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Changes in the Urban Surface Thermal Environment of a Chinese Coastal City Revealed by Downscaling MODIS LST with Random Forest Algorithm

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Journal of Meteorological Research 2021年第5期35卷 759-774页

作者： Nuo XU Fan DENG bingqi liu Caixia LI Hancong FU Huan YANG Jiahua ZHANG School of Geosciences Yangtze UniversityWuhan 430100 Nanhu Laboratory Jiaxing 3140023 Beijing Big Data Advanced Technology Institute Beijing 100871 University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049 Key Laboratory of Digital Earth Sciences Aerospace Information Research InstituteChinese Academy of SciencesBeijing 100094

Analysis of the formation and evolution of urban surface thermal environment is crucial for urban planning and improving the environment of a *** was selected in this study as a typical coastal city undergoing rapid urbanization,and the spatiotemporal dynamic characteristics of its urban surface thermal environment from2010 to 2019 were *** random forest(RF)algorithm was adopted to obtain its land surface temperature(LST)map with 30-m resolution by downscaling the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS)LST product;the remote sensing indices emphasizing different land cover types,LST calculated by the radiative transfer equation,and elevation were used as input variables in the *** heat island intensity(HII),urban heat island(UHI)volume,and UHI grade were used to analyze the spatiotemporal dynamic characteristics of the urban surface thermal environment in *** results show an increasing trend in average HII between 1.1 and 2.52°C in the study area over the past 10 *** northern city appeared to have the highest UHI volume,while change of the UHI volume in Huangdao District of southwestern Qingdao was the most *** areas with high HII have gradually expanded during the last 10 years,and the areas with a 10-yr persistently high HII are distributed mainly in old urban areas with high building density and a dense *** factors may influence UHI,such as artificial heat sources,surface heat sources,and hybrid heat ***,adjusting the urban structure,increasing the vegetated area,and changing building colors are proposed to mitigate UHI in the areas with continuously high HII.

关键词： surface thermal environment urban heat island downscaling random forest coastal city

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Propagating property of flat-topped multi-Gaussian beams passing through a misaligned optical system with two-lens and two-diaphragm

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Frontiers of Optoelectronics 2010年第4期3卷 399-407页

作者： Hongbin SHEN Gang LI Han ZHANG Wengang HU Bing ZHOU bingqi liu Department of Optics and Electronic Engineering Ordnance Engineering College Department of Computer Engineering Ordnance Engineering College

The optical elements' maladjustment is a potential threaten in optical systems, thus, the transmission feature of laser beams passing through a misaligned optical system is widely studied. By using approximate expansion of circle diaphragm and generalized Huygens-Fresnel diffraction formula, a universal analytic expression is deduced for the flat-topped multi-Gaussian beams passing through a misaligned optical system with two-lens and two-diaphragm. The study on the propagating property of fundamental-mode Gaussian beams and a flat-topped multi-Gaussian beam is carried out accordingly. The expansion of complex Gauss function of misaligned optical circle diaphragm is given, as well as a group of new parameter values of the expansion of complex Gauss function. By using the new parameter values, the influence of disadjust parameters on output intensity distribution is analyzed numerically. The result shows that the diaphragms' offset can make the beams offset or covered, and the second diaphragm influences more; the angle deflection of diaphragms can make light beams compressed in the deflection direction, and the first diaphragm influences more; the offset of the first lens can weaken light intensity in the same direction of the lens offset, and the offset of the second lens can weaken light intensity in the opposite direction of the lens offset; the angle deflection of the first lens can make light beams move to the opposite direction,and the angle deflection of the second lens has no influence; when all the diaphragms and the lenses are disadjust, the angle deflection of the first lens has a vital influence to the output intensity distribution.

