区域单频GNSS用户经验电离层模型修正效果评估

模型修正是单频GNSS削弱电离层影响的主要手段之一,其修正效果一直备受人们关注。文章基于10个GNSS基准站2002、2004年88天实测双频数据,构建了反映电离层修正效果的修正指数CI（Correction Index）,定量地分析了三个常用经验电离层模型（Klobuehar,NeQuick,IRI2007）在中国大陆区域的修正效果,最后指出针对单频GNSS用户而言,IRI2007在中国区域的修正效果是最佳的。     

动态可靠度计算中的荷载研究

动态可靠度需考虑荷载随时间的变化,而建筑结构荷载规范(GB50009-2001)中所给的荷载是基于设计基准期得到的固定值.通过计算不同目标基准期内的最大荷载随机变量的统计参数,从而得到不同目标基准期内的荷载标准值.为了利用荷载规范所给的荷载值,将该标准值与设计基准期所对应的标准值进行比较,就得到不同目标基准期内的荷载修正系数,再将荷载规范中的荷载乘以修正系数后,就能得到计算不同目标基准期的可靠度所对应的荷载,从而在动态可靠度的计算中考虑荷载随时间变化的影响.应用该方法,计算了各种荷载在不同目标基准期的荷载标准值修正系数.该方法解决了动态可靠度中的荷载变化问题.     

基于聚类分析的川滇地区块体划分与应变研究

本文研究川滇地区块体划分与区域地壳应变.首先,对川滇地区GPS水平速度场采用K-medoids聚类法直接聚类;然后,基于改进的K-medoids方法,利用GPS站点地理位置与水平速度场对初步聚类结果联合约束进行第2次聚类分析,并结合F统计检验法确定各块体边界;最后,运用整体旋转线性应变模型计算各块体的应变参数,分析水平运动、应变场空间分布与区域构造变形的关系.研究结果表明:川滇地区的GPS聚类分析结果与地质学提出的板块划分结果相吻合,为块体划分提供另一种方式;整体旋转线性应变模型计算的应变结果显示川滇菱形块体表现为最大剪应变和面应变率梯度高值区,表明该区域积累了一定的弹性应变能,具有发生地震的危险性.     

基于HNGICS的GNSS郑汴洛地面沉降监测技术

应用河南省地质信息连续采集运行系统(HNGICS)开展郑汴洛地区的全球卫星导航系统(GNSS)地面沉降监测.监测网采用三级布设:一级网采用HNGICS基准站,作为监测基准网;二级网为地面沉降监测的基本网,采用B级GPS观测;三级网为地面沉降变形的监测网,采用C级GPS观测.利用GAMIT精密解算软件进行基线解算,获得高精度大地高数据,从而监测地面沉降的变化.将监测结果与水准监测资料对比,证实GNSS监测网的布设、外业观测和内业数据处理等方案可行,可为郑汴洛地区地面沉降和地裂缝的解释和减灾提供数据支持.     

顾及时空因素的青藏高原地区加权平均温度模型

大气加权平均温度(T_m)在GNSS大气水汽反演过程中扮演着关键角色.本文针对现有的T_m模型在青藏高原地区的适用性较差等情况,利用2014—2017年青藏高原地区13个探空站观测数据建立了一种顾及地面温度、高度、纬度及季节变化的青藏高原地区T_m模型(TPT_m模型).以2018年的探空资料为参考值,对TPT_m模型进行精度检验,并与常用的Bevis模型、局域精化后的Bevis模型(Bevis-TP模型)和GPT2w模型进行比较分析,结果表明：TPT_m模型具有相对较好的精度,其年均偏差和均方根误差(RMS)分别为0.07 K和2.76 K,相比Bevis、Bevis-TP、GPT2w-5(5°分辨率)和GPT2w-1(1°分辨率)模型其精度(RMS值)分别提高54.5%、30.8%、36.3%和27.6%;此外,将TPT_m模型用于GNSS水汽计算,其导致的水汽计算理论RMS误差和相对误差分别为0.10 mm和1.02%.因此,TPT_...     

多年冻土区高压电塔热桩基础稳定性研究

通过数值方法对多年冻土地区高压电塔热桩基础的稳定性进行了研究.分析了冻土活动层完全冻结和融化时,设计荷载作用下热桩基础的位移变化,并与普通桩基础进行了对比.计算结果表明:在春分日(活动层完全冻结)桩顶水平位移为0.02mm,竖向位移为0.13mm,秋分日(活动层完全融化)桩顶竖向位移为0.31mm,最大水平位移为5.16mm,均小于设计允许值.春、秋分日的热桩荷载位移控制比值的最大值分别为:0.82,0.02均小于1.0,表明水平荷载是杆塔基础设计的控制荷载.在相同荷载条件下春分日热桩桩顶水平位移为普通桩的8%,竖向位移为普通桩的62%,秋分日则分别为普通桩的7.9%和1.4%,可知在冻土地区热桩基础的稳定性明显高于普通桩基础.     

