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语音通信系统中的自适应回声消除技术

计算机仿真 2015年第9期32卷 209-213页

作者：台宏达中国民航大学空中交通管理学院天津300300

在回声消除系统的自适应滤波器优化过程中,由于时变的噪声环境,正则化参数的最优值难以确定。为解决上述问题,提出了一种正则化参数随系统噪声功率大小进行调节的自适应回声消除技术。首先使用分析滤波器组将扬声器输出信号和麦克风采... 详细信息

在回声消除系统的自适应滤波器优化过程中,由于时变的噪声环境,正则化参数的最优值难以确定。为解决上述问题,提出了一种正则化参数随系统噪声功率大小进行调节的自适应回声消除技术。首先使用分析滤波器组将扬声器输出信号和麦克风采集信号分成若干个频(子)带,扬声器输出信号作为自适应滤波器的输入信号,估计回声反馈信号,并从麦克风采集信号中减去;在每个子带中,利用系统噪声抵消原理,得出了一种适用于子带自适应滤波器系数更新的变正则化参数算法(VR-IPNSAF)。与已有的子带自适应滤波器系数更新算法相比,新算法在解决快速收敛和稳态失调之间矛盾的同时,克服了正则化参数最优值的选取难题。仿真结果验证了所提算法的有效性,为语音通信优化提供了依据。

关键词：成比例归一化子带滤波器回声消除变正则化参数稀疏冲激响应

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对比阈值效应对跑道视程测量的影响

北京航空航天大学学报 2023年第11期49卷 2906-2912页

作者：庄子波王文惠台宏达王晶中国民航大学飞行分校天津300300 中国民航大学安全科学与工程学院天津300300 中国民航大学空中交通管理学院天津300300

针对传统的日间跑道视程(RVR)计算过程中忽略人眼对比阈值的影响问题,理论分析人眼对比阈值的大小及偏差对RVR测量范围和精度的影响,分别测量与飞行一线密切相关的飞行、管制、应用气象3类专业学员的对比阈值,探究不同光环境下对比阈值... 详细信息

针对传统的日间跑道视程(RVR)计算过程中忽略人眼对比阈值的影响问题,理论分析人眼对比阈值的大小及偏差对RVR测量范围和精度的影响,分别测量与飞行一线密切相关的飞行、管制、应用气象3类专业学员的对比阈值,探究不同光环境下对比阈值的差异性对RVR测量的精度及对飞行运行中可接受的误差范围的影响。实验结果表明:相较于管制、应用气象学员2类实验对象,飞行学员的对比阈值更小,具有更好的能见度水平。背景亮度会影响对比阈值,亮度越大,对比阈值越小,对RVR观测有利,但是背景亮度增大或者添加眩光都会使实验对象之间的对比阈值差异增大,引起更大的RVR误差。该误差在大气状况良好时是可以接受的,但是在RVR小于800 m的低能见度状况下超出了规定范围,尤其是在RVR为400 m或800 m这种航空运行的关键节点,会对飞行活动产生影响,应考虑将对比阈值引起的偏差进行修正,以保证低能见度条件下的飞行安全和运行效率。

关键词：能见度对比阈值对比敏感度跑道视程背景亮度眩光

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大气透过率的多点移动测量

光学精密工程 2016年第8期24卷 1894-1901页

作者：台宏达庄子波蒋立辉孙东松中国民航大学空中交通管理学院天津300300 中国科学技术大学地球与空间科学学院安徽合肥230026 中国民航大学飞行技术学院天津300300

考虑大气透射仪的光源不稳定性以及光学准直及大气环境的动态变化均会对其测量精度产生影响,本文在高精度导轨上设计了多点移动大气透过率测量系统,以便提高其大气透过率及消光系数的测量精度。该系统采用可移动测试平台,运用多点移动... 详细信息

