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星载斜视等距扫描成像

红外与激光工程 2022年第3期51卷 440-445页

作者：王浩石志城宫辉王军唐绍凡北京空间机电研究所北京100094 中国空间技术研究院天基空间目标监视技术核心专业实验室北京100094

针对传统穿轨扫描成像方式存在的随扫描角度增大分辨率退化严重、大气程辐射差异大影响定量化应用等问题,提出了一种基于斜视等距扫描的成像方法。首先,介绍了该成像方法的原理,根据几何光学理论建立了几何成像模型。然后,基于几何成像... 详细信息

针对传统穿轨扫描成像方式存在的随扫描角度增大分辨率退化严重、大气程辐射差异大影响定量化应用等问题,提出了一种基于斜视等距扫描的成像方法。首先,介绍了该成像方法的原理,根据几何光学理论建立了几何成像模型。然后,基于几何成像模型,给出了大幅宽斜视等距扫描成像过程中扫描方向与垂直扫描方向空间分辨率随扫描角度的关系式,以及幅宽与扫描角度的关系式;进一步给出了该成像体制,通过卫星平台俯仰机动,实现多角度观测时分辨率、幅宽等关系式。最后,结合某预研星载相机进行了仿真分析。结果表明:分辨率退化大幅减小,在扫描角度60°时边缘分辨率退化相比穿轨扫描成像体制的9.3倍降低为2.5倍。为大幅宽成像边缘视场分辨率退化严重的问题提供了一种新的解决途径,对推动超大幅宽、高分辨率、多角度星载遥感的发展具有一定参考意义。

关键词：大幅宽低分辨率退化斜视等距扫描穿轨扫描

面阵CMOS图像传感器响应非均匀性校正方法研究

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半导体光电 2012年第4期33卷 570-574,578页

作者：董建婷杨小乐董杰石志城北京空间机电研究所北京100076

非均匀校正是降低CMOS图像传感器固定模式噪声的有效方法。对面阵CMOS图像传感器的光响应特性测试表明其响应是非线性的。对非线性CMOS图像传感器分别进行两点校正、分段线性校正和多项式拟合校正。利用响应非均匀性(PRNU)作为校正效果... 详细信息

非均匀校正是降低CMOS图像传感器固定模式噪声的有效方法。对面阵CMOS图像传感器的光响应特性测试表明其响应是非线性的。对非线性CMOS图像传感器分别进行两点校正、分段线性校正和多项式拟合校正。利用响应非均匀性(PRNU)作为校正效果的评价指标,对每种方法在整个光响应范围内的校正效果进行整体评估,对影响每种方法校正效果的因素进行总结。最后将每种方法中的最优处理情况选择出来,从PRNU指标、校正处理后的图像、参数获取时间、校正处理时间、校正参数存储空间等几个方面进行分析比较,最终判定二阶多项式拟合校正是最佳的处理方法。

关键词： CMOS图像传感器非均匀校正非线性多项式拟合校正

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光机扫描仪扫描条带宽度变化规律研究

航天返回与遥感 2011年第1期32卷 12-17页

作者：石志城北京空间机电研究所北京100076

研究了光机扫描仪扫描条带宽度随扫描角变化的变化规律,并推导出扫描条带宽度变化量的计算公式。讨论了卫星侧摆成像时,计算条带宽度变化量的方法。最后,建立了扫面条带的数学模型,并对MODIS扫描条带宽度变化进行了仿真。

关键词：光机扫描仪扫描条带宽度扫描角侧摆成像航天遥感

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“高分四号”卫星凝视相机设计与验证

航天返回与遥感 2016年第4期37卷 32-39页

作者：练敏隆石志城王跃董杰北京空间机电研究所北京100190

2015年12月29日,中国第一颗地球静止轨道高分辨率光学遥感卫星—"高分四号"卫星在西昌卫星发射中心成功发射,星上装载的北京空间机电研究所研制的高分辨率光学遥感凝视相机,可以获取星下点可见光近红外谱段(全色及多光谱)50m地面像元分... 详细信息

2015年12月29日,中国第一颗地球静止轨道高分辨率光学遥感卫星—"高分四号"卫星在西昌卫星发射中心成功发射,星上装载的北京空间机电研究所研制的高分辨率光学遥感凝视相机,可以获取星下点可见光近红外谱段(全色及多光谱)50m地面像元分辨率、中波红外谱段400m地面像元分辨率图像,地面覆盖超过400km?400km。文章介绍了该相机的组成及工作原理、相机的关键技术及实现情况,给出了地面测试与试验结果,对在轨运行和测试情况进行了简单介绍,列出了在轨测试的主要结论。

关键词：地球静止轨道凝视相机多光谱中波红外 “高分四号”卫星

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地球自转对光机扫描仪摆扫成像的影响分析

航天返回与遥感 2010年第3期31卷 64-69页

作者：石志城李岩北京空间机电研究所北京100076

地球自转会影响地物相对光机扫描仪的运动。不同纬度的地速不同,地速的变化会造成扫描条带畸变、相邻条带错动和重叠率的变化。文章研究了地球自转的变化规律,从扫描条带畸变、相邻条带错动和重叠率变化3方面因素研究了地速对光机扫描... 详细信息