关键词： laser optics flat-topped multi-Gaussian beams misaligned optical system circle diaphragms

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Adaptive Backstepping Control for Uncertain Systems with Compound Nonlinear Characteristics

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2021年第2期38卷 249-258页

作者： LI Fei WANG Shimei HU Jianbo liu bingqi Equipment Management and Unmanned Aerial Vehicle Engineering College Air Force Engineering UniversityXi’an 710051P.R.China Department of Military and Political Foundation Air Force Engineering UniversityXi’an 710051P.R.China

An adaptive backstepping multi-sliding mode approximation variable structure control scheme is proposed for a class of uncertain nonlinear *** actuator model with compound nonlinear characteristics is established based on the model decomposition *** unmodeled dynamic term of the radial basis function neural network approximation system is *** Nussbaum gain design technique is utilized to overcome the problem that the control gain is *** adaptive law estimation is used to estimate the upper boundary of neural network approximation and uncertain *** adaptive approximate variable structure control effectively weakens the control signal chattering while enhancing the robustness of the *** on the Lyapunov stability theory,the stability of the entire control system is *** main advantage of the designed controller is that the compound nonlinear characteristics are considered and ***,simulation results are given to show the validity of the control scheme.

关键词： compound nonlinearities saturation hysteresis adaptive backstepping control radial basis function(RBF)neural network

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Evaluation of the Double Snap-Through Mechanism on the Wave Energy Converter’s Performance

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Journal of Marine Science and Application 2021年第2期20卷 268-283页

作者： bingqi liu Carlos Levi Segen F.Estefen Zhijia Wu Menglan Duan Ocean Engineering Department COPPEFederal University of Riode JaneiroRio de Janeiro 21945-970Brazil China Ship Scientific Research Center Wuxi 214082China College of Safety and Ocean Engineering China University of Petroleum-BeijingBeijing 102249China

Lower efficiencies induce higher energy costs and pose a barrier to wave energy devices'commercial ***,the efficiency enhancement of wave energy converters has received much attention in recent *** reported research presents the double snap-through mechanism applied to a hemispheric point absorber type wave energy converter(WEC)to improve the energy absorption *** double snap-through mechanism comprises four oblique springs mounted in an *** provides the WEC with different dynamic stability behaviors depending on the particular geometric and physical parameters *** efficiency of these different WEC behaviors(linear,bistable,and tristable)was initially evaluated under the action of regular *** results for bistable or tristable responses indicated significant improvements in the WEC's energy capture ***,the WEC frequency bandwidth was shown to be significantly enlarged when the tristable mode was in ***,the corresponding tristable trajectory showed intra-well behavior in the middle potential well,which induced a more severe low-energy absorption when a small wave amplitude acted on the WEC compared to when the bistable WEC was ***,positive effects were observed when appropriate initial conditions were *** results also showed that for bistable or tristable responses,a suitable spring stiffness may cause the buoy to oscillate in high energy modes.

关键词： Wave energy converter Point absorber Double snap-through mechanism Bistable dynamic behavior Tristable dynamic behavior

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参照波结构的飞行器对接姿态快速估计

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系统工程与电子技术 2024年第9期46卷 2926-2934页

作者：朱世杰陈广东刘秉奇南京航空航天大学电子信息工程学院/集成电路学院江苏南京211006 南京航空航天大学无人驾驶飞机研究院江苏南京210016

正确快速测量飞行器的姿态是实现载人航天飞行器精准对接任务的重要前提。传统姿态测量需要拼接3个姿态参数,本文提出一种改进优化算法应用于以电磁波结构向量为参照的姿态测量,实现姿态参数同步、整体、快速测量。首先根据多个电磁矢... 详细信息

正确快速测量飞行器的姿态是实现载人航天飞行器精准对接任务的重要前提。传统姿态测量需要拼接3个姿态参数,本文提出一种改进优化算法应用于以电磁波结构向量为参照的姿态测量,实现姿态参数同步、整体、快速测量。首先根据多个电磁矢量传感器和接收信号间的变化关系来建立导向矢量,将导向矢量中的指数函数形式的姿态旋转进行泰勒近似展开,然后使用等步长遍历算法结合牛顿法来快速搜寻多导航信号空间谱函数的谱峰,完成飞行器的姿态测量。仿真结果表明,该方法测量的姿态精度高,误差能够控制在0.01°左右,提升了姿态测量的效率,同时抗干扰能力良好,具有较好的应用价值。

