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一种面向卫星在轨自主任务规划的快速精准轨道预报方法

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武汉大学学报(信息科学版) 2024年第6期49卷 879-887页

作者：王密陈俊博皮英冬仵倩玉武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室

卫星在轨自主任务规划需要高精度的轨道预报数据，计算待观测目标的可成像时间窗口、成像姿态需求，结合其他约束条件来完成任务规划过程。针对卫星星上计算资源有限的情况，为了减少轨道预报过程的资源消耗、满足自主任务规划的需求，... 详细信息

卫星在轨自主任务规划需要高精度的轨道预报数据，计算待观测目标的可成像时间窗口、成像姿态需求，结合其他约束条件来完成任务规划过程。针对卫星星上计算资源有限的情况，为了减少轨道预报过程的资源消耗、满足自主任务规划的需求，提出一种在长周期的轨道预报中预报精度高、资源消耗少的轨道预报方法。基于两行根数（two-line element, TLE）及简化普适摄动模型，以多条轨道数据作为输入，迭代计算生成TLE，完成轨道预报，并计算轨道预报误差和模拟观测目标的成像参数初值误差，进行定量评价。实验结果表明，所提方法仅需少量输入数据即可完成72 h的轨道预报，预报精度优于4 km，平均耗时12.76 s，在长周期的轨道预报中预报精度高、运行速度快；使用轨道预报数据计算模拟观测目标的开始成像时间误差优于0.2 s，三轴方向上的成像姿态初值误差均优于0.03°，小于智能遥感卫星珞珈三号01星相机成像过程姿态指向精度指标。所提方法预报精度高，需求的时空资源少，对于星上在轨自主任务规划具有重要意义。

关键词：在轨自主任务规划轨道预报权重定义与调整两行根数成像参数初值

基于姿态误差时空补偿的高分五号02星全谱段影像定位精度提升方法

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光学学报 2024年第12期44卷 329-341页

作者：王艳丽王密董志鹏范城城山东科技大学测绘与空间信息学院山东青岛266590 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 中国科学院微小卫星创新研究院上海201210 上海微小卫星工程中心上海201210

提出一种顾及姿态误差时空变化的全谱段光谱成像仪(VIMS)定位精度提升方法。通过分析高分五号02星(GF-5B卫星)181 d的星敏感器低频误差规律,以分段傅里叶级数模型为基础,利用时序化、多空间补偿策略,统一了非基准与基准定姿模式之间的... 详细信息

提出一种顾及姿态误差时空变化的全谱段光谱成像仪(VIMS)定位精度提升方法。通过分析高分五号02星(GF-5B卫星)181 d的星敏感器低频误差规律,以分段傅里叶级数模型为基础,利用时序化、多空间补偿策略,统一了非基准与基准定姿模式之间的低频误差特性,补偿低频误差对影像几何定位的影响。研究结果表明,所提方法将VIMS可见光近红外影像无地面控制几何定位精度从4.274 pixel优化至1.867 pixel,且对不同时相、不同区域的光学影像均有良好的精度提升效果。

关键词：遥感姿态低频误差几何定位精度高分五号02星全谱段光谱成像仪

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双边加权组稀疏残差约束的面阵卫星影像去噪

武汉大学学报（信息科学版） 2024年第6期49卷 935-944页

作者：万天真潘俊王密武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079

传统的组稀疏表示模型受到噪声的影响可能无法准确估计每个影像组的稀疏性,从而导致对理想影像的复原失真。提出了双边加权的组稀疏残差约束模型,引入组稀疏残差约束,首先利用稀疏编码系数的非局部自相似性获得理想影像的组稀疏系数估计... 详细信息

