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基于误差状态扩展卡尔曼滤波的GNSS/INS组合导航机载车载船载数据集

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全球定位系统 2025年第01期 9-17页

作者：尹智慧党龙飞魏峥嵘王胜利山东科技大学测绘与空间信息学院山东科技大学海洋科学与工程学院

针对直接采用扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)可能导致精度损失以及出现万向节死锁的情况，本文采用具有良好线性特性的基于误差状态扩展卡尔曼滤波(error state Kalman filter,ESKF)的方法进行GNSS与惯性导航系统(inertial... 详细信息

针对直接采用扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)可能导致精度损失以及出现万向节死锁的情况，本文采用具有良好线性特性的基于误差状态扩展卡尔曼滤波(error state Kalman filter,ESKF)的方法进行GNSS与惯性导航系统(inertial navigation system,INS)组合导航解算，并将解算结果与高精度解算软件Inertial Explorer (IE)进行对比分析.为了验证方法的有效性，制作并公开了3组组合导航数据集，分别为车载、机载以及船载数据.该数据集的INS设备均采用霍尼韦尔的HG4930,GNSS数据的采样频率分别有车载的5 Hz和机载的1 Hz以及船载的10 Hz.本文将基于ESKF方法在公开的数据集上进行实验，并与IE软件得到的结果进行对比与分析.

关键词： GNSS 惯性导航系统(INS) 扩展卡尔曼滤波(EKF) 公开数据集误差状态扩展卡尔曼滤波(ESKF)

基于16S rRNA技术与代谢组学探究枳椇果梗多糖对酒精暴露小鼠肠损伤的改善作用

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食品科学 2025年第3期46卷 110-118页

作者：张玉超朱思洁刘良禹王建云张佳欣苏泽雄陈江燕刘旭东茅台学院酿酒工程系贵州仁怀564507 茅台学院食品科学与工程系贵州仁怀564507 中国海洋大学食品科学与工程学院山东青岛266071

为探究枳椇果梗多糖(Hovenia dulcis fruit pedicel polysaccharides,HDPs)对酒精暴露小鼠肠道损伤的改善作用,采用16S rRNA高通量测序技术和代谢组学分析方法,研究HDPs对酒精暴露小鼠肠道微生物群和代谢谱的影响。同时,通过酶联免疫吸... 详细信息

为探究枳椇果梗多糖(Hovenia dulcis fruit pedicel polysaccharides,HDPs)对酒精暴露小鼠肠道损伤的改善作用,采用16S rRNA高通量测序技术和代谢组学分析方法,研究HDPs对酒精暴露小鼠肠道微生物群和代谢谱的影响。同时,通过酶联免疫吸附试验、免疫组化、实时定量聚合酶链式反应和Western blot等方法,检测肠道炎症因子、紧密连接蛋白、胆汁酸代谢相关基因和蛋白的表达变化。研究结果表明,HDPs能显著降低酒精诱导的肠道促炎因子白细胞介素-4、干扰素-γ和肿瘤坏死因子α的水平,减少内毒素脂多糖和脂多糖结合蛋白的水平,提高α-淀粉酶活力,上调紧密连接蛋白Claudin-1从而改善肠道屏障功能。16S rRNA测序结果显示,与灌胃114μL/20 g mb酒精的小鼠相比,HDPs能增加小鼠肠道菌群中乳杆菌属(Lactobacillus)的相对丰度,改善酒精暴露所致肠道微生物群多样性和结构紊乱。代谢组学分析发现,HDPs能够调节胆汁酸代谢,降低酒精暴露小鼠肠道中胆汁酸(特别是牛磺胆酸、鹅脱氧胆酸)的水平。此外,HDPs还能抑制酒精暴露小鼠肠道中顶端钠依赖性胆酸转运体mRNA和蛋白水平的表达,减少胆汁酸的重吸收,从而减轻酒精对肠道的负面影响。综上,HDPs可通过调节肠道菌群和胆汁酸代谢,改善肠道屏障功能,对酒精性肠损伤具有潜在的改善作用,本研究结果可为HDPs在功能性食品中应用提供新的视角和理论依据。