关键词：电磁矢量传感器牛顿法姿态测量导向矢量

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飞机差动刹车纠偏过程的 STAMP/STPA 安全性分析

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哈尔滨工业大学学报 2020年第4期52卷 66-73页

作者：刘炳琪胡剑波刘畅李俊空军工程大学装备管理与无人机工程学院西安710051 空军工程大学研究生学院西安710051

为防止飞机在全电差动刹车纠偏过程中发生危险或事故,将该过程的安全问题视为一个控制问题,从控制的角度开展STAMP/STPA安全性分析.首先,基于系统理论事故模型及过程(system-theoretic accident model and process,STAMP)建立考虑人机... 详细信息

为防止飞机在全电差动刹车纠偏过程中发生危险或事故,将该过程的安全问题视为一个控制问题,从控制的角度开展STAMP/STPA安全性分析.首先,基于系统理论事故模型及过程(system-theoretic accident model and process,STAMP)建立考虑人机协调的飞机全电差动刹车系统STAMP模型,确定整个差动刹车系统的控制反馈关系;然后,采用系统理论过程分析(system theoretic process analysis,STPA)方法对差动刹车纠偏过程进行安全性分析,确定系统级事故和危险,识别潜在风险和不安全控制行为(unsafe control action,UCA),从控制、反馈和协调3个方面对不安全控制行为进行定性致因分析;最后,建立飞机地面滑跑模型,对纠偏过程中出现的部分不安全控制行为(UCA1、UCA2和UCA5)进行仿真分析.仿真结果表明:在1°初始偏航角或1 m/s持续侧风的情况下未提供差动刹车动作,飞机在5 s后会偏出跑道;在1°初始偏航角(无侧风)情况下发生差动刹车动作延迟,延迟大于5 s时飞机会偏出跑道.仿真结果从定量角度对飞机全电差动刹车纠偏过程提出了安全约束,并验证了STAMP/STPA方法的有效性.

关键词：人机协调差动刹车系统控制反馈关系不安全控制行为安全约束

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基于深度学习的LSTM模型在X荧光光谱中的应用

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核技术 2023年第7期46卷 78-84页

作者：唐琳李勇唐羽锋刘泽柳炳琦成都大学电子信息与电气工程学院成都610106 安徽大学农业生态大数据分析与应用国家工程研究中心合肥230039 数学地质四川省重点实验室(成都理工大学) 成都610059 南洋理工大学电气与电子工程学院新加坡639798 成都大学机械工程学院成都610106

在X荧光光谱分析中,为了解决传统谱分析方法中存在的特征峰计数率损失以及影子峰的问题,本文拟采用一种基于深度学习的长短期记忆(Long and Short Term Memory,LSTM)神经网络模型,该模型对核脉冲幅度时间序列具有较好的适用性,通过对样... 详细信息

在X荧光光谱分析中,为了解决传统谱分析方法中存在的特征峰计数率损失以及影子峰的问题,本文拟采用一种基于深度学习的长短期记忆(Long and Short Term Memory,LSTM)神经网络模型,该模型对核脉冲幅度时间序列具有较好的适用性,通过对样本的学习能够对核脉冲信号的幅度进行准确估计。鉴于核脉冲信号样本较大,模型训练效率低,特引入卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN),利用其特有的卷积核结构逐层提取样本特征,能够有效减少样本数量,降低模型训练复杂度。使用粉末铁矿样品测量得到的一系列离线核脉冲序列产生模型训练所需的数据集,该数据集的64000个条目中,44800个用作训练集,12800个用作验证集,余下6400个用作测试集。实验结果表明:训练好的CNN-LSTM模型能够极大地节省训练时间,克服传统方法局部收敛的缺陷,也能够对不同程度畸变的输入脉冲进行准确的参数估计,在训练集和验证集上得到的准确率都高于99%。进一步分析计数修复结果,得到三个影子峰校正比例的平均值为91.52%,表明训练的CNN-LSTM模型对畸变脉冲产生的计数损失的校正比例约为91.52%。该模型能够有效校正因畸变脉冲幅度损失造成的影子峰,改善X射线荧光光谱中特征峰计数率精度,在X射线荧光光谱领域具有较高的应用价值。

