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运动状态对卫星多谱段光学特性的影响分析

光学学报 2012年第10期32卷 21-28页

作者：王付刚张伟汪洪源侯晴宇哈尔滨工业大学空间光学工程研究中心黑龙江哈尔滨150001

综合考虑卫星的背景特性、材料特性、结构特性和轨道特性,研究了在轨运行卫星存在的自旋稳定、三轴稳定和"翻滚"三种运动状态对卫星光学特性的影响。基于光辐射理论,结合探测器的性能参数,建立了自旋稳定、三轴稳定和"翻滚"三种运动类... 详细信息

综合考虑卫星的背景特性、材料特性、结构特性和轨道特性,研究了在轨运行卫星存在的自旋稳定、三轴稳定和"翻滚"三种运动状态对卫星光学特性的影响。基于光辐射理论,结合探测器的性能参数,建立了自旋稳定、三轴稳定和"翻滚"三种运动类型卫星的多谱段光学特性计算的数学模型,并进行了实验验证。以海洋一号卫星和实践二号卫星为例,进行了运动状态对卫星多谱段光学特性影响的仿真分析。仿真结果表明,不同运动状态的卫星多谱段辐射特性存在较大的差异。分析结果可为卫星的探测和辨识提供一定的参考价值。

关键词：空间光学卫星光学特性多谱段运动状态

采用时序多谱段信号分析的空间目标运动状态辨识

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光学学报 2015年第4期35卷 1-8页

作者：侯晴宇王付刚智喜洋曾诚宇哈尔滨工业大学空间光学工程研究中心黑龙江哈尔滨150001 东方红卫星公司北京100081

为表征在轨卫星的自旋稳定、三轴稳定和"翻滚"三种运动状态,提出了一种基于可见光时序多谱段信号分析的目标运动状态辨识方法,分析了目标运动状态与观测星探测视场内时变的目标表面材料间的对应关系,以及材料属性/种类与时序双色比聚类... 详细信息

为表征在轨卫星的自旋稳定、三轴稳定和"翻滚"三种运动状态,提出了一种基于可见光时序多谱段信号分析的目标运动状态辨识方法,分析了目标运动状态与观测星探测视场内时变的目标表面材料间的对应关系,以及材料属性/种类与时序双色比聚类信息之间的关联性。提出了基于时序双色比特征高斯混合聚类的目标表面材料种类判别算法以及目标运动状态辨识算法。综合考虑卫星的背景特性、材料特性、结构特性、轨道特性,对三种运动状态卫星的多谱段信号进行了数学仿真,对目标运动状态辨识算法进行了验证,证明了所提出算法的有效性。

关键词：空间光学运动状态辨识反射信号多谱段卫星

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TOR匿名通信技术研究

TOR匿名通信技术研究

作者：王付刚哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着互联网的迅速发展和广泛应用,网络个人隐私保护和安全性问题越来越凸现出来。可以抵抗流量分析,实现网络通信与应用匿名的匿名通信技术,由于可以隐藏通信双方身份和通信关系,已经被广泛应用。例如在匿名浏览、移动代理技术、匿名电... 详细信息

随着互联网的迅速发展和广泛应用,网络个人隐私保护和安全性问题越来越凸现出来。可以抵抗流量分析,实现网络通信与应用匿名的匿名通信技术,由于可以隐藏通信双方身份和通信关系,已经被广泛应用。例如在匿名浏览、移动代理技术、匿名电子选举、匿名消息发布、电子支付的匿名控制等。匿名通信相关技术已经成为网络安全研究的热点领域。本文首先阐述了匿名通信技术相关概念;介绍了各种匿名系统的特点;描述了匿名系统的研究现状、发展趋势;分析了匿名通信实现机制。选择应用比较典型的Tor匿名通信系统,对其通信原理和匿名通信的链路建立机制进行重点分析。匿名通信系统很难兼顾匿名和效率的问题,本文对系统的链路建立的机制提出改进建议,不降低匿名性的代价提高系统的通信效率。获得强匿名性是匿名技术的重要研究目标之一,对匿名性能的表示和研究也一直是研究者所关注的问题,本文从匿名通信资源的组成的角度对通信匿名的影响进行分析。分析了Tor系统的网络拓扑结构,对系统的匿名通信资源的管理方式和资源分发策略进行研究和探讨,将匿名资源发布机制进行形式化表示,并建立枚举迭代模型评估资源发现代价,分析资源发现策略的可行性方案。对匿名资源发布机制给匿名系统的匿名性造成的影响进行分析,并提出匿名通信资源枚举发现机制的拓展方案,提高对敌对节点恶意收集系统资源的防范能力,以保障系统的匿名性不受破坏。为掌握系统匿名资源的分布状况和生存状态,本文设计了一种匿名通信资源主动探测方案,实现了匿名资源的仿真探测系统,对Tor网路进行了资源探测和路由节点的功能验证。并根据实验数据对Tor网络的资源分布状况进行了分析,对Tor网络的运行性能和安全性等方面进行了评估。