中条铜矿与秦岭造山带

中条裂谷位于华北陆(板)块南缘的北部,中条群处在活动大陆边缘海域的沉积环境,应包括在秦岭-大别活动带内.从中条裂谷的地质特征分析,如NNE-EW向构造格架、火成岩省、古地热状态及成矿作用等,均与秦岭造山带碰撞作用息息相关.对华北陆(板)块南缘,南、北秦岭造山带,扬子陆(板)块北缘4个构造单元的地壳和上地幔元素丰度比较,可知扬子陆(板)块以富含Cu为特征.由于古元古代以前,扬子陆(板)块已俯冲到华北陆(板)块之下,同时古热幔柱脉动式活动频繁,为成矿作用提供了矿质来源,在中条裂谷的深部形成含铜(金)的成矿物质场,又有基性和酸性岩浆的喷发和侵入,以及具中低温、压的古地热构造环境,为创建释放热流场和成矿动力场奠定了控矿基础.     

华北地区夏季降水变化特征和极端降水多、少年环流异常特征分析

根据1961—2004年6—8月的逐日降水资料,用Morlet小波分析和滑动平均等方法,分析了近44 a来华北地区夏季降水的年际和年代际变化特征,不同量级降水事件的发生频率和强度,极端降水时间多年和少年的大气环流差异.结果表明,华北夏季降水量总体呈下降趋势,但极端降水天气发生的次数并没有减少,强度也呈增加趋势.华北地区夏季极端降水多年,印度季风强度较强且能够伸展到我国东北地区,副热带高压强度也较强且位置偏北,在我国内蒙古北部和贝加尔湖南部有气旋性环流存在,造成极端降水量偏多;极端降水少年,印度季风强度较弱,水汽仅输送到较低纬度,从而导致北纬30°以北地区水汽大量减少,副热带高压强度较极端降水多年弱且位置偏南,造成极端降水量偏少.     

城市住房市场差异与房价连锁反应——以35个大中城市为例

将35个城市按所在地理位置,划分为华东、中部、西部、东北、华北和华南6个地区,建立城市和全国的房价缩约方程,分析人均可支配收入、建设成本、金融机构法定贷款利率和广义货币供应量对城市或全国平均住房价格的影响.以各城市房价与全国平均房价的比值为因变量,构建面板协整和误差修正模型.长期协整关系的成立以及误差修正模型的系数差异,表明我国各地区之间存在弱的房价连锁反应现象：在长期,除华东地区外各地区房价与全国平均房价的比值没有随时间增长的趋势,具有回复到稳定均衡关系的倾向;而在短期,各地区房价变化对全国性因素变动有不同反应.华东地区的房价对全国收入、利率变化有更快的反应.     

基于2000国家大地坐标系的中国大陆速度场获取

2000国家大地坐标系(CGCS2000)不具备速度场信息,不能完整表述中国地心坐标参考框架的动态性和现势性,因此,有必要基于CGCS2000 建立中国大陆速度场模型. 介绍了基于CGCS2000中国大陆速度场获取的方法;利用2000~2010年国家GPS连续运行站及国际IGS站的大量重复观测数据,获得了高精度GPS连续运行站点位成果及速度场成果,发现点位水平方向的精度优于±2mm,垂直方向的精度优于±3mm;速度场南北方向精度优于每年±1.6mm,东西方向精度优于每年±1.8mm;研究了11年来国家GPS连续运行站的变化趋势及变化量,获得了各个站点的运动趋势,并与中国地壳运动观测网络重合点进行分析比较,发现其差异较小,证明了计算结果的可靠性和可行性,说明CGCS2000为速度场模型的建立可提供高精度数据.     

大气腐蚀下网架结构症状可靠度及寿命预测

为了确定网架结构因钢材遭受大气腐蚀而引起的结构性能退化,用钢材长期暴露腐蚀试验所得的模型代替实际腐蚀过程,建立以杆件应力为主要症状的结构可靠度方法.在杆件壁厚随时间不断改变的条件下,将控制杆件的应力随时间变化曲线用于拟合Weibull模型曲线,以此生命症状模型对网架结构进行基于症状的可靠度分析和结构剩余寿命预测.考虑实际健康监测所得症状值与理论预测值的差异,对可靠度分析结果进行修正.算例结果表明,在单一损伤所致性能退化条件下,结构可靠度和结构剩余寿命以设计年限为基准,逐年递减.该结论与相关文献的结果一致.     