关键词：深度学习长短期记忆 X荧光光谱卷积神经网络

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长航时导弹混合式惯导系统结构方案设计及优选

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系统工程理论与实践 2020年第2期40卷 529-536页

作者：刘炳琪魏诗卉苏国华王继平火箭军工程大学空间工程系西安710025 火箭军研究院北京100096

混合式惯导系统集平台式、捷联式惯导系统各自的优点于一体,打破了传统惯导的设计和使用思想,在长航时、大机动条件下的导航精度优势明显,为导弹武器射前快速自对准、中段误差修正、末段高精度导航提供了技术实现的可行性.混合式惯导系... 详细信息

混合式惯导系统集平台式、捷联式惯导系统各自的优点于一体,打破了传统惯导的设计和使用思想,在长航时、大机动条件下的导航精度优势明显,为导弹武器射前快速自对准、中段误差修正、末段高精度导航提供了技术实现的可行性.混合式惯导系统可有多种结构方式,要实现混合式惯导系统在长航时导弹上的应用,首先就要解决其旋转结构的选型问题.本文从混合式惯导的基本概念和原理出发,对其上弹应用的多种旋转结构进行了方案设计;以其适用的自标定、自对准、旋转调制策略等为基础,开展了导弹武器发射前和飞行过程中高精度导航、误差修正等对惯导结构的需求论证,最终优选确定了能适应导弹武器使用剖面的最佳结构方案,且通过仿真验证了混合式惯导的优势所在.

关键词：惯性导航混合式惯导系统旋转结构设计优选

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中远程导弹惯性/星光组合导航关键技术及研究现状

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系统工程理论与实践 2019年第5期39卷 1351-1362页

作者：刘炳琪魏诗卉苏国华王继平火箭军工程大学空间工程系西安710025 火箭军研究院北京100096

惯性/星光组合导航技术具有全程自主可控和误差不随时间积累等特点,是中远程导弹自主导航领域研究的热点和难点问题,国内外研究众多,对此研究具有重要的理论意义和工程应用价值.针对惯性/星光的研究现状,本文对现有惯性/星光组合导航的... 详细信息

惯性/星光组合导航技术具有全程自主可控和误差不随时间积累等特点,是中远程导弹自主导航领域研究的热点和难点问题,国内外研究众多,对此研究具有重要的理论意义和工程应用价值.针对惯性/星光的研究现状,本文对现有惯性/星光组合导航的技术原理进行了详细分析,对涉及到的大视场星敏感器技术、星图匹配技术、星光折射及连续修正等关键技术及研究现状进行了分析总结,并对惯性/星光在中远程导弹上应用的发展趋势和前景进行了展望.

关键词：星敏感器组合导航星图匹配星光折射

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偏心椭圆高斯光束

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中国激光 1999年第2期26卷 171-175页

作者：沈学举王斧刘秉琦张雏军械工程学院光学教研室

在椭圆高斯光束横坐标中引入复数偏移量，将其推广为偏心椭圆高斯光束。在垂直于ｚ轴截面内强度分布仍然是椭圆高斯函数分布，在传播方向上光束峰值强度沿直线分布，波前也存在横向位移。对偏心椭圆高斯光束经一阶光学系统的变换关系进... 详细信息

在椭圆高斯光束横坐标中引入复数偏移量，将其推广为偏心椭圆高斯光束。在垂直于ｚ轴截面内强度分布仍然是椭圆高斯函数分布，在传播方向上光束峰值强度沿直线分布，波前也存在横向位移。对偏心椭圆高斯光束经一阶光学系统的变换关系进行了定量推导。对传播方向偏离ｚ轴的椭圆高斯光束经薄透镜传播时的特例进行了讨论。

关键词：椭圆高斯光束高斯光束激光束传输

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