地球自转会影响地物相对光机扫描仪的运动。不同纬度的地速不同,地速的变化会造成扫描条带畸变、相邻条带错动和重叠率的变化。文章研究了地球自转的变化规律,从扫描条带畸变、相邻条带错动和重叠率变化3方面因素研究了地速对光机扫描仪成像的影响。最后,针对这些影响提出了校正建议。

关键词：地球自转光机扫描仪扫描条带航天遥感

一种新型多功能BIPOD相机支撑技术设计与验证

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航天返回与遥感 2021年第6期42卷 132-140页

作者：宫辉练敏隆石志城贾涛童卫明连华东北京空间机电研究所北京100094

空间相机结构频率需避开火箭振动频率的波峰,在轨成像时需隔离卫星平台的微振动。基于相机支撑结构发射段高频率、在轨段低频率的需求,设计了一种兼具锁紧隔振功能的两脚架(BIPOD)支撑结构。该结构在相机发射过程中锁紧,入轨成像阶段解... 详细信息

空间相机结构频率需避开火箭振动频率的波峰,在轨成像时需隔离卫星平台的微振动。基于相机支撑结构发射段高频率、在轨段低频率的需求,设计了一种兼具锁紧隔振功能的两脚架(BIPOD)支撑结构。该结构在相机发射过程中锁紧,入轨成像阶段解锁,解锁状态具备隔离低频振动的能力。其中锁紧机构由卡箍、切割器锁紧,由弹簧驱动分离;隔振结构阻尼胶采用聚氨酯材料,该材料的振动传递率低于0.2,其弹性模量(E)通过拉力试验获得。设计并投产了BIPOD结构试验件,完成了相机的正弦振动及随机振动试验,振动试验结果表明BIPOD锁紧时一阶频率25.99Hz,超出相机发射的频率要求(25Hz);利用力锤敲击法测试了相机解锁模态,一阶频率7.03Hz,能抑制制冷机10Hz以上的低频振动。上述测试结果表明BIPOD结构设计满足项目需求。

关键词：锁紧隔振支撑结构空间相机

基于轻型平台的多模态高分辨率高光谱目标检测系统

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红外技术 2023年第6期45卷 582-591页

作者：闫赟彬崔博伦杨婷婷李欣石志城段鹏飞宋梅萍练敏隆北京空间机电研究所北京100094 大连海事大学信息科技学院辽宁大连116026

为解决无人机高光谱成像仪体积大,探测效率低等问题,提出了一种轻小型多模态高分辨率高光谱成像仪。文中主要介绍了高光谱成像仪光学系统设计,数据采集及实时处理模块。通过切换扫描模式满足光谱特性分析,目标检测等不同领域的探测模式... 详细信息

为解决无人机高光谱成像仪体积大,探测效率低等问题,提出了一种轻小型多模态高分辨率高光谱成像仪。文中主要介绍了高光谱成像仪光学系统设计,数据采集及实时处理模块。通过切换扫描模式满足光谱特性分析,目标检测等不同领域的探测模式需求。采用低畸变、高通量、紧凑型分光光学系统设计实现无人机平台对光谱成像仪的重量要求和探测精度要求。根据设计需求实现产品的加工同时进行了性能测试,其中,MTF达到0.19,光谱分辨率3.5~5.4 nm。通过检测多种流水线中的杂质验证系统对实时目标检测的能力。实现结果表明,系统能够实现每秒2048 pixel×2048 pixel场景的高精度光谱异常目标探测,探测精度优于87%。

关键词：高光谱成像系统无人机平台多模态轻小型

基于有限差分的部分饱和双重孔隙介质弹性波模拟与分析

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物理学报 2024年第10期73卷 20-29页

作者：石志奇何晓刘琳陈德华中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 北京市海洋深部钻探测量工程技术研究中心北京100190

双重孔隙介质模型考虑了岩石非均质性诱发的介观流对弹性波频散和衰减的影响,在非均质储层地震资料定量解释中取得良好的应用效果.基于双重孔隙介质理论模型,利用数值算法开展弹性波模拟工作不仅可以直观显示波的传播特征,同时也为后期... 详细信息

双重孔隙介质模型考虑了岩石非均质性诱发的介观流对弹性波频散和衰减的影响,在非均质储层地震资料定量解释中取得良好的应用效果.基于双重孔隙介质理论模型,利用数值算法开展弹性波模拟工作不仅可以直观显示波的传播特征,同时也为后期地震反演成像工作奠定基础.本文基于Santos-Rayleigh部分饱和双重孔隙介质模型,利用交错网格有限差分算法模拟并分析了双重孔隙介质中的波场快照和波形曲线.采用Zener黏弹性模型近似表征介观流机制,结果表明Zener模型能够较好地反映快纵波传播特征,却无法表征慢纵波P3波在低频段的衰减特征.利用时间分裂法解决波动方程的刚性问题,提高计算效率.利用解析解验证了有限差分算法正确性的基础上,模拟了均匀介质和分层介质中的波场快照和波形曲线,清晰直观地反映了快纵波在地震频段的强衰减特征,与双重孔隙理论模型预测结果一致.模拟结果有助于进一步理解非均匀部分饱和孔隙介质中的弹性波传播特征.