关键词：枳椇果梗多糖酒精性肠损伤肠道菌群胆汁酸代谢改善作用

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海洋声呐测距环境误差改正模型优选

导航定位学报 2025年第1期13卷 69-75页

作者：范云浩周杰韩念林赵爽肖圳朱冀星山东理工大学建筑工程学院山东淄博255049 中国测绘科学研究院大地测量与导航定位研究所北京100036 山东科技大学测绘与空间信息学院山东青岛266510 中国地质大学土地科学技术学院北京100083

针对声线跟踪算法在全球卫星导航系统(GNSS)组合声学测距技术中计算效率低、难以满足实时水下导航定位需求问题,提出一种声速误差参数化建模方法:利用常梯度声线跟踪模型定义并计算声速误差;然后构建与声线高度角和深度相关的声速误差... 详细信息

针对声线跟踪算法在全球卫星导航系统(GNSS)组合声学测距技术中计算效率低、难以满足实时水下导航定位需求问题,提出一种声速误差参数化建模方法:利用常梯度声线跟踪模型定义并计算声速误差;然后构建与声线高度角和深度相关的声速误差函数模型,结合观测时延信息,实现对测距误差的改正;最后通过水下定位仿真系统对模型的可行性和稳定性进行实验验证。结果表明,提出的方法可实现声速误差的有效建模,其中,“复合+双指数”模型的精度最高,经过测距误差修正后可达到厘米级水下定位精度;同时,相较于传统声线跟踪方法可显著降低计算成本,在深海定位中计算效率可提升100倍以上。

关键词：水下导航定位声速误差参数化建模函数模型测距误差

非等温条件下截渗工程对海底地下水排泄的影响研究

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水文地质工程地质 2025年第1期52卷 1-11页

作者：郑天元辛晓王和高绍博刘乐成张博郑西来罗剑中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266100 山东省海洋环境地质工程重点实验室山东青岛266100 中国海洋大学三亚海洋研究院海南三亚572000 山东科技大学地球科学与工程学院山东青岛266590 美国佐治亚理工学院土木与环境工程系佐治亚州亚特兰大30332

温度变化会影响海岸带地下水运移特征,但之前关于截渗工程条件下地下水排泄过程的研究仅限于等温条件,没有考虑非等温过程的影响。文章构建了场地尺度的二维地下水-盐-热耦合数值模型,探究非等温条件下截渗墙对地下水排泄过程的影响,重... 详细信息

温度变化会影响海岸带地下水运移特征,但之前关于截渗工程条件下地下水排泄过程的研究仅限于等温条件,没有考虑非等温过程的影响。文章构建了场地尺度的二维地下水-盐-热耦合数值模型,探究非等温条件下截渗墙对地下水排泄过程的影响,重点关注地下水排泄动态变化特征与温度的关系,采用地下水排海通量(Q)与相对排泄量(Q')定量评价海水温度对地下水排海通量的影响。研究结果表明:(1)在高温海水条件下,Q'达到平衡的时间显著缩短;(2)海水温度变化会改变截渗墙与咸水楔对地下水渗流的影响程度;(3)低温海水情况下咸水楔对地下水渗流的阻碍作用大于墙体本身,而高温海水条件下截渗墙的阻碍效果更为显著;(4)海水温度高于地下水15°C时,咸水区内更易产生并维持反向环流,导致咸水区地下水循环加速,进而增加地下水排海总量。研究成果可为截渗工程结构优化和滨海地下水资源可持续利用提供重要技术支撑。

关键词：海水入侵热效应滨海含水层数值模拟

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矿山立井提升设备的位姿检测与分析

武汉大学学报（信息科学版） 2011年第2期36卷 235-238页

作者：于胜文刘尚国郑文华山东科技大学测绘科学与工程学院

采用Leica Axyz经纬仪工业测量系统与测量机器人TCA2003联合作业的模式,通过矿区控制测量坐标系和经纬仪工业测量系统所建立的测站坐标系的联测与转换,实现测量成果坐标系统的统一,完成对矿山立井提升设备的空间位置与姿态的高精度检测... 详细信息

