便携式近地表FDEM观测系统抑噪方法研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41904158
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0414.地球和行星物理实验与仪器
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The noise suppression has primary responsibility for the portable near-surface frequency domain electromagnetic (FDEM) prospecting system has not yet being attained abroad application. A mechanism that the internal and external noise will be suppressed synchronously for the portable near-surface FDEM prospecting system is proposed, which combines the noise outside the system (external noise) with the inner noise analysis, as well as combines the sending and receiving data cross-correlation processing with the "add - reducing dither" (redithering) method. The major innovation parts in this project include: 1) A method for the sending and receiving data cross-correlation processing based on the invert-repeated m-sequence is proposed, which combines the system inner signal with the external signal to suppress the non-relevant external noise; 2) A noise suppression method that combining invert-repeated m-sequence with the dither noise is proposed, which includes the redithering mechanism formed by introducing the dither noise into the ADC quantized signal and the data operation to suppress the inner noise. 3) An approach to calculate frequency, amplitude, phase parameters of the system basing on Goertze algorithm is given to optimize the consumed time and computing resources when the inner and external noise are suppressed synchronously. The purpose of this research is to improve the detection performance of the portable near-surface frequency domain electromagnetic (FDEM) prospecting system, so as to obtain effective detection data in noisy environment, and provide new noise suppression mechanism and technology for electromagnetic geophysical instruments.
便携式近地表FDEM观测系统无法得到广泛应用,噪声干扰是关键问题之一。本项目提出便携式近地表FDEM观测系统内噪声与系统外噪声抑制相结合,收发数据互相关与“加-减抖动”(简称redithering)相结合的同步抑噪机制及方法。主要创新研究包括:1)基于逆重复m序列的收发数据互相关方法,将信号“内外结合”抑制“外”部不相关噪声;2)逆重复m序列与dither噪声相结合的噪声抑制方法,其中包括将dither噪声引入至ADC量化信号与数据运算中形成redithering机制,以实现“内”部噪声抑制;3)结合Goertzel算法实现弱信号提取,以有效优化仪器系统“内外”噪声同步抑制所消耗的时间与资源。通过本项目研究,以期提升便携式近地表FDEM观测系统探测性能,实现其在较强噪声环境中获得有效探测数据,同时为电磁法地球物理仪器提供新的抑噪机制与方法。

结项摘要

便携式近地表频率域电磁法(FDEM)观测系统作为有望广泛应用于浅层矿藏、泥石流、地下管线、地下水及污染、地下未爆炸地雷等近地浅层探测的仪器装备,具有快速、便捷的优势。经统计分析,由于大部分地区特别是城市及城郊电磁噪声过强,使其难以获得有效的数据。基于如上需求,本项目提出了结合互相关与redithering的仪器“内外”结合同步抑噪的框架理论与方法,并取得了一系列成果:1)提出了一种新的观测系统“内外”结合抑噪的理论,完成了技术途径实现,通过解决相应理论和其中的关键科学问题,提高了便携式近地表FDEM观测系统的性能和稳定性,解决强扰环境下近地表便捷勘测的探测能力瓶颈问题;2)研制了基于逆重复m序列的dither噪声源,形成完善的redithering处理机制,提升观测系统的SFDR指标,对截位造成的谐波失真噪声具有明显的抑制作用;3)基于已有基础,优化改进了观测系统样机1套,完成了应用实验验证,具有完善且可供参考的硬软件设计方案,提升了观测系统的重复精度、系统实时性、系统勘测分辨率等性能指标。项目执行期间,共发表标准论文11篇,其中SCI标注论文8篇、EI标注2篇,第一标注5篇、第二标注4篇,申请并被授权国家发明专利3项。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(6)
Design of a high-resolution antenna array solar observing system for radio frequencies of 25–110 MHz
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  • DOI:
    10.1098/rsbl.2021.0240
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Publications of the Astronomical Society of Australia
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    Yuxi Wang;Zhen Dong;Guang Lu;Zhao Wu;Yanrui Su;Yao Chen;Fabao Yan
  • 通讯作者:
    Fabao Yan
基于电磁波传播的采空区 AMT 探测与异常快速圈定———以云南东川烂泥坪铜矿区为例
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中国安全生产科学技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘慧鹏;柳建新;王芳;钱雷云;严发宝
  • 通讯作者:
    严发宝
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一种太阳射电爆发光谱识别的深度学习方法
  • DOI:
    10.7717/peerj-cs.855
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    PeerJ Computer Science
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Guo JC;Yan FB;Wan G;Hu XJ;Wang S
  • 通讯作者:
    Wang S
A generation and distribution system of clock signal source for signal acquisition system
一种信号采集系统时钟信号源产生与分配系统
  • DOI:
    10.1002/eng2.12494
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Engineering Reports
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Lei Zhang;Yuanyuan Zhang;Ziqian Shang;Yanrui Su;Fabao Yan;Zhao Wu
  • 通讯作者:
    Zhao Wu
A broadband digital receiving system with large dynamic range for solar radio observation
一种用于太阳射电观测的大动态范围宽带数字接收系统
  • DOI:
    10.1088/1674-4527/20/9/156
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Research in Astronomy and Astrophysics
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Yan Fa-Bao;Liu Yang;Xu Ke;Shang Zi-Qian;Su Yan-Rui;Lu Guang;Chen Yao;Wu Zhao
  • 通讯作者:
    Wu Zhao

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太阳射电观测系统多通道变频电路一致性补偿方法与实现
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  • 发表时间:
    2019
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  • 作者:
    杜清府;程仁君;陈昌硕;李昕;张军蕊;冯士伟;苏艳蕊;陈耀;严发宝
  • 通讯作者:
    严发宝

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太阳低频(70-110MHz)射电长基线相干频谱测量与抗扰研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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