考虑大气透射仪的光源不稳定性以及光学准直及大气环境的动态变化均会对其测量精度产生影响,本文在高精度导轨上设计了多点移动大气透过率测量系统,以便提高其大气透过率及消光系数的测量精度。该系统采用可移动测试平台,运用多点移动测量的方式测量大气透过率及消光系数。基于理论比较了多点移动大气透过率测量方法与传统大气透射仪测量方法的测量精度,证明了该系统的测量精度高于传统大气透射仪。将该系统与经过良好校正的Skopograph II型大气透射仪在大气环境模拟舱进行了较长时间的对比验证。结果表明,两套系统具有很好的相关性,91.93%的数据对偏差在10%以内,相关系数达0.985 7。在低能见度条件下,多点移动大气透过率测量系统的测量稳定性优于传统大气透射仪。得到的结果显示:该系统能够满足大气透过率和消光系数测量对准确性、稳定性和一致性的要求。

关键词：大气透射仪大气探测大气透过率消光系数多点移动测量

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双激光雷达的水平风场估计方法

红外与激光工程 2019年第10期48卷 91-98页

作者：庄子波陈星台宏达宋德龙徐丰田邢志伟中国民航大学飞行技术学院天津300300 中国民航大学天津市空管运行规划与安全技术重点实验室天津300300 中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300

针对民航机场区域内单部激光雷达探测水平风场存在较大误差的问题,提出一种基于支持向量回归的双激光雷达水平风场估计模型。该模型以两部激光雷达重叠扫描区域风速为基础,对非重叠区雷达径向的其他数据点水平风速进行估计。首先,提取... 详细信息

针对民航机场区域内单部激光雷达探测水平风场存在较大误差的问题,提出一种基于支持向量回归的双激光雷达水平风场估计模型。该模型以两部激光雷达重叠扫描区域风速为基础,对非重叠区雷达径向的其他数据点水平风速进行估计。首先,提取重叠区的径向风速、水平风速和距离三个特征,以重叠区域数据点为训练集,在同一维度规范化后设定惩罚因子和核函数参数,用支持向量回归得到初始估计值。然后,以单部激光雷达的径向风速为先验条件,估计出非重叠区相邻径向点水平风速。将估计的结果扩展为新的训练集,依次逐步扩大训练集进而估计出非重叠区的水平风速。最后,通过实测数据分析了该方法逐步估计的误差,分析了风速大小和回波信噪比对该方法估计性能的影响,结果表明该方法估计的风场的均方根误差较单部雷达的均方根误差更小,减小了水平风速误差,扩大了双激光雷达探测水平风场范围,提高了雷达的利用率。

关键词：大气光学双激光雷达支持向量回归风场估计

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基于思维导图的PBL教学模式研究与实践

软件导刊 2016年第2期15卷 185-188页

作者：台宏达中国民航大学空中交通管理学院天津300300

PBL教学模式可以有效提高教学效果,提升学生多方面能力。然而在PBL教学实践中,学生难以快速适应教学角色转变,不能很好针对问题情境进行主动探索性学习。如何在PBL教学模式下激发学生的积极性与创造性是一个值得深入思考的问题。在剖析... 详细信息

PBL教学模式可以有效提高教学效果,提升学生多方面能力。然而在PBL教学实践中,学生难以快速适应教学角色转变,不能很好针对问题情境进行主动探索性学习。如何在PBL教学模式下激发学生的积极性与创造性是一个值得深入思考的问题。在剖析PBL教学过程,总结各环节教学特点,分析PBL教学实践效果不理想原因的基础上,研究思维导图的原理和框架,挖掘思维导图的特点及其与PBL教学模式的共通点,提出基于思维导图的PBL教学模式,将思维导图的联想、绘制、调整与分析渗透到PBL教学的各个环节。教学实践表明,基于思维导图的PBL教学模式与传统PBL模式相比,可以有效激发学生学习兴趣,促进学生对知识的综合运用,推动学生主动性和创造性思维的发展。

关键词：思维导图 PBL 教学模式航空气象教学实践

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基于奇异值分解的激光雷达湍流预警算法

光学精密工程 2019年第3期27卷 671-679页

作者：庄子波陈星台宏达宋德龙陈柏纬中国民航大学飞行技术学院天津300300 中国民航大学天津市空管运行规划与安全技术重点实验室天津300300 中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300 香港天文台香港999077

提出了一种基于奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)的湍流速度结构函数构造方法,将该方法构造的速度结构函数与湍流模型拟合,可以实现激光雷达的湍流识别。首先对激光雷达扫描的空间数据进行距离门扇区划分,在每个子扇区内... 详细信息

