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后向散射式激光雷达大气能见度反演方法研究

后向散射式激光雷达大气能见度反演方法研究

作者：刘雯箐中国民航大学

学位级别：硕士

能见度作为较常规的气象观测要素,可以反映大气浑浊度,会给航空运输、环境监测甚至人们出行安全带来重大影响。激光雷达因其自身具备的远距离以及高分辨率探测等优势,已经成为大气探测(能见度、气溶胶分布等)领域强有力的工具。随着低... 详细信息

能见度作为较常规的气象观测要素,可以反映大气浑浊度,会给航空运输、环境监测甚至人们出行安全带来重大影响。激光雷达因其自身具备的远距离以及高分辨率探测等优势,已经成为大气探测(能见度、气溶胶分布等)领域强有力的工具。随着低能见度天气(雾、霾、云)频发,严重影响了航空飞行安全,这些天气下的能见度监测工作已成为近年来的研究热点。本文以民航实际需求为出发点,提出了基于多次散射激光雷达方程,适用于低能见度天气的斜程能见度反演方法和考虑多次散射的卷云光学特性的反演方法,并通过真实回波信号数据对提出的两种算法进行了仿真验证,给出了精确的数值解。其具体内容有以下几个方面。1.简要介绍了课题的研究背景和意义、能见度检测设备以及反演方法的发展历程。重点针对目前基于一次散射激光雷达方程的常用反演算法Klett和Fernald积分法以及多仰角法等进行了推导,并进行了仿真模拟,提出了目前低能见度天气下反演方法的不足,即忽略了对反演结果影响较大的多次散射参量的影响。2.针对上述不足,本文重点针对多次散射现象进行研究,建立并优化了多次散射传输模式,采用半解析蒙特卡洛模拟法计算多次散射分量。同时,针对比较复杂的斜程能见度的求解问题,提出了针对低能见度环境条件下的,考虑多次散射影响的组合算法。对浓雾、轻雾、霾三种天气下的真实回波信号进行了斜程能见度的反演,给出了数值解,实现了更为精准的探测。3.本文针对卷云激光雷达比等特性的反演进行了研究,提出了考虑多次散射的卷云光学特性反演方法,对受多次散射影响较大的卷云激光雷达比以及卷云消光系数曲线进行了修正,并对反演算法进行了仿真验证,表明该算法具有较高的准确度,更具应用价值。

关键词：激光雷达多次散射能见度反演卷云光学特性蒙特卡洛法

基于自适应多尺度形态滤波与EMD的激光雷达回波信号去噪方法

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红外与激光工程 2015年第5期44卷 1673-1679页

作者：蒋立辉符超刘雯箐熊兴隆中国民航大学民航气象技术研究所天津300300 中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室天津300300

在使用经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)对激光雷达回波信号进行去噪处理时,由于信号含有脉冲及间歇等间断事件而产生模态混叠,导致不能很好地分解出有用信号成分,影响去噪效果。针对这一问题,提出了一种形态滤波与EMD... 详细信息

在使用经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)对激光雷达回波信号进行去噪处理时,由于信号含有脉冲及间歇等间断事件而产生模态混叠,导致不能很好地分解出有用信号成分,影响去噪效果。针对这一问题,提出了一种形态滤波与EMD相结合的组合算法。首先,使用自适应多尺度形态滤波器作为前置单元,对信号进行初步处理,剔除信号中的间断事件干扰。之后,应用EMD对处理过的信号去噪。采用仿真数据及真实激光雷达回波数据进行了去噪实验。实验结果表明,文中算法相比于直接EMD去噪,在仿真试验中信噪比提高了8.89 d B,均方根误差降低了0.0514;在真实回波数据去噪实验中,6 km以后平均信噪比提高了3.356 4 d B。该组合算法有效地抑制了模态混叠现象,具有良好的去噪效果及应用前景。

关键词：模态混叠经验模式分解激光雷达回波信号形态滤波去噪

考虑多次散射的卷云几何特征和光学特性反演方法

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红外与激光工程 2015年第9期44卷 2734-2741页

作者：熊兴隆刘雯箐符超蒋立辉中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室天津300300

研究了考虑多次散射的卷云几何特征和光学特性反演方法,对反演卷云高度和卷云激光雷达比的方法进行了改进。采用多次散射因子对卷云消光系数曲线进行修正,选取云底及云顶附近高度消光系数变化率的均值求解云层高度修正误差,对微分零交... 详细信息