关键词：匿名通信洋葱路由资源发布

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基于散乱数据点的物体表面重建方法的研究

基于散乱数据点的物体表面重建方法的研究

作者：王付刚哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着激光测距扫描等三维数据获取硬件技术的日趋完善,利用物体表面三维数据来建立真实的物体数字模型,成为近年来国际图形学界的一种发展趋势。基于散乱数据点的曲面重建作为一个重要研究课题也得到了广泛的探讨和研究,成为国际上的研... 详细信息

随着激光测距扫描等三维数据获取硬件技术的日趋完善,利用物体表面三维数据来建立真实的物体数字模型,成为近年来国际图形学界的一种发展趋势。基于散乱数据点的曲面重建作为一个重要研究课题也得到了广泛的探讨和研究,成为国际上的研究热点之一,在逆向工程、可视化等领域有着广泛的应用。本文采用的数据是由多线结构光三维测量系统获得的,数据点集只包含点的三维坐标信息。由于遮挡特性及物体表面反射率等原因,导致数据缺损。并且由于该系统获取的数据量很大,致使曲面重构速度缓慢。文中着重研究了一种分区域插值的方法,实现了条纹上插值和条纹间插值,弥补了数据,提高了插值精度和插值速度;采用了一种由二维曲线Splitting算法拓展到三维空间的自适应门限3D Splitting算法对散乱数据进行压缩,取得了较高的压缩比,又保持了物体的细节信息。本文重点研究了多线结构光获取的物体表面散乱数据点集空间直接三角剖分算法,用三角面片来逼近物体的表面。根据散乱数据的特点,采用了一种相邻轮廓线同步前进的空间直接剖分算法,即选取两条相邻轮廓线上具有最大z坐标值的一对点连接构成起始边。按照本文采用的点搜索方法寻找第三个点并构造出三角形,将该点与另一轮廓上的第一个点连接组成下一三角剖分的初始边,直到所有轮廓上的点用完为止,则相邻两条轮廓线之间剖分完毕。当所有轮廓线都剖分完毕后则完成了三角剖分曲面重建的全过程。本文还对剖分后的三角形进行了优化,优化后的三角形更加逼近物体表面。实验验证表明:分区域插值方法弥补了缺失的数据;3D Splitting数据压缩算法取得了较高的压缩比。相邻轮廓同步前进三角剖分算法可以快速地重建物体表面,优化后的结果更加接近于原始物体表面。

关键词：曲面重建插值数据压缩三角剖分

变积分时间的空间红外相机单点绝对辐射定标法

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红外与激光工程 2012年第8期41卷 2090-2095页

作者：张伟谢蓄芬王付刚智喜洋哈尔滨工业大学空间光学工程研究中心黑龙江哈尔滨150080 黑龙江科技学院测控系黑龙江哈尔滨150027

针对星上多点辐射定标获取方法问题,研究了变积分时间的单点绝对辐射定标方法。首先,根据红外相机响应特性建立了变积分时间的红外成像系统响应模型;其次,分析了变积分时间和变辐射亮度相机响应模型的理论差异,提出了利用星上单点标准... 详细信息

针对星上多点辐射定标获取方法问题,研究了变积分时间的单点绝对辐射定标方法。首先,根据红外相机响应特性建立了变积分时间的红外成像系统响应模型;其次,分析了变积分时间和变辐射亮度相机响应模型的理论差异,提出了利用星上单点标准变积分时间的红外相机绝对辐射定标方法;最后,结合探测器的光谱响应曲线,分析了变积分时间单点定标法引入的系统误差。实例计算表明:在积分时间为10 ms、温度范围为250～500 K的黑体辐射能量下,对应适当温度的单点标准变积分时间绝对定标方法,引入的最大原理误差可达1.5%。变积分时间的单点绝对定标方法避免了黑体多点定标设计和控制的复杂性,可用于空间红外相机的在轨辐射定标。

