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磁矢量势的全球电磁感应时间域三维有限元正演计算方法
1
作者
杨聪
任政勇
+3 位作者
陈程
姚鸿波
唐旭
汤井田
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期2015-2028,共14页
全球电磁感应测深方法能获得地球深部电导率结构分布,目前被广泛应用于地球内部结构与热状态研究.地磁台站与地磁卫星观测的电磁感应数据为时间序列信号,在时间域分析全球电磁感应数据,特别是分析频谱极宽的磁暴脉冲响应,具有天然的优势...
全球电磁感应测深方法能获得地球深部电导率结构分布,目前被广泛应用于地球内部结构与热状态研究.地磁台站与地磁卫星观测的电磁感应数据为时间序列信号,在时间域分析全球电磁感应数据,特别是分析频谱极宽的磁暴脉冲响应,具有天然的优势.然而,当前的全球电磁感应数据解释技术一般在频率域进行,缺少时间域中的研究成果.为了弥补缺少时间域全球电磁感应数据解释方法的问题,本文开发了一种基于磁场矢量势的全球电磁感应时间域三维有限元并行正演求解方法,具备高精度快速计算源于地球外部时变电流源的地球感应电磁场时间序列的能力,特别适合于计算与分析频谱极宽的磁暴脉冲电磁感应时变响应.首先,建立基于磁场矢量势的全球电磁感应时间域微分控制方程,结合磁层外部电流源的物理属性建立边界条件和初始条件,从而构建出全球电磁感应时间域初始边界值问题.然后,利用四面体矢量有限元技术和无条件稳定的隐式后退欧拉公式,分别实现磁场矢量势的空间域和时间域离散,进而获得不同时刻的实系数大型有限元线性方程组,借助于高性能并行直接求解器,快速高精度地求解不同时刻的磁场矢量势与感应磁场.最后,利用理论模型验证本文算法的正确性.利用Dst磁暴环电流指数建立的时间域电流源与真实地球三维电性模型,研究"澳科一号"后续卫星200 km轨道对中国和澳大利亚下方地幔转换带高导体的探测能力,结果表明这些地幔转换带异常体在200 km卫星轨道高度能产生明显异常.综上所述,本文开发的时间域全球电磁感应方法不仅具备精确快速计算全球感应电磁场时间序列响应的能力,还能为反演与解释"澳科一号"等我国地磁卫星观测数据提供技术支持.
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关键词
时间
域
全球
电磁感应
矢量有限元法
三维正演
地幔电性结构
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职称材料
论技术、时间、文化的全球性与地方民族性
被引量:
3
2
作者
陈凡
朱春艳
胡振亚
《东北大学学报(社会科学版)》
2006年第3期157-160,共4页
在经济、技术全球化时代,技术、时间和文化都具有全球性和地方民族性二重特性。中国作为发展中国家,应正确看待技术、时间和文化的全球性与地方民族性之间的相互关系,既要大力发展现代科学技术,主动适应技术的全球化以及由此产生的全球...
在经济、技术全球化时代,技术、时间和文化都具有全球性和地方民族性二重特性。中国作为发展中国家,应正确看待技术、时间和文化的全球性与地方民族性之间的相互关系,既要大力发展现代科学技术,主动适应技术的全球化以及由此产生的全球时间和全球文化,又要努力发扬本民族的优良文化传统,保持技术、时间和文化的地方民族性,走上一条具有本国特色的现代化之路。
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关键词
技术
全球
化
技术民族化
全球时间
地方
时间
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职称材料
自适应寻秩与FiPLAM结合的GNSS坐标时间序列重构方法
3
作者
王卓凡
陈刚
+1 位作者
赵旭
边家文
《导航定位学报》
北大核心
2025年第3期29-41,共13页
针对全球卫星导航系统(GNSS)坐标时间序列中的周期信号振幅随时间波动,导致现有的方法的重构性能受到较大影响的问题,提出一种自适应寻秩与FiPLAM结合的GNSS坐标时间序列重构方法:利用趋势和周期信号所构造的汉克尔(Hankel)矩阵的低秩性...