关键词：双重孔隙介质有限差分频散与衰减

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托盘三维装载下的配送车辆路径优化问题研究

托盘三维装载下的配送车辆路径优化问题研究

作者：岳志城重庆交通大学

学位级别：硕士

近年来,电子商务行业的繁荣促进了物流配送服务的快速发展,但传统快递配送模式也面临了一些新的挑战。一是,快递装载率低下和较高的货损率,严重影响了快递的配送服务效能。快递员在装载过程中的抛扔、踩踏等不规范操作,不仅造成了车内... 详细信息

近年来,电子商务行业的繁荣促进了物流配送服务的快速发展,但传统快递配送模式也面临了一些新的挑战。一是,快递装载率低下和较高的货损率,严重影响了快递的配送服务效能。快递员在装载过程中的抛扔、踩踏等不规范操作,不仅造成了车内空间的浪费,还增加了货物之间碰撞、挤压的风险。二是,随着货物量的不断增多,车辆配送效率低的问题变得更加严重。在诸多“购物节”的催动下,快递配送量急剧增多,给快递服务企业的配送网点和末端驿站带来巨大的配送压力,装卸效率低、车货不匹配等问题使得货物积压、延误等现象尤为突出,大大降低了配送的效率。三维装载作为提高车辆装载配送效率的方式已引起学界的广泛关注,但如何兼顾配送车辆装载率低、装卸效率低、以及车货不匹配等问题,仍需要进一步的深入研究。本文从配送货物三维装载的空间特征出发,引入可调节支撑结构的托盘作为中间载体,利用数学规划方法构建空间资源配置和路径优化模型,并融合三维空间划分方法、启发式算法,重点研究考虑带时间窗的托盘三维装载约束下的车辆路径优化问题、多车型协同配送的托盘三维装载与车辆路径优化问题,进行灵活的三维装载路径优化,进而整合运输资源以提高车辆装载率与降低配送成本,提高配送服务效能。本文主要研究内容如下:(1)研究带时间窗的托盘三维装载配送车辆路径优化问题。考虑客户需求的时间窗约束,引入可调节支撑结构高度的托盘作为配送货物的码放载体,建立三维空间码放方法和配送车辆路径优化模型,实现物流配送网络物流运营成本的降低和车辆装载率的提高。首先,构建了以物流配送总成本最小化和配送车辆装载率最大化的双目标优化模型;然后针对方案配送的需求,设计了一种改进的带初始排序的混合模拟退火-遗传启发式算法框架,来实现托盘及车厢的货物三维配载和配送路线优化。通过经典算例的算法验证,证明带初始排序的混合模拟退火-遗传算法在算法求解速度和求解稳定性上要优于经典的启发式算法。最后,以重庆市某快递物流网络为例,实证分析结果验证了提出的数学模型及算法。结果表明:相比传统三维装载配送方案,本文托盘的使用可以节约70.15%的装卸时间。而双目标优化模型又能在节约装卸时间的基础上,保证81.68%的高装载率。(2)研究多车型协同配送的托盘三维装载与车辆路径优化问题。在托盘三维装载配送车辆路径优化问题中,当实际需求货物量不足时,会出现单一车辆引发的车货不匹配的问题。本文在带时间窗的托盘三维装载配送车辆路径优化问题中引入了多车型的装载配送方式,进行多车型的装载配送模型与算法的设计。首先,提出了托盘装载下的多车型配送路径优化方案,考虑装卸时间、不同车型的三维尺寸和使用成本,建立了平均车辆装载率最高和总成本最低的双目标优化模型。其次,设计了具有多层迭代特征的3LPV(3D Loading with Pallet-VRP,3LPV)算法,通过标准数据集的装载测试,并与大邻域搜索算法与搜索树算法进行了对比,验证算法的有效性。最后,以某一快递公司的实例数据进行了实例计算。结果表明:多车型的使用在复杂需求下,实现了平均每辆车75.49%的装载率,有效避免车货不匹配问题的出现,并且多层迭代的算法具有更加稳定的求解效果。综上,本研究从配送货物三维装载的空间特征出发,建立托盘三维装载方法和带时间窗的配送车辆路径优化模型,以构造更优的货物装载配送方案;构建多车型协同配送的托盘三维装载与车辆路径优化方法,以实现配送资源的有效协同配置,提高配送效率。其中的托盘标准化、算法优化、方案协作等思路可为快递企业向自动化、智能化物流转型提供理论支持,将有利于现代快递物流配送行业提高服务水平和质量,进而有利于推进完善的智慧物流体系构建和标准化设施建设。

关键词：托盘装载客户需求时间窗路径优化多车型配送启发式算法