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基于自加权交替三线性分解的荧光检测油类污染物

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光谱学与光谱分析 2016年第7期36卷 2162-2168页

作者：程朋飞王玉田陈至坤杨哲曹丽芳燕山大学河北省测试计量技术与仪器重点实验室河北秦皇岛066004 华北理工大学电气工程学院河北唐山063009

设计水中油类污染物检测仪,采用脉冲氙灯作为光源,选择阶跃型多模纯石英光纤对激发光和发射光进行传输。采用非对称Czemy-Turner光路的高精度光栅单色器。应用该装置测定柴油、汽油和煤油的荧光光谱,0#柴油、97#汽油和煤油的最佳激发波... 详细信息

设计水中油类污染物检测仪,采用脉冲氙灯作为光源,选择阶跃型多模纯石英光纤对激发光和发射光进行传输。采用非对称Czemy-Turner光路的高精度光栅单色器。应用该装置测定柴油、汽油和煤油的荧光光谱,0#柴油、97#汽油和煤油的最佳激发波长/发射波长分别为:290/330,270/300和280/330 nm。检出限:柴油(0.025 mg·L^(-1))、汽油(0.042 mg·L^(-1))和煤油(0.054 mg·L^(-1))。相对误差:柴油(2.55%),汽油(2.06%)和煤油(1.71%),实验表明所设计的检测仪具有较高的测量精度。配置不同浓度的柴油、汽油和煤油的混合溶液,测量其三维荧光光谱,采用自加权交替三线性分解算法对光谱数据进行分解,预测浓度及回收率均表明自加权交替三线性分解算法对混合油类物质有较高的分辨能力。

关键词：三线性分解荧光光谱污染油浓度回收率

基于改进三线性分解的单基地十字阵MIMO雷达二维角度估计

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系统工程与电子技术 2016年第4期38卷 804-811页

作者：杨康贾爱梅空中交通管理系统与技术国家重点实验室江苏南京210007 中国电子科技集团公司第二十八研究所江苏南京210007

研究单基地十字阵多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达中目标二维角度参数估计的问题。已有的算法往往忽略了信源矩阵中的类Vandermonde结构,而这种特殊的结构可以提升参数估计精度。基于均匀线形阵列(uniform linea... 详细信息

研究单基地十字阵多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达中目标二维角度参数估计的问题。已有的算法往往忽略了信源矩阵中的类Vandermonde结构,而这种特殊的结构可以提升参数估计精度。基于均匀线形阵列(uniform linear array,ULA)的中心对称特性和目标参数矩阵中的类Vandermonde结构,提出一种基于改进的三线性分解的二维角度估计算法。首先利用酉变换的方法构造阵列增广输出矩阵,再将二维角度估计与三线性模型相联系。由于增广输出使得阵列的虚拟孔径增大,因而本文所提算法的参数估计精度要优于传统三线性估计算法。此外,本文提及的改进算法不需进行谱峰搜索及奇异值分解,并且能对估计的二维目标角度自动配对,最后的仿真结果验证了本文算法的有效性。

关键词：多输入多输出雷达二维角度估计酉变换三线性分解

基于实值三线性分解的互耦条件下双基地MIMO雷达角度估计算法

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系统工程与电子技术 2018年第2期40卷 314-321页

作者：杨康文方青黄冬梅张磊王可中国电子科技集团公司第二十八研究所南京江苏210007 空中交通管理系统与技术国家重点实验室南京江苏210007 长江大学电子信息学院荆州湖北434023 海军指挥学院信息系南京江苏210016

研究互耦背景下双基地多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)雷达中联合波离角(direction-of-departure,DOD)波达角(direction-of-arrival,DOA)的估计问题。为利用阵列信号的多维结构,将匹配滤波后的雷达数据表述成一个三阶张量模型。考虑到均匀线性阵列互耦矩阵的带状Toeplitz特性,利用部分阵元方向矩阵具有共同的尺度变换特性消除互耦的影响。结合前后平滑技术和酉变换技术,构建去耦后数据的增广输出三线性模型,再将联合DOD与DOA估计与三线性模型相联系。所提算法能够获得自动配对的目标角度估计,且由于平滑技术的使用,所提算法对相干源具有一定的分辨能力。此外,由于增广三线性模型为实数,因而所提算法的计算复杂度低。最后,通过仿真实验验证了所提算法的有效性。

关键词：多输入多输出雷达互耦酉变换前后平滑三线性分解

三线性分解方法用于激发-发射矩阵荧光数据中一阶瑞利散射的扣除

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中国科学：化学 2011年第11期41卷 1740-1749页