研究了考虑多次散射的卷云几何特征和光学特性反演方法,对反演卷云高度和卷云激光雷达比的方法进行了改进。采用多次散射因子对卷云消光系数曲线进行修正,选取云底及云顶附近高度消光系数变化率的均值求解云层高度修正误差,对微分零交叉法求解得到的卷云高度进行修正,实现了较为精确的激光雷达云层高度反演。采用以边界值处消光系数和卷云光学厚度为约束条件的粒子群算法,求解卷云有效激光雷达比,选用半解析Monte Carlo方法,计算总散射信号与一次散射信号的比值,并结合Platt多次散射因子方程求得多次散射因子,实现了卷云激光雷达比的准确求解。使用Mie散射激光雷达真实回波信号进行了验证。结果表明,该改进方法具有较高的精度,更具应用价值。

关键词：卷云几何特征卷云光学特性 Mie散射激光雷达多次散射

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考虑多次散射影响的斜程能见度反演方法研究

光电子．激光 2014年第9期25卷 1742-1748页

作者：熊兴隆刘雯箐蒋立辉李猛冯帅中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室天津300300 中国民航大学民航气象研究所天津300300 中国民航大学工程技术训练中心天津300300

提出了一种在低能见度天气条件下考虑多次散射影响时激光雷达反演斜程能见度的组合算法。首先,根据Koschmieder定律构建能见度方程,确定斜程能见度与大气光学厚度的依赖关系;其次,根据多次散射激光雷达方程采用双仰角法反演大气光学厚度... 详细信息

提出了一种在低能见度天气条件下考虑多次散射影响时激光雷达反演斜程能见度的组合算法。首先,根据Koschmieder定律构建能见度方程,确定斜程能见度与大气光学厚度的依赖关系;其次,根据多次散射激光雷达方程采用双仰角法反演大气光学厚度,并采用半解析Monte Carlo法计算多次散射对单次散射比值;最后,求出考虑多次散射影响时的斜程能见度。使用地基激光雷达垂直探测进行斜程分解的回波信号数据,进行了实验验证。结果表明,在能见度小于1km时,考虑与未考虑多次散射影响的斜程能见度相对误差达9%,并且随着能见度的降低,多次散射对单次散射比值逐渐增大,多次散射作用增强。因此,研究低能见度天气条件下,多次散射的影响是非常必要的。

关键词：斜程能见度激光雷达多次散射

政策工具视角下养老政策文本量化分析——以海南省为例

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中国西部 2021年第5期 108-116页

作者：刘雯箐海南大学马克思主义学院海口570010

养老问题作为现代社会的一个热门议题,同时也是促进社会和谐稳定的重要因素。文章基于政策工具的视角,采用内容分析方法,借助Nvivo质性分析软件,对2010-2020年海南省以来所发布的养老政策文本内容进行客观、系统和定量描述。以基本政策... 详细信息

养老问题作为现代社会的一个热门议题,同时也是促进社会和谐稳定的重要因素。文章基于政策工具的视角,采用内容分析方法,借助Nvivo质性分析软件,对2010-2020年海南省以来所发布的养老政策文本内容进行客观、系统和定量描述。以基本政策工具和养老层次两个维度作为切入点,经过研究发现,海南省养老政策工具使用不均衡、养老事业发展对政府依赖过大。因此,政府应合理调整政策工具的使用情况,促进形成多元主体协同的养老体系。

关键词：政策工具养老政策文本分析海南省

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基于格密码的5G-R车地认证密钥协商方案

铁道学报 2024年第2期46卷 82-93页

作者：陈永刘雯张薇兰州交通大学电子与信息工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学交通运输学院甘肃兰州730070

5G-R作为我国下一代高速铁路无线通信系统,其安全性对于保障行车安全至关重要。针对5G-AKA协议存在隐私泄露、根密钥不变和效率低等问题,基于格密码理论提出一种新型5G-R车地认证方案。首先,使用临时身份信息GUTI代替SUCI,克服了SUCI明... 详细信息

5G-R作为我国下一代高速铁路无线通信系统,其安全性对于保障行车安全至关重要。针对5G-AKA协议存在隐私泄露、根密钥不变和效率低等问题,基于格密码理论提出一种新型5G-R车地认证方案。首先,使用临时身份信息GUTI代替SUCI,克服了SUCI明文传输的缺点。其次,设计基于格密码的根密钥更新策略,采用格上公钥密码体制、近似平滑投射散列函数和密钥共识算法,实现了根密钥的动态更新和前后向安全性。再次,加入随机质询和消息认证码,实现了通信三方的相互认证,可有效防范重放、DoS等多种恶意攻击。最后,采用串空间形式化方法进行安全验证,结果表明:本文方法较其他方法有更高的安全性,被攻击成功的概率最低,仅为O(n^(2))×2^(-128),且有较低的计算开销和通信开销,能够满足5G-R高安全性的需求。