1961-2014年石家庄地区降水量的时空变化特征

利用石家庄地区5个代表站1961—2014年的逐日降水资料,采用多种统计分析方法,分析了石家庄地区降水量的时空变化特征,结果表明石家庄地区年降水量从20世纪70年代开始下降,80年代达到最低,90年代有所增加,但也没有明显的上升趋势,21世纪初又开始下降.20世纪70年代降水量的减少春季和秋季贡献最大,80年代降水量的减少和90年代降水量的增加主要是夏季的贡献.石家庄地区年降水量起伏较大,1963年降水量最多,为1 038.4 mm,2014年最少,仅为276.2 mm.近54年石家庄年降水量在波动中呈现下降趋势,线性趋势为-11.0 mm/(10 a),但下降趋势并不明显.石家庄北部年降水量呈上升趋势,市区及东部、南部和西部年降水量均呈下降趋势,变化趋势均不明显.近54年,石家庄春季降水量呈上升趋势,线性趋势为0.9 mm/(10 a),夏季、秋季和冬季降水量均呈下降趋势,线性趋势分别为-11.9,-1.1和-0.3 mm/(10 a),上升或下降趋势均不明显.夏季降水减少是导致石家庄年降水减少的主要原因.石家庄四季降水量变化趋势的空间分布具有明显的季节特征和区域特征.石家庄四季降水量均存在显著周期变化.     

SVM方法在热带气旋风雨及温度预报中的应用

热带气旋的强弱和移动路径会直接影响到周围大气中气压、温度、露点等气象要素的变化.为更好地了解热带气旋对海口市的影响,通过收集影响海口市热带气旋关键因子,建立热带气旋风雨影响预报因子库,基于SVM方法对热带气旋在过程降水量、最大风速和平均温度进行趋势预报.结果表明,该方法对影响海口市热带气旋的过程降水量、最大风速和平均温度都有较好的预测效果,但对于超过15 m/s的最大风速和200mm以上降水量级上存在一定的偏差,这可能与SVM模式中预报因子库中关键因子不全及模式的择中原理使结果趋于平均化相关.     

全球升温1.5和2℃时中国特困区干旱变化特征研究

基于15个CMIP6全球模式在4个共享社会经济路径及典型浓度路径的组合情景(SSP1-2.6,SSP2-4.5,SSP3-7.0,SSP5-8.5)下的模拟结果,对全球升温1.5和2℃目标下中国连片特困区干旱频次、强度和持续时间的变化特征进行了分析.结果表明：1)在全球升温1.5和2℃时,特困区年均温较基准期分别平均增加约1.1和1.8℃,快于全球升温速率,年降水增幅明显,在特困区西北部尤为显著;2)升温1.5℃时,特困区平均干旱强度由基准期的轻微干旱转变为中等干旱,面积占比74%地区的干旱频次减少,面积占比61%地区的干旱持续时间缩短;3)升温2℃时,特困区干旱强度仍以中等干旱为主,干旱频次整体上保持减少,部分地区减少最多可达0.6次/a,但极端干旱事件发生概率增加,干旱持续时间有南部增加和北部减少两极化的发展趋势,面积占比约55%地区的干旱持续时间预计减少1.3个月;4)全球升温从1.5℃增加到2℃时,特困区干旱变化特征在空间上存在相似性,干旱频次和持续时间在南部区域均表现为增长、北部区域为减少,干旱强度则在特困区大部分地区均有增强.相较于升温1.5℃,升温2℃时,特困区很可能将面...     

东亚地区二氧化碳体积分数变化特征

利用2004年以来东亚地区10个本底观测站大气φ(CO₂)观测资料,分析了各站大气φ(CO₂)的变化特征及其各站之间的差异,讨论了下垫面特征、源汇作用等对φ(CO₂)变化的影响.结果表明:10个本底站大气月均φ(CO₂)有明显的季节变化,高值多出现在冬春等寒冷季节,而低值则多出现在6—9月,属于北半球的夏季;大气φ(CO₂)日变化趋势较为一致,15时(当地时间)前后达到全天最低,随后φ(CO₂)升高,并在日落后继续积累,至清晨7时(当地时间)前后达到全天最高,之后φ(CO₂)随着太阳辐射的增强而逐渐降低,且平均φ(CO₂)水平与下垫面植被量成反比,φ(CO₂)日变化的幅度与下垫面植被量成反比.作为全球基准站之一的瓦里关山站,2004—2008年φ(CO₂)年均值逐年增加,年增长率为2.28×10^-6/a.     