作者：聂瑾芳吴海龙张云刘亚娟王建瑶李勇俞汝勤化学生物传感与计量学国家重点实验室湖南大学化学化工学院长沙410082 桂林理工大学化学与生物工程学院桂林541004

由于荧光分析具有检测灵敏度高、数据容易获得等优点,近年来二阶张量校正方法与激发-发射矩阵荧光光谱技术的联用正受到人们越来越多的关注.但是,在三维荧光分析中,经常出现的一阶瑞利散射干扰往往容易导致建立的三线性模型存在较大的偏... 详细信息

由于荧光分析具有检测灵敏度高、数据容易获得等优点,近年来二阶张量校正方法与激发-发射矩阵荧光光谱技术的联用正受到人们越来越多的关注.但是,在三维荧光分析中,经常出现的一阶瑞利散射干扰往往容易导致建立的三线性模型存在较大的偏离,进而直接影响复杂体系中感兴趣组分的定性、定量分析.针对该问题,我们提出了一种基于对组分数不敏感的三线性分解算法扣除一阶瑞利散射干扰的新思路.该方法的特点是根据一阶瑞利散射分别在水平切片矩阵和侧面切片矩阵所处位置相同,沿I-模和J-模同时构建含一阶瑞利散射的三维数据阵,利用三线性分解算法对此各自建模,将一阶瑞利散射当作一个响应组分或因子拟合后从三维数据阵中扣除掉.通过对模拟和实际三维激发发射矩阵荧光光谱实验数据进行讨论,结果表明该方法能有效地扣除体系中的一阶瑞利散射干扰.改进后的方法不仅操作简单,而且不受组分数选取不当的困扰.另外,由于同时从两个方向进行一阶瑞利散射扣除,因此不会出现因边缘瑞利散射峰形不完整而扣除不完全的情况.该方法为三维荧光光谱的无损分析提供了新思路,为进一步进行三维荧光光谱的定量分析奠定了良好的基础.

关键词：一阶瑞利散射三线性分解二阶校正激发-发射矩阵荧光

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一种三维矩阵的奇异值分解算法

光谱学与光谱分析 2015年第3期35卷 587-590页

作者：朱尔一王小华杭纬厦门大学化学化工学院谱学分析与仪器教育部重点实验室福建厦门361005

提出了一种三维矩阵的奇异值分解算法,该法适合处理具有三维矩阵数据的模式识别和分类模型等领域实际问题,该算法与二维矩阵奇异值分解算法类似,通过求解约束条件极值问题获得,该算法与已有的三线性分解算法比较,相对简单,计算速度快,... 详细信息

提出了一种三维矩阵的奇异值分解算法,该法适合处理具有三维矩阵数据的模式识别和分类模型等领域实际问题,该算法与二维矩阵奇异值分解算法类似,通过求解约束条件极值问题获得,该算法与已有的三线性分解算法比较,相对简单,计算速度快,适合处理数据量大的实际问题,该算法也很容易推广到更高维阵列的光谱数据。

关键词：三线性分解奇异值分解主成分分析

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恒模PARAFAC分解CRB及拟合算法

四川大学学报（工程科学版） 2009年第5期41卷 221-226页

作者：刘旭许宗泽南京航空航天大学信息科学与技术学院江苏南京210016

为了对恒模约束条件下平行因子(PARAFAC)分解的参数估计性能进行分析,在给出PARAFAC模型分解的克拉美-罗界(CRB)的同时,结合约束CRB理论,推导出了"首行已知"约束和恒模约束下PARAFAC分解的CRB表达式,并给出了恒模约束PARAFAC分解的拟合... 详细信息

为了对恒模约束条件下平行因子(PARAFAC)分解的参数估计性能进行分析,在给出PARAFAC模型分解的克拉美-罗界(CRB)的同时,结合约束CRB理论,推导出了"首行已知"约束和恒模约束下PARAFAC分解的CRB表达式,并给出了恒模约束PARAFAC分解的拟合算法TALS-CM。仿真表明,恒模约束后的PARAFAC分解具有更低的CRB值,随着信噪比的增加,TALS-CM拟合算法的性能接近于它的CRB值,说明算法是渐进有效的。TALS-CM算法的性能优于普通的TALS算法,因此,在基于PARAFAC模型的信号处理算法中,合理利用信源的恒模特性可以有效地提高算法性能。