针对全球卫星导航系统(GNSS)坐标时间序列中的周期信号振幅随时间波动,导致现有的方法的重构性能受到较大影响的问题,提出一种自适应寻秩与FiPLAM结合的GNSS坐标时间序列重构方法:利用趋势和周期信号所构造的汉克尔(Hankel)矩阵的低秩性,通过对GNSS坐标时间观测序列所构造的Hankel矩阵进行低秩重构,进而利用反Hankel变换获得GNSS坐标时间序列的重构;由于利用核范数来近似地表示矩阵的秩存在一定的误差,利用快速惯性近端线性化交替方向乘子算法(FiPLAM),将因子分解作为低秩约束,并将自适应选秩与低秩矩阵拟合算法相结合,使用更为准确的低秩约束获得所构造的Hankel矩阵真实秩的更好估计。实验结果表明,与奇异谱分析、小波分解、滑动最小二乘方法及加权核范数最小化方法相比,提出的自适应寻秩与FiPLAM结合的方法在不需要插值情形下在残差振幅、残差谱指数、残差谱密度、速度不确定度、重构偏差等指标上具有更好的重构精度,能为实际的GNSS坐标时间序列重构提供参考。
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关键词
全球
卫星导航系统(GNSS)坐标
时间
序列
汉克尔(Hankel)矩阵
信号重构
低秩矩阵拟合
自适应选秩
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职称材料
改进BIC的GNSS站坐标时序有色噪声特性分析
被引量:
1
4
作者
鲁铁定
罗新赣
孙喜文
《导航定位学报》
CSCD
北大核心
2024年第2期53-61,共9页
为了有效解决传统的极大似然估计方法存在的未知数多导致结果不准确的问题,提出一种改进BIC的GNSS站坐标时序有色噪声特性分析方法:选取全球范围内100个基准站2008—2022年坐标时序及仿真的100组坐标时序,采用赤池信息准则(AIC)、贝叶...
为了有效解决传统的极大似然估计方法存在的未知数多导致结果不准确的问题,提出一种改进BIC的GNSS站坐标时序有色噪声特性分析方法:选取全球范围内100个基准站2008—2022年坐标时序及仿真的100组坐标时序,采用赤池信息准则(AIC)、贝叶斯信息准则(BIC)、改进的贝叶斯信息准则(BIC_tp)对不同有色噪声模型进行噪声特性分析,获取基准站坐标序列的最优噪声模型及速度参数;探讨BIC_tp对噪声模型及速度估计的影响。结果表明,基准站坐标序列噪声模型呈现出多样性特征,在北(N)和东(E)方向主要表现为闪烁噪声+白噪声(FNWN)模型,天顶(U)方向主要表现为幂律噪声+白噪声(PLWN)模型;相比于AIC和BIC噪声模型估计准则,BIC_tp方法对有色噪声模型估计具有较高的准确性,尤其是闪烁噪声+随机游走噪声(RW)+白噪声(FNRWWN)模型对全球卫星导航系统(GNSS)站速度不确定度的影响在N与E方向远大于U方向;正确获取模型参数估计的实际不确定度及改正噪声分量对于合理应用GNSS坐标时间序列数据具有重要意义。
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关键词
赤池信息准则(AIC)
贝叶斯信息准则(BIC)
改进的贝叶斯信息准则(BIC_tp)
噪声模型估计
全球
卫星导航系统(GNSS)坐标
时间
序列
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职称材料
题名
磁矢量势的全球电磁感应时间域三维有限元正演计算方法
1
作者
杨聪
任政勇
陈程
姚鸿波
唐旭
汤井田
机构
中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室
自然资源部深地科学与探测技术实验室
有色资源与地质灾害探查湖南省重点实验室
中南大学地球科学与信息物理学院
中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司
出处
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期2015-2028,共14页
基金
国家自然科学基金项目(42250102,41830107,42142034,42130810,72088101)
中南大学中央高校基本科研业务费专项资金资助(2023ZZTS0730)
+1 种基金
湖南省科技创新计划(2021RC4055)
自然资源部深地科学与探测技术实验室开放课题(SinoProbeLab:202209)联合资助。