关键词：绝对辐射定标积分时间黑体

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墨子兼爱思想研究

墨子兼爱思想研究

作者：王付刚河北经贸大学

学位级别：硕士

春秋战国时期，诸侯混战，时局动荡不安，社会制度由奴隶制向封建制转型，生产力不断提高，文化思想百家争鸣。墨子作为小生产者代表也提出了自己的一系列主张，其中尤以兼爱思想最为突出，兼爱思想是墨学的核心，墨子的其他社会主张均... 详细信息

春秋战国时期，诸侯混战，时局动荡不安，社会制度由奴隶制向封建制转型，生产力不断提高，文化思想百家争鸣。墨子作为小生产者代表也提出了自己的一系列主张，其中尤以兼爱思想最为突出，兼爱思想是墨学的核心，墨子的其他社会主张均由此推演出来。兼爱思想有着多重渊源，如源于尧舜禹说、源于儒学说、源于清庙之守说与独创说。兼爱思想以修身、兴利除害为目的。其主要内容为：“兼以易别”——以平等取代不平等，非攻以兼爱——反对不义攻伐，主张明诛;尚贤以兼爱——任人唯贤，以资爱贤;“尚利贵义”——坚持义利并重。兼爱思想的实现途径是“兼君亲行”及“天志”的震慑。兼爱思想具有实践性、利他性、辩证性、阶级性和空想性等特征。墨子兼爱思想受到了儒家学者的猛烈批判。孟子认为兼爱思想严重危机到了中国社会的政治秩序，骂墨子为“无父”之徒;韩愈坚持辟墨，主张“孔墨相用”;朱熹将墨子兼爱思想视为儒家的“异端”;王阳明批驳墨子兼爱思想不能称为“仁”。兼爱思想在受到儒家批判的同时，也得到了一些学者的认可和吸收。董仲舒新儒学主张引“利”入“爱”，对儒家差等之爱有所突破;《礼记》提出的小康大同社会的美好理想也是对墨子兼爱尚贤思想的改造;《太平经》开“墨道并举”之端;黄老之学也吸收墨子兼爱思想，形成了“慈惠以爱人”的道德观;梁启超对墨子兼爱交利关系和促进社会和谐之政治作用也作了肯定。墨学及兼爱思想的历史命运极富戏剧性。在先秦诸子百家中儒墨同为“显学”，但由于墨家自身组织的缺陷、兼爱思想本身的局限性、儒家学派以及以后封建统治者的反对，墨子兼爱思想在汉以后逐渐衰微，几乎成了“绝学”。只是到了近代，随着西方自由、平等、博爱、民权等观念的传入，有识之士在探索中国近代化的过程中发现以兼爱为核心的墨家思想很与这一历史要求相合拍，墨子兼爱思想受到推崇，并呈现出一股的复兴之势，由于其从根本上不能适应中国社会需要而终究没有再发展起来。但是，墨子兼爱思想对现代社会仍具有重要启示，若加以批判地吸收，则有利于人际关系和谐、社会和谐，乃至国际间的平等互利、和平相处和合作交流。

关键词：墨学兼爱仁爱

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铋铒共掺石英光纤光学特性研究

铋铒共掺石英光纤光学特性研究

作者：王付刚北京邮电大学

学位级别：硕士

随着信息时代的不断发展,传统的掺铒石英光纤放大器由于有效放大波段主要在C+L波段(1530-1610nm),不能充分利用光纤通信系统的传输带宽。而掺铋光纤放大器的增益带宽集中于1000-1500 nm和1600-1700 nm波段,可以有效覆盖光纤通信系统的... 详细信息