传统的组稀疏表示模型受到噪声的影响可能无法准确估计每个影像组的稀疏性,从而导致对理想影像的复原失真。提出了双边加权的组稀疏残差约束模型,引入组稀疏残差约束,首先利用稀疏编码系数的非局部自相似性获得理想影像的组稀疏系数估计,然后约束对应退化影像的组稀疏系数来逼近这一估计。由于面阵卫星影像噪声较为复杂,用简单加性高斯白噪声难以精确建模,将两个权重矩阵分别引入组稀疏残差约束的数据保真项和正则化项中,以表征影像和噪声的统计特性。使用模拟数据和珞珈三号01星获取的真实影像进行实验,在模拟实验中,双边加权组稀疏残差约束模型在去除加性高斯白噪声和空间异质噪声方面表现优于其他对比方法。在真实影像实验中,使用该模型去噪后的影像熵值相较于三维块匹配滤波方法、多波段加权核范数最小化方法、非局部中心化稀疏表示方法、低秩化组稀疏表示方法和三边加权稀疏编码方法,分别提升了2.03%、1.18%、1.26%、1.24%和2.10%。结果表明,双边加权组稀疏残差约束模型在保留影像边缘细节和消除真实影像噪声方面优于对比方法。

关键词：面阵卫星影像影像去噪组稀疏表示组稀疏残差约束非局部自相似性

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全谱段多角度光学成像大气折光误差分析

武汉大学学报（信息科学版） 2024年第7期49卷 1176-1189页

作者：王艳丽孙克显金淑英王密山东科技大学测绘与空间信息学院山东青岛266590 齐鲁空天信息研究院山东济南250100 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079

星载全谱段成像仪能够同时对可见光、近红外、短波红外、中波红外、长波红外光谱范围内的多个谱段进行探测,在热污染排放检测、农作物长势分析等方面发挥重要作用。然而,当光线穿越大气层时,受大气折射的影响,不同谱段存在程度不一的偏... 详细信息

星载全谱段成像仪能够同时对可见光、近红外、短波红外、中波红外、长波红外光谱范围内的多个谱段进行探测,在热污染排放检测、农作物长势分析等方面发挥重要作用。然而,当光线穿越大气层时,受大气折射的影响,不同谱段存在程度不一的偏折现象,降低了影像的几何定位精度、谱段间的配准精度,影响全谱段影像的应用效能与价值。针对全谱段多角度成像大气折光误差特性,采用高分五号全谱段光谱成像仪相机参数与大气参数,利用基于椭球分层的光学卫星大气折光改正模型,对全谱段多角度成像在不同区域、不同时间的大气折光误差差异进行了系统性的分析。实验结果表明,当侧摆角为45°时,大气折光引起的蓝波段的绝对几何定位误差约为6.491 m,相对几何定位误差可达2.698 m,对蓝波段与长波红外波段谱段间的配准精度的影响可达0.161 m。

关键词：全谱段成像仪多角度成像大气折光误差配准精度

融合色差梯度和颜色相关性的Bayer成像插值方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第6期49卷 888-898,F0002页

作者：潘俊刘宇晗郭羽萱王密武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079

为减轻卫星影像数据星地传输压力,Bayer成像模式被越来越广泛地应用于遥感卫星的成像系统,由于Bayer影像中每个像素只存储一个颜色通道的信息,存在信息缺失,因此必须经过Bayer成像插值重建为全彩色影像才能用于后续应用。现有多数Bayer... 详细信息

为减轻卫星影像数据星地传输压力,Bayer成像模式被越来越广泛地应用于遥感卫星的成像系统,由于Bayer影像中每个像素只存储一个颜色通道的信息,存在信息缺失,因此必须经过Bayer成像插值重建为全彩色影像才能用于后续应用。现有多数Bayer成像插值方法存在地物边缘处细节缺失和色调偏移问题。针对上述问题,提出了一种融合色差梯度和颜色相关性的Bayer成像插值方法。首先提取原始Bayer影像的各通道间色差梯度信息,使用归一化的色差梯度函数赋予各方向色差估计值的相应权重,使插值沿着边缘方向进行,以保护地物边缘处细节信息,然后利用不同颜色通道间的相关性设置色比约束,调整局部滑动窗口内3个通道的相对比例,以改善插值结果中的色调偏移现象,使重建的全彩色影像色调真实、细节完整。通过在模拟影像和珞珈三号01星获取的真实Bayer影像上的实验对比,所提方法与对比方法相比,重建影像在地物边缘处的伪色问题有明显改善,具有最高的峰值信噪比、结构相似性指数和最低的均方误差、自然图像质量评价分数,且与参考影像相比没有空间分辨率损失。所提方法已成功应用于珞珈三号01星数据处理系统中,进行在轨和地面的Bayer成像插值处理,为珞珈三号01星数据的各项应用提供了有效保障。