文摘
全球电磁感应测深方法能获得地球深部电导率结构分布,目前被广泛应用于地球内部结构与热状态研究.地磁台站与地磁卫星观测的电磁感应数据为时间序列信号,在时间域分析全球电磁感应数据,特别是分析频谱极宽的磁暴脉冲响应,具有天然的优势.然而,当前的全球电磁感应数据解释技术一般在频率域进行,缺少时间域中的研究成果.为了弥补缺少时间域全球电磁感应数据解释方法的问题,本文开发了一种基于磁场矢量势的全球电磁感应时间域三维有限元并行正演求解方法,具备高精度快速计算源于地球外部时变电流源的地球感应电磁场时间序列的能力,特别适合于计算与分析频谱极宽的磁暴脉冲电磁感应时变响应.首先,建立基于磁场矢量势的全球电磁感应时间域微分控制方程,结合磁层外部电流源的物理属性建立边界条件和初始条件,从而构建出全球电磁感应时间域初始边界值问题.然后,利用四面体矢量有限元技术和无条件稳定的隐式后退欧拉公式,分别实现磁场矢量势的空间域和时间域离散,进而获得不同时刻的实系数大型有限元线性方程组,借助于高性能并行直接求解器,快速高精度地求解不同时刻的磁场矢量势与感应磁场.最后,利用理论模型验证本文算法的正确性.利用Dst磁暴环电流指数建立的时间域电流源与真实地球三维电性模型,研究"澳科一号"后续卫星200 km轨道对中国和澳大利亚下方地幔转换带高导体的探测能力,结果表明这些地幔转换带异常体在200 km卫星轨道高度能产生明显异常.综上所述,本文开发的时间域全球电磁感应方法不仅具备精确快速计算全球感应电磁场时间序列响应的能力,还能为反演与解释"澳科一号"等我国地磁卫星观测数据提供技术支持.
关键词
时间
域
全球
电磁感应
矢量有限元法
三维正演
地幔电性结构
Keywords
Time-domain global EM induction
Vector finite-element method
3-D forward modeling
Mantle conductivity structure
分类号
P631 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
论技术、时间、文化的全球性与地方民族性
被引量:
3
2
作者
陈凡
朱春艳
胡振亚
机构
东北大学文法学院
出处
《东北大学学报(社会科学版)》
2006年第3期157-160,共4页
基金
辽宁省教育厅高等学校科学研究资助项目(2004G176)
文摘
在经济、技术全球化时代,技术、时间和文化都具有全球性和地方民族性二重特性。中国作为发展中国家,应正确看待技术、时间和文化的全球性与地方民族性之间的相互关系,既要大力发展现代科学技术,主动适应技术的全球化以及由此产生的全球时间和全球文化,又要努力发扬本民族的优良文化传统,保持技术、时间和文化的地方民族性,走上一条具有本国特色的现代化之路。
关键词
技术
全球
化
技术民族化
全球时间
地方
时间
Keywords
globalization of technology
local nationality of technology
global time
local time
分类号
N031 [自然科学总论—科学技术哲学]
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职称材料
题名
自适应寻秩与FiPLAM结合的GNSS坐标时间序列重构方法
3
作者
王卓凡
陈刚
赵旭
边家文
机构
中国地质大学(武汉)数理学院
中国地质大学(武汉)海洋学院
出处
《导航定位学报》
北大核心
2025年第3期29-41,共13页
基金
国家自然科学基金项目(42274012)。
文摘
针对全球卫星导航系统(GNSS)坐标时间序列中的周期信号振幅随时间波动,导致现有的方法的重构性能受到较大影响的问题,提出一种自适应寻秩与FiPLAM结合的GNSS坐标时间序列重构方法:利用趋势和周期信号所构造的汉克尔(Hankel)矩阵的低秩性,通过对GNSS坐标时间观测序列所构造的Hankel矩阵进行低秩重构,进而利用反Hankel变换获得GNSS坐标时间序列的重构;由于利用核范数来近似地表示矩阵的秩存在一定的误差,利用快速惯性近端线性化交替方向乘子算法(FiPLAM),将因子分解作为低秩约束,并将自适应选秩与低秩矩阵拟合算法相结合,使用更为准确的低秩约束获得所构造的Hankel矩阵真实秩的更好估计。实验结果表明,与奇异谱分析、小波分解、滑动最小二乘方法及加权核范数最小化方法相比,提出的自适应寻秩与FiPLAM结合的方法在不需要插值情形下在残差振幅、残差谱指数、残差谱密度、速度不确定度、重构偏差等指标上具有更好的重构精度,能为实际的GNSS坐标时间序列重构提供参考。