随着信息时代的不断发展,传统的掺铒石英光纤放大器由于有效放大波段主要在C+L波段(1530-1610nm),不能充分利用光纤通信系统的传输带宽。而掺铋光纤放大器的增益带宽集中于1000-1500 nm和1600-1700 nm波段,可以有效覆盖光纤通信系统的带宽。因此制备覆盖1000-1700 nm波段的铋铒共掺石英光纤,为实现高效超宽带的光纤放大器和激光器提供了理想的有源材料。但是目前关于铋铒共掺石英光纤光学特性的理论研究很少,其发光机理仍然不明确。本文从理论上系统地研究了铋铒共掺石英光纤的几何结构、电子性质和光学特性,揭示了其发光机制。这将对工艺上提高铋铒共掺石英光纤的性能提供理论依据。本论文主要的研究内容和研究成果如下:(1)铋铒共掺石英光纤的结构特性研究。基于分子动力学方法设计了掺铋石英光纤模型、掺铒石英光纤模型和铋铒共掺石英光纤模型。通过对这些模型进行结构优化和几何结构分析,明确了铋铒共掺石英光纤模型的合理性和稳定性。研究发现铋铒共掺石英光纤模型的形成能随着Bi-Er键长的增加而减小。(2)掺铋石英光纤的光学特性研究。通过对比分析不同掺铋石英光纤模型的光学吸收谱,发现随着Bi原子数量的增加,光学吸收强度先增加后减小。通过分析电子性质,发现Bi原子6p轨道产生的新缺陷态是～500nm和～700 nm光学吸收的起源。通过分析能级跃迁,发现掺铋石英光纤模型中～1270 nm的近红外发光是Bi离子的P→P跃迁引起的。(3)铋铒共掺石英光纤的光学特性研究。通过对比光学吸收谱,发现500 nm左右的吸收峰是由Si-O-Bi-Er和Si-Bi-Er团簇模型共同作用引起的,而～700 nm的吸收峰是由Si-O-Bi-Er团簇模型引起的,～800nm的吸收峰是由Si-Bi-Er团簇模型引起的。通过分析能级跃迁,确定了 Bi离子和Er离子之间的能量传递过程,并揭示了～1270 nm的发光源于Bi离子,～1530 nm的发光源于Er离子。

关键词：第一性原理铋铒共掺光纤光学特性能级跃迁

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近程光学导航空间目标特性计算模型校验方法

光学学报 2010年第8期30卷 2249-2256页

作者：鲍文卓丛明煜张伟汪洪源王付刚曹移明哈尔滨工业大学空间光学工程研究中心黑龙江哈尔滨150001

为了提高空间目标光学特性的计算精度,提出并实现了一种基于缩比模型实验的空间目标光学特性计算模型参数校验方法。首先,分析影响空间目标光学特性的主要因素,确定计算模型参数校验的总体方案;其次,构建空间目标光学特性实验测量系统,... 详细信息

为了提高空间目标光学特性的计算精度,提出并实现了一种基于缩比模型实验的空间目标光学特性计算模型参数校验方法。首先,分析影响空间目标光学特性的主要因素,确定计算模型参数校验的总体方案;其次,构建空间目标光学特性实验测量系统,采集两类实验被测对象(表面材料与目标缩比模型)在不同条件下的光学特性数据;最后,建立基于实验测量数据的计算模型参数校验算法,对空间目标表面材料与几何结构的光学特性计算模型参数进行分步校验。实验结果表明,校模后的目标特性计算结果与实验结果在统计意义上趋近一致,该计算模型的校验方法可满足近程光学导航实际工程应用的要求。

关键词：空间光学空间目标光学特性近程光学导航模型参数校验缩比模型实验

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基于BRDF的在轨卫星反射特性

光电工程 2011年第9期38卷 6-12页

作者：王付刚张伟汪洪源哈尔滨工业大学空间光学工程研究中心哈尔滨150001

基于卫星的背景特性、材料特性、轨道特性及太阳帆板与卫星本体的相对运动特性,研究了在轨卫星的可见光反射特性。实验测量了三种卫星表面常用材料典型角度的双向反射分布函数,并构建了三种材料改进的SunBRDF模型。提出了一种单自由度... 详细信息

基于卫星的背景特性、材料特性、轨道特性及太阳帆板与卫星本体的相对运动特性,研究了在轨卫星的可见光反射特性。实验测量了三种卫星表面常用材料典型角度的双向反射分布函数,并构建了三种材料改进的SunBRDF模型。提出了一种单自由度运动的太阳帆板入射光线矢量计算方法。根据卫星的几何尺寸和表面材料特性,仿真获得了在轨卫星不同观测时刻的反射特性,包覆黄色热控材料和银色热控材料的本体及太阳帆板的反射强度峰值分别为6.91×104W/sr、6.42×104W/sr和9707W/sr。本体和帆板产生的三个峰值信号位于不同的空间位置。仿真结果表明,在轨运行的卫星反射特性受卫星表面材料、几何结构、姿态、轨道参数等因素的影响,且帆板反射特性在卫星整体反射特性计算中不可忽略。

关键词：反射特性双向反射分布函数在轨卫星太阳帆板