关键词： Bayer影像颜色相关性色差梯度局部色比珞珈三号01星

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陕西地区健康人群血栓弹力图参考区间的建立

西安交通大学学报（医学版） 2024年第4期45卷 663-668页

作者：黄露杰马捷王咪闫芳西安交通大学医学部电镜室陕西西安710061 西安市第三医院输血科陕西西安710018

目的建立陕西地区健康人群血栓弹力图(TEG)的参考区间,为临床精准输血工作服务。方法依据《临床实验室检验项目参考区间的制定》(WS/T 402-2012)的标准方法,采集386例陕西地区入选者的外周静脉血,分别运用血凝仪测定常规凝血纤溶指标... 详细信息

目的建立陕西地区健康人群血栓弹力图(TEG)的参考区间,为临床精准输血工作服务。方法依据《临床实验室检验项目参考区间的制定》(WS/T 402-2012)的标准方法,采集386例陕西地区入选者的外周静脉血,分别运用血凝仪测定常规凝血纤溶指标(PT、APTT、TT、FiB、FDP、DD)和TEG检测以下各项参数(R、K、Angle、MA、LY30、CI),并以95%CI确定TEG各项参数的参考区间。结果 386例健康志愿者常规凝血纤溶指标均正常。所有入选者TEG数据与TEG生产商提供的各项指标的参考区间相比,其中7.2%(28/386)被诊断为凝血病,检测特异性仅为44%(170/386)。此外,R减小者188例(48.7%),K增大者28例(7.3%),Angle减小者12例(3.1%)。男性与女性的R、MA和CI差异明显(P<0.05)。不同年龄区间的R和CI差异明显(P<0.05)。最终,所有入选者的TEG各个参数的正常参考范围设置为男性R:2.7~8.6,K:1.3~3.6,Angle:46.2~72.5,MA:49.5~69.3,LY30:0~8.0,CI:-3.2~3.6;女性R:2.7~9.2,K:1.2~3.4,Angle:46.2~72.5,MA:49.5~69.3,LY30:0~8.0,CI:-3.2~3.6。结论陕西地区健康人群TEG参考区间与生产商提供的参考区间存在明显差异。本研究建立的TEG参考区间更为适应本地区人群的临床凝血特征,可更好地应用于临床诊疗服务。

关键词：陕西地区血栓弹力图(TEG) 参考范围健康人群

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有机硒对肉鸡生长性能、屠宰性能、肉品质及抗氧化性能的影响

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饲料研究 2024年第11期47卷 51-55页

作者：姜毅峰王密锦州医科大学畜牧兽医学院辽宁锦州121000

试验旨在研究有机硒对肉鸡生长性能、屠宰性能、肉品质及抗氧化性能的影响。选取1日龄罗斯308肉鸡360只,随机分为3组,每组6个重复,每个重复20只鸡。Na_(2)SeO_(3)组、Se-Met组和Nano-Se组分别以0.4 mg/kg硒水平添加亚硒酸钠、硒代蛋氨... 详细信息

试验旨在研究有机硒对肉鸡生长性能、屠宰性能、肉品质及抗氧化性能的影响。选取1日龄罗斯308肉鸡360只,随机分为3组,每组6个重复,每个重复20只鸡。Na_(2)SeO_(3)组、Se-Met组和Nano-Se组分别以0.4 mg/kg硒水平添加亚硒酸钠、硒代蛋氨酸和纳米硒。试验期42 d。结果显示,1~21日龄,Se-Met组料重比显著低于Na_(2)SeO_(3)组(P<0.05)。Nano-Se组和Se-Met组的腹脂率显著低于Na_(2)SeO_(3)组(P<0.05)。与Na_(2)SeO_(3)组相比,Nano-Se组肉鸡的胸肌a^(*)值显著增加(P<0.05),Se-Met组和Nano-Se组肉鸡的胸肌系水力显著增加(P<0.05)。与Na_(2)SeO_(3)组相比,Nano-Se组肉鸡的胸肌总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(T-SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性显著增加(P<0.05),Se-Met组和Nano-Se组肉鸡的胸肌丙二醛(MDA)含量显著降低(P<0.05)。研究表明,有机硒能够有效改善肉鸡的生长性能、屠宰性能、肉品质和抗氧化能力,其中纳米硒效果优于硒代蛋氨酸。