采用Leica Axyz经纬仪工业测量系统与测量机器人TCA2003联合作业的模式,通过矿区控制测量坐标系和经纬仪工业测量系统所建立的测站坐标系的联测与转换,实现测量成果坐标系统的统一,完成对矿山立井提升设备的空间位置与姿态的高精度检测,并借助Axyz软件对各提升设备的空间位姿进行分析。工程实践表明,该项技术可以有效地解决常规测量方法难以完成的特征点不可见、控制点缺失、空间分析计算复杂等难题。

关键词：工业测量系统提升设备位姿检测

深度置信网络算法反演Landsat 8 OLI气溶胶光学厚度

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遥感学报 2020年第10期24卷 1180-1192页

作者：贾臣孙林陈允芳张熙空王伟燕王永吉山东科技大学测绘科学与工程学院青岛266590

传统的气溶胶遥感反演算法在地表反射率较低、结构较为均一的海洋及浓密植被等区域的气溶胶反演可以达到较高的精度,而在城市、矿区等高亮度、高异质性区域的气溶胶反演中仍面临较大的挑战。当地表反射率较高时,卫星传感器获取的对气溶... 详细信息

传统的气溶胶遥感反演算法在地表反射率较低、结构较为均一的海洋及浓密植被等区域的气溶胶反演可以达到较高的精度,而在城市、矿区等高亮度、高异质性区域的气溶胶反演中仍面临较大的挑战。当地表反射率较高时,卫星传感器获取的对气溶胶具有标识性的信息不足,导致了气溶胶反演的困难。为更大程度地挖掘卫星信号中对气溶胶具有标识性的信息,本文提出使用深度学习技术的气溶胶遥感反演算法,用于Landsat 8 OLI传感器的气溶胶反演。选择全球不同区域的AERONET站点气溶胶实测数据以及对应区域的Landsat 8 OLI传感器的观测几何角度和表观反射率数据,根据合理的时空匹配原则构建样本数据。选择深度置信网络,在合理设置训练批次和训练次数的基础上对网络进行训练和测试,生成关于卫星传感器数据的气溶胶光学厚度拟合网络模型,实现气溶胶遥感反演。使用独立的AERONET站点气溶胶实测数据对反演结果进行了验证,结果表明:该方法可反演不同地表类型区域连续空间覆盖的气溶胶光学厚度,且达到了较高的精度(R=0.8745,RMSE=0.0391,MAE=0.0616,EE=87.94%)。与传统的方法相比,本方法基于单时相卫星遥感数据即可实现气溶胶的高精度反演,简化了气溶胶反演的步骤,提高了气溶胶反演的稳定性和时空适应性。

关键词：遥感气溶胶光学厚度遥感反演 Landsat 8 OLI 深度学习深度置信网络

长时序Landsat的北极Lena河DOC浓度变化及驱动力分析

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遥感学报 2021年第3期25卷 830-845页

作者：吴铭黄珏宫丽娇江涛山东科技大学测绘科学与工程学院青岛266590

北极Lena河是世界第十长河,也是北极地区第二大河,其年径流量约占北冰洋淡水总量的20%,同时将陆地生态系统上的大量有机物携带进海洋,并且在全球碳循环中起到非常重要的作用。卫星遥感数据是监测河流有机碳循环的重要数据源,特别是在无... 详细信息

北极Lena河是世界第十长河,也是北极地区第二大河,其年径流量约占北冰洋淡水总量的20%,同时将陆地生态系统上的大量有机物携带进海洋,并且在全球碳循环中起到非常重要的作用。卫星遥感数据是监测河流有机碳循环的重要数据源,特别是在无冰期的高纬度地区。本研究的目的是:(1)建立一种高精度反演算法估算北极Lena河的溶解有机碳DOC(Dissolved Organic Carbon)浓度;(2)分析长时间序列遥感影像中DOC浓度的变化特征;(3)探讨北极Lena河的DOC浓度变化的主要驱动因素。本文中主要构建了一种基于谷歌地球引擎GEE的遥感反演算法,利用1999年—2018年的Landsat影像反演得到了北极Lena河的有色溶解有机物CDOM(Chromophoric Dissolved Organic Matter)浓度。基于CDOM与DOC这两种水体成分的实地测量值之间的强相关性(R2=0.873),本文将CDOM反演结果转换为DOC浓度。在此基础上,本文分析了近20年的北极Lena河无冰期DOC的时空动态变化。研究结果表明反演算法所表现的性能证实了使用Landsat系列不同传感器长时间监测河流DOC变化的能力。利用增强回归树模型分析了北极Lena河的DOC变化的是土地覆盖变化、流域坡度、气象因子、人类活动以及纬度地带性等众多驱动因素的共同影响,而季节性,地域性和规模性也会影响DOC浓度与上述驱动因素之间的定量关系。总之,本文的结果可以提高监测北极地区不同河流中DOC变化及其通量的能力,并加深对北极碳循环的了解。