关键词： 5G-R 车地认证密钥协商格密码前后向安全性串空间模型

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钯催化1,6-烯炔的环化反应研究

有机化学 2024年第7期44卷 2077-2091页

作者：刘雯娟陈品红上海理工大学材料与化学学院中国科学院上海有机化学研究所金属有机化学国家重点实验室沪港化学合成联合实验室分子合成科学卓越创新中心中国科学院大学

官能化的碳环或杂环结构广泛存在于天然产物及其他生物活性分子中,是一类极具合成价值的重要骨架.而1,n-烯炔的环化反应是构建官能化的碳环或杂环化合物的最具原子经济性,且高效的方法之一,其中钯催化的1,6-烯炔的环化反应研究较为成熟... 详细信息

官能化的碳环或杂环结构广泛存在于天然产物及其他生物活性分子中,是一类极具合成价值的重要骨架.而1,n-烯炔的环化反应是构建官能化的碳环或杂环化合物的最具原子经济性,且高效的方法之一,其中钯催化的1,6-烯炔的环化反应研究较为成熟,取得了一系列重要进展.聚焦于由炔烃亲核钯化启动的1,6-烯炔的环化反应,按照炔烃的亲核钯化方式包括氢钯化、碳钯化、卤钯化和氧钯化等分类,系统介绍了近二十年内钯催化1,6-烯炔的环化反应进展,尤其是不对称催化反应,探讨了反应的机理,并展望了该领域今后发展的方向.

关键词：钯催化 1,6-烯炔环化反应亲核钯化碳环化合物杂环化合物

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可见-近红外二区双通道荧光成像系统

红外与毫米波学报 2024年第3期43卷 413-420页

作者：刘雯倪沪桅钱骏浙江师范大学浙江省光信息检测与显示技术研究重点实验室物理与电子工程学院浙江金华321004 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室光及电磁波研究中心光电科学与工程学院先进光子学国际研究中心浙江杭州310058

本文基于光学手段,开发出了一套能够兼顾可见光与近红外二区(NIR-Ⅱ)窗口的双通道宏观成像系统,能够实时输出具有NIR-Ⅱ荧光信息的高质量明场图像,解决了常规的NIR-Ⅱ宏观成像系统提供的荧光图像与明场图像割裂较大的问题。实验中利用... 详细信息

本文基于光学手段,开发出了一套能够兼顾可见光与近红外二区(NIR-Ⅱ)窗口的双通道宏观成像系统,能够实时输出具有NIR-Ⅱ荧光信息的高质量明场图像,解决了常规的NIR-Ⅱ宏观成像系统提供的荧光图像与明场图像割裂较大的问题。实验中利用不同厚度的脂肪组织测试了吲哚菁绿的NIR-Ⅱ窗口荧光信号分别在1 100~1 700 nm长通滤光片与1 300~1 700 nm长通滤光片下的抗散射能力与成像表现。接着利用所搭建的双通道宏观成像系统分别在小鼠以及大鼠模型上实现了淋巴结成像并模拟进行了淋巴结的切除手术,模拟了对腹腔淋巴结清扫的过程。最后,在大鼠模型上添加了不同厚度的生物脂肪组织,模拟实际手术中脂肪组织覆盖在淋巴结上的情况,观察双通道系统的穿透能力。可见近红外二区双通道荧光成像系统通过给操作者提供直观的影像信息,缩减手术时间、提高患者的预后,在临床手术导航中具有较大的应用潜力。

关键词：荧光成像技术双通道宏观成像系统近红外二区临床手术导航

传播学学科互涉的历史趋向研究——基于1937—2020年的学科共现分析

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新闻界 2024年第1期 82-96页

作者：张竹箐南京大学新闻传播学院江苏南京210023

20世纪中叶,学科互涉现象开始在学术界和教育界普及,并一举成为现代学科发展与知识创新的全新模式。学科互涉是在经典学科理论框架之隐忧日益显露的时候出现的,它并非呼吁取消学科分类,而是为了在学科交汇的中间地带谋求学科的合法性存... 详细信息

20世纪中叶,学科互涉现象开始在学术界和教育界普及,并一举成为现代学科发展与知识创新的全新模式。学科互涉是在经典学科理论框架之隐忧日益显露的时候出现的,它并非呼吁取消学科分类,而是为了在学科交汇的中间地带谋求学科的合法性存在。鉴于此,诞生于人文社会科学与自然科学十字路口的传播学,借助学科互涉概念推动学科建设与发展,具有天然的优势。本文以Web of Science数据库1937—2020年收录的传播学学科互涉论文为研究样本,基于学科共现分析方法对传播学领域的学科互涉网络结构及其演化历程进行了定量分析。结果表明,传播学的学科互涉程度越发深入,学科互涉群体间的关系也愈加稳固。在竞争日趋激烈的社会科学领域,传播学想要实现重大学术突破,借助学科互涉框架或许是最佳策略,因为传播学的优势在于它本就是一个多学科互涉空间。

关键词：传播学学科互涉学科共现分析文献计量