提出了一种基于奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)的湍流速度结构函数构造方法,将该方法构造的速度结构函数与湍流模型拟合,可以实现激光雷达的湍流识别。首先对激光雷达扫描的空间数据进行距离门扇区划分,在每个子扇区内对湍流风场做奇异值分解,得到特征速度基准值和每个距离门的湍流脉动速度,构建出速度结构函数。选取标准von Kármán湍流模型函数作为拟合约束,得出涡流耗散率的立方根来判断湍流的强度。最后,利用兰州机场的实测数据,对比分析了在不同湍流强度下SVD方法的速度结构函数与局部平均方法的性能。通过与机组报告的湍流数据进行对比分析,SVD方法进行湍流预警的预警率可以达到85.2%。该方法对提高机场湍流探测和识别有重要意义。

关键词：激光雷达奇异值分解速度结构函数湍流

NextGen网络化航空气象服务研究进展及启示

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空中交通 2012年第2期 41-43,45页

作者：台宏达中国民航大学

引言当前，随着各国的航空运输业飞速发展，天气原因已经变成了各国航班延误和取消的重要原因。据估计到2025年，航空运输需求将会增加2-3倍。所以必须要对天气数据信息进行研究和处理，以减少其对航空运输业的影响。

关键词：航空气象服务网络化航空运输业航班延误运输需求数据信息原因天气

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多次散射影响下激光大气透射仪测量误差研究

光电子．激光 2015年第10期26卷 2037-2044页

作者：熊兴隆刘春媛蒋立辉李猛马愈昭台宏达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 中国民航大学空中交通与管理学院天津300300

针对多次散射影响激光大气透射仪的测量精度问题,提出了不同能见度条件下的激光大气透射仪受基线长度、接收机视场角以及多次散射影响的误差分析模型。首先,通过Monte Carlo法和Bouguer-Lamber定律计算了消除和未消除多次散射的大气透过... 详细信息

针对多次散射影响激光大气透射仪的测量精度问题,提出了不同能见度条件下的激光大气透射仪受基线长度、接收机视场角以及多次散射影响的误差分析模型。首先,通过Monte Carlo法和Bouguer-Lamber定律计算了消除和未消除多次散射的大气透过率;其次,根据仿真结果,对不同能见度条件下多次散射影响程度进行分析;最后,结合可变基线与可变接收机视场角的透射仪工作原理,给出能见度误差分析模型。结果表明,应用激光大气透射仪进行能见度测量时,能见度越低,多次散射对测量精度的影响越严重,选取适当的基线长度和接收机视场角对减小多次散射引起的测量误差有重要意义。

关键词：能见度测量透射仪多次散射

透射式能见度仪校准装置的研制及测量结果分析

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应用光学 2023年第6期44卷 1355-1361页

作者：李勍张瑛欣张帆台宏达何华阳李奕陕西省计量科学研究院国家市场监管总局重点实验室(计量光学及应用) 陕西西安710100 江苏省计量科学研究院长度计量研究所江苏南京210023 中国民航大学航空气象系天津300300 交通运输部公路科学研究院北京100088

为了解决国内外能见度参数量值无法绝对溯源的问题,利用透射式能见度仪的工作原理、结构特点以及环境条件,提出了溯源至几何量的量值复现方法,设计了1套高透射比量具作为主标准器,实现了对透射式能见度仪的校准,促进了能见度参数量值溯... 详细信息

为了解决国内外能见度参数量值无法绝对溯源的问题,利用透射式能见度仪的工作原理、结构特点以及环境条件,提出了溯源至几何量的量值复现方法,设计了1套高透射比量具作为主标准器,实现了对透射式能见度仪的校准,促进了能见度参数量值溯源体系的发展。主标准器遮光体采用精密机械加工工艺,遵循几何量参数测量的绝对溯源法,可大幅减小透射比量值的测量不确定度;主标准器滤光片根据几何量测量和光学透射比参数测量相结合的溯源链,解决了现有技术中高透射比无法复现和准确测量的问题。此外,使用锥形遮光体,可避免引入除旋转因素外的其他不确定度来源,大幅提升了能见度仪分辨率的校准能力。

关键词：能见度仪透射式能见度仪大气透过率校准系统