关键词：有机硒肉鸡生长性能屠宰性能肉品质抗氧化性能

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双清一号(珞珈三号01星)多模式成像样例数据集

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电子与信息学报 2024年第6期46卷 2299-2310页

作者：王密杨芳李德仁潘俊戴荣凡武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 航天东方红卫星有限公司北京100094

针对当前多数高分辨遥感卫星面向用户服务存在获取数据种类单一问题,该文公开了双清一号(珞珈三号01星)多模式成像样例数据集,涵盖了面阵推扫、面阵推帧和视频凝视等多种成像模式,包含城市、水体、山区、机场等不同目标区域的典型数据... 详细信息

针对当前多数高分辨遥感卫星面向用户服务存在获取数据种类单一问题,该文公开了双清一号(珞珈三号01星)多模式成像样例数据集,涵盖了面阵推扫、面阵推帧和视频凝视等多种成像模式,包含城市、水体、山区、机场等不同目标区域的典型数据样本。该数据集由信号数据解码、Bayer插值、相对辐射校正、几何定位、视频稳像和3维重建等步骤处理构建;同时,对在轨定标、兴趣区产品快速生产、高清视频几何稳像和多角度3维重建等关键算法做了深入探讨和研究。最后,对样本数据集从图像标准产品、凝视视频产品和实景3维产品等3个方面进行了可视化展示和定量化精度评价。

关键词：双清一号多模式成像视频稳像 3维重建

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珞珈三号01星视频智能插帧应用研究

武汉大学学报（信息科学版） 2024年第6期49卷 911-922页

作者：王新晟王密潘俊肖晶李路张昊楠赵简平武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 武汉大学计算机学院湖北武汉430072 武汉大学网络安全学院湖北武汉430079

光学视频卫星获取的高动态、高空间分辨率的数据为对地动态观测提供了新的技术手段。2023年初发射的珞珈三号01星是新一代智能测绘遥感科学试验卫星,该星可通过凝视成像模式获取对地高清彩色视频,但原始视频帧率较低,仅为6帧/s。为进一... 详细信息

光学视频卫星获取的高动态、高空间分辨率的数据为对地动态观测提供了新的技术手段。2023年初发射的珞珈三号01星是新一代智能测绘遥感科学试验卫星,该星可通过凝视成像模式获取对地高清彩色视频,但原始视频帧率较低,仅为6帧/s。为进一步提升珞珈三号01星视频的流畅度,降低视觉观感的卡顿效果,开展了面向珞珈三号01星视频插帧的相关研究。首先,针对卫星凝视成像过程中的误差进行了分析,提出了一种基于帧间透视变换模型的视频稳像方法,实现了原始视频数据的预处理;然后,考虑到日常可见光视频与卫星视频之间存在较大差异,且目前暂无可用的卫星视频插帧数据集,基于预处理后的稳像视频构建了一个涵盖不同场景的卫星插帧数据集Luojia3_VFISet;最后,基于无需光流模块参与的FLAVR(flow-agnostic video representation)视频插帧网络,通过将不同尺度的特征编码信息引入解码过程,提出了FLAVR_Plus视频插帧网络,进一步提升了卫星视频的插帧效果。实验结果表明,FLAVR_Plus插帧结果的测量峰值信噪比达到35.5446 dB,精度提升约0.5%~7.2%,结构相似性可达0.9179,同比提升约0.5%~8.7%。所构建的Luojia3_VFISet数据集有助于相关研究工作的开展,提出的FLAVR_Plus视频插帧网络针对不同场景均能生成质量良好、无明显拖影的中间帧,可有效提升珞珈三号01星视频的流畅度,为后续的卫星视频相关应用提供更多的帧间信息。

关键词：珞珈三号01星凝视序列影像视频稳像插帧数据集视频插帧