关键词
全球
卫星导航系统(GNSS)坐标
时间
序列
汉克尔(Hankel)矩阵
信号重构
低秩矩阵拟合
自适应选秩
Keywords
global navigation satellite system(GNSS)coordinate time series
Hankel matrix
signal reconstruction
low-rank matrix fitting
adaptive rank selection
分类号
P228 [天文地球—大地测量学与测量工程]
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职称材料
题名
改进BIC的GNSS站坐标时序有色噪声特性分析
被引量:
1
4
作者
鲁铁定
罗新赣
孙喜文
机构
东华理工大学测绘与空间信息工程学院/自然资源部环鄱阳湖区域矿山环境监测与治理重点实验室
出处
《导航定位学报》
CSCD
北大核心
2024年第2期53-61,共9页
基金
国家自然科学基金(42061077,42064001,42104023,42374040)。
文摘
为了有效解决传统的极大似然估计方法存在的未知数多导致结果不准确的问题,提出一种改进BIC的GNSS站坐标时序有色噪声特性分析方法:选取全球范围内100个基准站2008—2022年坐标时序及仿真的100组坐标时序,采用赤池信息准则(AIC)、贝叶斯信息准则(BIC)、改进的贝叶斯信息准则(BIC_tp)对不同有色噪声模型进行噪声特性分析,获取基准站坐标序列的最优噪声模型及速度参数;探讨BIC_tp对噪声模型及速度估计的影响。结果表明,基准站坐标序列噪声模型呈现出多样性特征,在北(N)和东(E)方向主要表现为闪烁噪声+白噪声(FNWN)模型,天顶(U)方向主要表现为幂律噪声+白噪声(PLWN)模型;相比于AIC和BIC噪声模型估计准则,BIC_tp方法对有色噪声模型估计具有较高的准确性,尤其是闪烁噪声+随机游走噪声(RW)+白噪声(FNRWWN)模型对全球卫星导航系统(GNSS)站速度不确定度的影响在N与E方向远大于U方向;正确获取模型参数估计的实际不确定度及改正噪声分量对于合理应用GNSS坐标时间序列数据具有重要意义。
关键词
赤池信息准则(AIC)
贝叶斯信息准则(BIC)
改进的贝叶斯信息准则(BIC_tp)
噪声模型估计
全球
卫星导航系统(GNSS)坐标
时间
序列
Keywords
Akaike information criteria(AIC)
Bayesian information criteria(BIC)
improved BIC(BIC_tp)
noise model estimation
global navigation satellite system(GNSS)coordinate time series
分类号
P228 [天文地球—大地测量学与测量工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
磁矢量势的全球电磁感应时间域三维有限元正演计算方法
杨聪
任政勇
陈程
姚鸿波
唐旭
汤井田
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
论技术、时间、文化的全球性与地方民族性
陈凡
朱春艳
胡振亚
《东北大学学报(社会科学版)》
2006
3
在线阅读
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职称材料
3
自适应寻秩与FiPLAM结合的GNSS坐标时间序列重构方法
王卓凡
陈刚
赵旭
边家文
《导航定位学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
4
改进BIC的GNSS站坐标时序有色噪声特性分析
鲁铁定
罗新赣
孙喜文
《导航定位学报》
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
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职称材料
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参考文献
引证文献
统计分析
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