电离层闪烁下4路信号处理的载波锁相环

针对电离层闪烁导致的卫星导航接收机载波锁相环失锁问题,提出一种基于Kalman滤波器的4路信号处理载波锁相环. 该环路通过增加两路信号处理对锁相结果进行纠正,扩大了锁相环的相位牵引范围,同时根据信号实时载噪比自适应调节滤波系数,有效避免电离层闪烁时信号振幅衰落和相位突变引起的环路失锁. 通过仿真表明,这种锁相环可以在持续中强度和瞬时高强度的电离层闪烁下保持跟踪.      

基于频谱校正技术的光学相干振动和热变形层析系统研究

本文提出采用基于频谱校正技术的增强型频域光学相干层析系统(EOCT)及其在非接触结构振动和热变形检测的应用.该EOCT系统采用基于CCD的宽带光谱仪以及宽带低相干的白光,所以这个增强型光学相干层析系统具有很高的检测分辨率,可达到0.9μm精度.但是,由于光谱信号作傅里叶变换的过程中产生了能量泄露,从而导致振动或热变形检测存在一定程度的误差.为了解决这个问题,本文提出采用一种频谱校正技术来校正此误差.从振动、热变形以及压电驱动器标定等实验的结果可知该方法的检测精度最高可达0.1μm.因此,自研制的EOCT系统在非接触振动、热变形测量以及压电驱动器在线标定等领域具有很好的应用前景.     

基于PDE的金免疫层析试条图像去噪

由于金免疫层析试条的检测线非常细小,极易受到噪声和其它杂质的影响,从而导致检测线无法精确提取.为此,从金免疫层析试条图像特点出发,提出由图像x方向导数代替图像梯度的改进PDE去噪方法.实验结果表明,该改进方法在去除试条图像噪声的同时能更好地保护检测线边缘,为后续试条检测线的精确提取提供保障,使基于图像的精准定量检测成为可能.     

基于通用软件无线电平台的电离层高频多普勒频移监测仪

测量经电离层反射的无线电波频率的多普勒频移是一种经典的电离层探测技术.本文介绍了以通用软件无线电平台作为射频前端的新型设备的系统设计、数字信号处理流程及数据后处理的方法.前端输出的宽频带数字信号由计算机软件进行选频、滤波、降采样等处理,具有可随时改变接收频点及数据处理流程的灵活性,并降低系统复杂度和研发周期及成本.本文比较了由快速傅里叶变换和希尔伯特变换两种方法得到的信号多普勒频移量,在电波仅有单一频移分量时,两种方法的结果是一致的;快速傅里叶变换方法能够分辨多个频移分量,而希尔伯特方法的优点则是具有较高时间分辨率.此外,采用多站数据反演了电离层扰动传播速度,把频移得到的多普勒速度与电离层垂测仪观测的电离层虚高的变化进行了对比,验证了该设备的探测能力及数据准确性.该设备已替换升级子午工程一期原设备,并将部署于子午工程二期各观测台站.     

基于OCT成像技术对常见陶瓷文物断面结构的无损分析

采用光学相干层析(OCT)成像技术对河南和安徽出土的新石器时代至宋代的几种陶瓷质文物(彩陶、漆绘陶、唐三彩、绞胎釉陶、青瓷和钧瓷)的断面结构进行无损分析,获取了不同类别陶瓷器的表层(颜料层、底漆层和釉层)、中间层、胎釉结合面以及胎体表面的断面结构图像特征。通过这些结构图像,探讨了不同陶瓷器的制作工艺特点,同时也讨论了OCT成像技术分析不同类别陶瓷文物的断面结构的优点和局限。     

X射线编码三维成像重叠噪声的抑制

Ｘ 射线编码三维成像系统中,减少观察层上的重叠噪声是提高图像信噪比的有效方法。该文描述了一种新的解码方法,该方法通过对编码图像在频域进行梳状滤波并在空间重建,可以获得较低重叠噪声的观察层图像。理论分析表明： 所获得的观察层图像的重叠噪声残余能量小于１／ｍ （ｍ为编码图像的数量）。实验中对采用相关解码法和频域梳状滤波法所获得的层析图像进行了比较。结果表明： 采用频域梳状滤波法所获得图像的信噪比要高于采用相关解码法所获得图像的信噪比,与理论分析相符。     

改进的相位梯度法解电离层相位污染的方法

为了修正由电离层时变特性而引起电波信号相位的污染,研究人员开发了大量的算法对回波信号进行去污染。相位梯度法解相位污染是目前一种主要的解电离层相位污染的算法,但是该算法在提取一阶Bragg峰的问题上缺乏自适应的提取算法。在相位梯度法的基础上利用局部熵最小算法和基于功率比的滑窗自适应信号提取算法来其进行优化,利用仿真信号对两种改进算法和原有相位梯度算法进行验证比较。结果表明两种改进后的算法提升了解电离层相位污染的性能,同时提升了整个解相位污染方法的自适应性。此外,根据仿真实验的结果,当信号离Bragg峰更近时,功率比算法优于局部最小熵算法,当信号远离Bragg峰时,两者效果基本一致。     

基于无线电掩星观测的火星电离层观测研究进展

火星电离层早期的观测数据非常少,除了Viking登陆器对火星电离层的在位测量外,火星电离层的主要物理信息是通过掩星观测方法得到的.近年来,Mars Global Surveyor和Mars Express轨道器通过掩星观测的方法对火星的上层大气和电离层进行了长期的观测,得到了大量的火星电离层电子密度廓线资料.火星电离层受到来自太阳EUV和X射线辐射、太阳风、太阳耀斑、中性大气、表面壳磁场、宇宙射线、流星等多种因素的影响,使其结构发生瞬态或季节性的变化.本文介绍了行星无线电掩星探测的基本原理和技术特点,回顾了国内外科学家们基于已有的火星掩星观测数据（主要是Mars GlobalSurveyor和Mars Express）在火星电离层研究中的一些最新科学成果,并详细介绍了火星电离层的结构和火星夜间电离层的主要特征.     

基于电阻率层析扫描的水下抛石体内部空洞探测

为提高水下抛石体的识别精度,构建了预留有内部空洞的抛石体物理模型与电阻率层析扫描模型研究电阻率层析扫描技术在水下抛石体内部空洞探测中的成像效果,并与传统克里金插值法效果进行了对比。结果表明:电阻率层析扫描可以有效识别水下抛石体中的空洞,并且在刺激源数量为6时电阻率层析扫描模型模拟精度达到较高值;电阻率层析扫描技术在通道纵剖面上的识别能力要远高于传统克里金插值法;将数值模拟结果中电导率大于300.μS/cm的区域视为空洞区,整体反演结果略大于真实值,在 x、y、z 3个方向上的偏差分别为2.73、1.75、6.95.cm;基于反演结果对电阻率层析扫描模型进行正演,正演结果与实测数据的拟合度超过0.95,证明了电阻率层析扫描模型反演的准确性。     

基于无源信标的天波OTHR目标跟踪

为了削弱电离层分层结构引起的"多径"效应,减小电离层高度难以准确获取带来的跟踪误差,提出了基于无源信标的目标跟踪方法。通过雷达发射高频信号,建立等效电离层传播模型,并利用无源信标修正电离层高度,其中跟踪过程分为两个阶段:先进行初次跟踪,将跟踪结果与信标对比,反演出等效电离层虚高,再利用修正虚高跟踪未知目标。针对实测数据的分析结果表明,与多假设航迹融合算法相比,本方法具有更高的精确性和适应性。