关键词：溶解有机碳DOC 有色溶解有机物CDOM 北极Lena河 Landsat 长时序谷歌地球引擎GEE 增强回归树

改进DINEOF算法在中国渤海叶绿素a遥感缺失数据重构中的应用研究

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地球信息科学学报 2021年第4期23卷 737-748页

作者：张志恒章超孟麟唐凯朱红春山东科技大学测绘科学与工程学院青岛266590

叶绿素a(chl-a)是重要的海洋环境水色参数,但是受云雾覆盖的影响,卫星遥感chl-a产品中普遍存在数据缺失的现象,大大降低了数据的应用效果。经验正交函数插值方法(DINEOF)是目前在长时间序列缺失数据重构方面应用最广泛的数据插值重构方... 详细信息

叶绿素a(chl-a)是重要的海洋环境水色参数,但是受云雾覆盖的影响,卫星遥感chl-a产品中普遍存在数据缺失的现象,大大降低了数据的应用效果。经验正交函数插值方法(DINEOF)是目前在长时间序列缺失数据重构方面应用最广泛的数据插值重构方法,本研究针对DINEOF方法在空间小尺度上过度平滑的缺陷,设计了一种面向渤海chl-a的分层重构方法(SDSDINEOF),该方法重点考虑了渤海chl-a分布呈现近岸高、中部低的规律,将渤海海域等距离分为32个区域,对位于每个区域的子数据集分别进行重构;利用该方法对2019年全年每日10时13分的渤海GOCI卫星chl-a产品进行了重构,并将其重构结果与DINEOF重构结果进行了对比分析。分析结果表明:应用SDS-DINEOF方法相比DINEOF方法,chl-a重构精度和时间效率上均得到了提升,其中整体精度提高了3.52%,重构时间节约了125%,尤其是在距离陆地最远的渤海中部区域,应用该方法重构精度提升最为显著。本文取得的研究结果对于海洋遥感数据产品的质量提高和应用效率的提升,具有较为重要的理论意义和实际应用价值。

关键词：卫星遥感渤海 GOCI chl-a产品缺失率重构 DINEOF SDS-DINEOF 分层

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基于手机多携带位置下的路程估计方法

中国惯性技术学报 2019年第6期27卷 707-712页

作者：郭英叶瑾郭金运王胜利冯茗扬山东科技大学测绘科学与工程学院青岛266590 山东科技大学海洋科学与工程学院青岛266590

提高步频检测的识别率和步长估计的精度是行走轨迹推算定位技术的两个关键。基于手机加速计和行人位置推算原理,利用巴特沃斯滤波器提取手机加速度信号中与行人步态事件相关的信息;借助于峰值探测法识别步频,进而利用步频探测获得的步... 详细信息

提高步频检测的识别率和步长估计的精度是行走轨迹推算定位技术的两个关键。基于手机加速计和行人位置推算原理,利用巴特沃斯滤波器提取手机加速度信号中与行人步态事件相关的信息;借助于峰值探测法识别步频,进而利用步频探测获得的步频点分割加速度信号;通过分析行人行走时的特征,建立了基于加速度波形面积的步长估计模型,以此估计行人的行走路程。实验表明:手机在不同携带位置下,利用频域滤波器提取的信息探测步频的平均识别率达99%以上;在不同步速下,基于面积估计模型的路程估计的平均可靠度在98%以上。

关键词：智能手机巴特沃斯滤波器步频检测步长估计