香港地区加权平均温度特征分析

利用香港King's Park探空站(站号45004)2003-2009年探空资料回归了大气加权平均温度Tm、地面温度Ts、气压es和水汽压Ps的线性公式.通过比较分析发现Tm-Ts单因素回归结果和Tm-Ts、es、Ps多因素回归结果没有显著差异,但基于本地化探空数据的回归公式精度比Bevis公式高;增加样本数回归分析并不能显著提高公式精度,采用最近一月探空数据回归公式即可很好地由Ts拟合下年Tm,拟合均方根误差(F-RMS)为1.946 K;用2003年数据回归出的经验公式Tm=113.29+0.5 863Ts去拟合2004-2009年的数据,拟合均方根误差基本没有差异,因此某地Tm-Ts经验公式一次回归可长期使用.通过对全国83个国际交换站2009年探空数据回归得出我国大陆地区最新Tm-Ts经验公式为Tm=53.244+0.783Ts,该一般公式拟合均方根误差与本站数据回归剩余均方根误差(RRMS)相当,可代替本地公式广泛使用.     

1970—2018年中国甲烷排放量时空分布特征及行业排放源分析

在100年时间尺度上,甲烷(CH₄)气体的全球增温潜势是CO₂的25倍,研究CH₄排放的时空特征及排放源组成结构对于国家“双碳目标”的实现具有重要价值.本文基于全球大气研究排放数据库(EDGAR)中的数据集,刻画了中国CH₄排放的时空分布特征,利用空间自相关和热点分析方法,揭示了CH₄排放的空间集聚效应,并基于不同的行业部门排放数据对CH₄的排放源进行分析.研究表明：1970—2018年CH₄排放的热点区主要分布在我国的华东、华北以及华南地区,有逐渐向西北地区延伸的趋势;年CH₄排放量平均值达8.33 t·a^-1·km^-2,变化曲线总体上呈现平缓上升—急速上升—稳定排放三个阶段;从各行政区的排放量来看,上海一直处于最高,全市排放量十年间平均值不低于25 t·km^-2;能源活动和工业生产的CH₄排放量贡献突出,尤其是交通运输和煤...     

Dynamics Analysis of Square Unit and its Combined Mechanism with Joint Clearance

考虑运动副间隙的正方形单元及其组合机构的动力学分析

李剑锋,王三民,李博,智常建,彭麒安

（西北工业大学 机电学院,西安 710072）

创新点说明：

1.为精确研究正方形单元及其组合机构的动力学性能,通过考虑间隙转动副元素之间的运动规律建立了该运动副的运动学模型。

2.在Floures接触力模型和LuGre摩擦力模型的基础上建立了考虑运动副间隙的正方形组合机构的动力学分析方法,并采用Baumgarte提出的稳定约束法来解决积分过程中的约束违约现象。

3.采用具体算例验证了本文方法的有效性。该方法简化了正方形单元及其组合结构动力学分析过程,拓展了其应用范围,具有较高的实际应用价值。

研究目的：

为精确研究该机构的动力学性能,通过考虑间隙转动副元素之间的运动规律建立了该运动副的运动学模型,分析运动副间隙对正方形单元及其组合机构动力学的影响。

研究方法：

通过考虑间隙转动副元素之间的运动规律建立了该运动副的运动学模型;其次,在Floures接触力模型和LuGre摩擦力模型的基础上得到了考虑间隙转动副元素之间的切向和法向接触力;最后,建立了考虑运动副间隙的正方形组合机构的动力学分析方法,并采用Baumgarte提出的稳定约束法来解决积分过程中的约束违约现象,运用Matlab对具体算例计算和分析。

结果：

结果发现正方形单元及其组合结构转动副随着间隙值的增加,正方形可展机构动态曲线的变化范围更大,波动幅值较大,预测随着间隙值的继续增加,碰撞过程会更加严重,直至机构失效。表明运动副间隙对正方形组合机构动力学性能的影响不可忽视。

结论：

1.基于接触-分离-碰撞过程,成功地将运动副间隙效应引入到正方形可展机构的动力学模型中,分别采用Floures模型和修正的Coulomb摩擦力模型计算接触碰撞力,并使用Baumgarte稳定约束法有效的避免了积分过程中产生的约束违约现象。

2.含间隙正方形可展机构动力学特性的研究表明：机构动力学行为的计算需要考虑运动副间隙效应对的影响。

3.通过对间隙值分别为0.25mm和0.5mm的分析可知：随着间隙值的增加,正方形可展机构动态曲线的变化范围更大,波动幅值较大,随着间隙值的继续增加,碰撞过程会更加严重,直至机构失效。

关键词：正方形单元及其组合机构,间隙,Floures接触力模型,动力学