm。使用单一北斗... 详细信息

以三峡茅坪溪防护坝为研究对象,对北斗与GPS大坝变形监测精度进行了对比分析。结果表明,目前北斗与GPS变形监测精度基本相当。其中,24 h时段解平面精度优于0.5 mm,高程优于1 mm,4 h时段解精度平面优于1 mm,高程优于2 mm。使用单一北斗系统能够达到毫米级的观测精度,满足大坝外观变形监测的相关技术要求。

关键词：北斗 GPS 大坝变形监测三峡枢纽工程

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GPS/Galileo FCB估计方法与数值分析

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导航定位学报 2024年第1期12卷 1-11页

作者：刘学习姜卫平郑南山张克非中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 武汉大学卫星导航定位技术研究中心武汉430079

为了进一步研究不同分析中心精密产品对全球卫星导航系统(GNSS)精密单点定位(PPP)中卫星端硬件延迟小数周偏差(FCB)的影响,对GNSSFCB估计算法进行分析:介绍GNSSFCB估计的流程和算法;然后采用2021年共51d分布在全球221个测站的数据估计... 详细信息

为了进一步研究不同分析中心精密产品对全球卫星导航系统(GNSS)精密单点定位(PPP)中卫星端硬件延迟小数周偏差(FCB)的影响,对GNSSFCB估计算法进行分析:介绍GNSSFCB估计的流程和算法;然后采用2021年共51d分布在全球221个测站的数据估计全球定位系统(GPS)、伽利略卫星导航系统(Galileo)卫星端的FCB;最后分析使用德国地学中心(GBM)和欧洲定轨中心(COD)精密产品对GNSS FCB结果的影响。研究结果表明:使用不同分析中心的精密产品对与宽巷(WL)FCB没有影响,并且在51 d之内,绝大部分GPS卫星的WL FCB非常稳定,几乎都在0.1周(1周载波长度=1倍波长)之内,所有Galileo卫星的WLFCB均在0.05周以内;对于窄巷(NL)FCB,大多数GPS和Galileo卫星的CODNLFCB和GBMNLFCB数值在0.1周之内变化,少部分卫星变化在0.15周左右,GPSNLFCB残差分布在±0.15和±0.25周以内的占比超过91.6%和94.2%,而GalileoNLFCB残差分布在±0.15和±0.25周以内的占比超过92.6%和95.1%;整体看来,Galileo卫星的WL和NL FCB要优于GPS,COD NL FCB要优于GBM NLFCB,采用GBM改变策略之后得到的NLFCB要优于改变策略之前的NLFCB,且所有改变策略之后的GalileoNL FCB均为0,而大部分GPS卫星的NL FCB并不为0。

关键词：精密单点定位(PPP) 全球卫星导航系统(GNSS) 小数周偏差(FCB) 参数估计精度评估

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一类随机SEIAQR腮腺炎传染病模型的动力学分析

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纺织高校基础科学学报 2024年第3期37卷 107-117页

作者：蒋为平张太雷梁媛长安大学理学院陕西西安710064

为探究现实环境中随机因素对腮腺炎传播的影响,研究了一类具有随机效应的SEIAQR腮腺炎传染病模型。首先凭借停时理论证明了随机模型全局正解的存在唯一性,并通过构造Lyapunov函数并引入It8公式,分析了随机模型的解在相应确定性模型的无... 详细信息

为探究现实环境中随机因素对腮腺炎传播的影响,研究了一类具有随机效应的SEIAQR腮腺炎传染病模型。首先凭借停时理论证明了随机模型全局正解的存在唯一性,并通过构造Lyapunov函数并引入It8公式,分析了随机模型的解在相应确定性模型的无病平衡点和地方病平衡点附近的震荡行为;然后探究了随机模型解的平均持续性以及疾病灭绝的充分条件;最后通过数值模拟添加了噪声对模型的影响。结果显示:随机模型在确定性模型的平衡点附近扰动,扰动程度和噪声强度呈正相关,充分大的噪声会使疾病灭绝。

关键词：随机模型震荡行为平衡点持久性与灭绝性

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Effect of cytotoxic T-lymphocyte antigen-4,TNF-alpha polymorphisms on osteosarcoma: evidences from a meta-analysis

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Chinese Journal of Cancer Research 2013年第6期25卷 671-678页

作者： Jianwei Liu Junli Wang weiping jiang Yujin Tang Department of Osteology the Third Affiliated Hospital of Guangxi Medical University Center of Clinical Laboratory Affiliated Hospital of Youjiang Medical College for Nationalities Department of Osteology Affiliated Hospital of Youjiang Medical College for Nationalities

Objective： Previous studies have investigated the role of cytotoxic T-lymphocyte antigen-4 （CTLA-4） and tumor necrosis factor-alpha （TNF-a） in carcinogenesis of osteosarcoma, but their results were inconsistent. We aimed to clarify the associations between CTLA-4, TNF-a polymorphism and osteosarcoma risk by using meta-analysis. Methods： We searched relevant studies without language restriction in PubMed, EMbase, Cochrane Library, Google Scholar databases, Chinese National Knowledge Infrastructure （CNKI） and conference literature in humans published prior to March 2013. The strengths of the associations between genetic variants and osteosarcoma risk were estimated by odds ratio （OR） with 95% confidence interval （95% CI）. Results： A total of seven studies with 1,198 osteosarcoma patients and 1,493 controls were selected. Four studies were eligible for CTLA-4 （1,003 osteosarcoma and 1,162 controls）, and three studies for TNF-a （195 osteosarcoma and 331 controls）. Pooled results showed that rs231775 polymorphism of CTLA-4 was associated with osteosarcoma risk （GG vs. AA： OR=1.63, 95% CI=1.24-2.13; GG ＋ GA vs. AA： OR=1.56, 95% CI=1.21-2.01; AA ＋ GA vs. GG： OR=0.83, 95% CI=0.71-0.97; G vs. A： OR=1.21, 95% CI=1.08-1.36）. No significant heterogeneity was observed across the studies. No significant associations were found between rs5742909 polymorphism of CTLA-4 or rs1800629 polymorphism of TNF-a and osteosarcoma risk. Conclusions： These results suggest that the rs231775 polymorphism of CTLA-4 may play an important role in carcinogenesis of osteosarcoma.

关键词： Cytotoxic T-lymphocyte antigen-4 (CTLA-4) tumor necrosis factor-alpha (TNF-a) osteosarcoma genetic polymorphism

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