关键词：盲信号处理克拉美-罗界平行因子三线性分解恒模

荧光动力学二阶校正法定量分析人血浆样中去甲肾上腺素

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化学学报 2008年第8期66卷 947-952页

作者：李淑芳吴海龙夏阿林朱绍华聂瑾芳边英超刘佳俞汝勤湖南大学化学化工学院化学生物传感与计量学国家重点实验室长沙410082

提出了荧光动力学结合二阶校正算法实现人血浆样中去甲肾上腺素的间接定量测定新方法.去甲肾上腺素本身荧光较弱,在碱性溶液中可以被氧化生成强荧光化合物.利用这一特性,在pH值为9.06的硼酸缓冲液作用下采用铁氰化钾为氧化剂、抗坏血酸... 详细信息

提出了荧光动力学结合二阶校正算法实现人血浆样中去甲肾上腺素的间接定量测定新方法.去甲肾上腺素本身荧光较弱,在碱性溶液中可以被氧化生成强荧光化合物.利用这一特性,在pH值为9.06的硼酸缓冲液作用下采用铁氰化钾为氧化剂、抗坏血酸为抗氧化剂研究这一氧化反应过程.设定激发波长为390nm,在发射波长为439～550nm的范围内测定一段时间内连续时间点的该动力学反应中间物的荧光光谱,构建三维响应数据阵,然后运用三线性分解算法进行解析.组分数N取3时,采用基于平行因子分析(PARAFAC)算法的二阶校正法获得的平均回收率(AR)为(102.0±4.1)%,预测残差平方根(RMSEP)为0.0197;采用基于满秩平行因子分析(FRA-PARAFAC)算法的二阶校正法获得的平均回收率(AR)和预测残差平方根(RMSEP)分别为(102.4±4.0)%和0.0207.两种算法可以得到相似且满意的结果.

关键词：去甲肾上腺素反应动力学荧光定量测定三线性分解二阶校正平行因子分析(PARAFAc) 满秩平行因子分析(FRA-PARAFAC)

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基于组合算法的油类污染物三维荧光光谱分析

激光与光电子学进展 2019年第3期56卷 258-264页

作者：陈至坤黄微程朋飞沈小伟王福斌华北理工大学电气工程学院河北唐山063210

针对油类污染物成分复杂、光谱重叠难以识别的问题,提出三维荧光光谱结合组合算法(ACM)。将交替三线性分解(ATLD)、自加权交替三线性分解(SWATLD)与平行因子分析(PARAFAC)算法组合,实现3种算法的优势互补。通过配制以四氯化碳为溶剂的... 详细信息

针对油类污染物成分复杂、光谱重叠难以识别的问题,提出三维荧光光谱结合组合算法(ACM)。将交替三线性分解(ATLD)、自加权交替三线性分解(SWATLD)与平行因子分析(PARAFAC)算法组合,实现3种算法的优势互补。通过配制以四氯化碳为溶剂的不同质量浓度的柴油、汽油和煤油的混合溶液,利用F-7000荧光光谱仪测量混合溶液的三维荧光光谱,采用空白扣除法与缺损数据修复——主成分分析法进行预处理消除散射干扰,对三维光谱数据矩阵进行分解,并与以上3种算法解析结果进行对比。结果表明,ACM对组分数不敏感,且解析结果更准确,样本中对柴油、汽油和煤油的平均回收率分别为96.68%、97.83%、97.11%。实现了混合油类物质的定性、定量分析,具有一定的普适性。

关键词：光谱学荧光分析组合算法油类污染物三线性分解

基于圆阵双基地MIMO雷达多维角度联合估计

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数据采集与处理 2012年第3期27卷 279-282页

作者：许凌云张小飞许宗泽南京航空航天大学电子信息工程学院南京210016

提出了一种基于均匀圆阵双基地MIMO雷达多目标多维角度估计的新算法。对阵列接收信号进行分析,表明其具有平行因子三线性模型特征,利用该模型低秩分解的唯一性条件,从分解得到的矩阵中联合估计出多维角度。该方法无需谱峰搜索,可实现参... 详细信息

提出了一种基于均匀圆阵双基地MIMO雷达多目标多维角度估计的新算法。对阵列接收信号进行分析,表明其具有平行因子三线性模型特征,利用该模型低秩分解的唯一性条件,从分解得到的矩阵中联合估计出多维角度。该方法无需谱峰搜索,可实现参数的同时估计与配对,与基于旋转不变参数估计技术(Estimation of signal parameters via rotational invariance techniques,ESPRIT)思想的算法相比具有更高的估计精度,而且在小样本数下也能较好地工作。仿真结果验证了该算法的有效性。

关键词：三线性分解多维角度估计双基地MIMO雷达均匀圆阵