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低轨空间碎片天基广域光学成像仿真技术

低轨空间碎片天基广域光学成像仿真技术

作者：王玉朋国防科技大学

学位级别：硕士

面对日益严重的低轨空间碎片问题,发展天基光学探测平台势在必行。为了满足天基光学探测系统信息处理算法研制和测试需求,本文针对低轨空间碎片天基广域光学成像仿真技术开展了研究,主要研究内容分以下三个部分:(1)空间碎片与恒星天基... 详细信息

面对日益严重的低轨空间碎片问题,发展天基光学探测平台势在必行。为了满足天基光学探测系统信息处理算法研制和测试需求,本文针对低轨空间碎片天基广域光学成像仿真技术开展了研究,主要研究内容分以下三个部分:(1)空间碎片与恒星天基特性建模。首先,通过SGP4模型解析空间碎片TLE轨道根数计算其运动轨道,同时基于Tycho-2星表进行恒星自行校正建立其运动模型;然后,采用漫反射球体模型近似空间碎片的光学特性,同时基于星表建立恒星的亮度模型;最后,建立探测平台的光学成像特性模型,提出一种光学系统弥散效应自适应建模方法,能够依据目标成像灰度自适应设置高斯弥散函数的窗口大小,大大提高仿真速度。此外还基于CCD传感器工作原理,对明亮恒星Smear效应进行了仿真建模。(2)海量低轨碎片天基光学可见性快速分析。首先,建立了影响空间碎片可见性的地球遮挡约束、地球阴影约束、日月干扰约束、探测视场约束以及探测星等约束模型;其次,针对低轨空间碎片数目庞大、可见性分析求解慢的难题,在定量分析五类约束模型的计算复杂度和对碎片可见窗口筛选能力的基础上,定义了一种衡量各约束条件求解碎片可见性效率的定量评价指标,据此可确定五类约束模型的最佳求解顺序。仿真实验表明与传统串行求解算法相比,对海量低轨碎片的可见性求解速度大大提升。(3)空间碎片天基广域光学探测图像仿真。首先,提出了一种自适应曝光时长的碎片和恒星图像仿真方法,基于碎片轨道根数或恒星星表计算观测目标在曝光时间内的成像轨迹,据此计算目标在途经像元点上的成像灰度,经高斯弥散后可得到目标仿真图像,实现了长曝光时间下碎片与恒星拖尾的逼真模拟。其次,针对天基光学探测过程中杂散光干扰成像的现象,建立了地气光和月光干扰成像的判断模型,分别采用微元法和扩展截取法实现了地气光和月光的成像仿真。大量仿真实验证明了所提方法的有效性与快速性。

关键词：空间碎片光学探测可见性分析杂散光光学成像仿真

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基于空间句法的博物馆建筑内部空间认知研究

基于空间句法的博物馆建筑内部空间认知研究

作者：钱敏湖南师范大学

学位级别：硕士

作为当今博物馆建筑设计,最关注的事情之一就是建筑的空间形态如何影响游客在博物馆内部的游览路径,以及如何使参观者在游览过程中建立和形成对于建筑内部空间布局的体验。本文将通过重现当今规划设计的博物馆建筑,对于不同博物馆建筑... 详细信息

作为当今博物馆建筑设计,最关注的事情之一就是建筑的空间形态如何影响游客在博物馆内部的游览路径,以及如何使参观者在游览过程中建立和形成对于建筑内部空间布局的体验。本文将通过重现当今规划设计的博物馆建筑,对于不同博物馆建筑内部分区和中庭位置的布局差异,依据空间句法(Space Syntax)这一建筑理论对其进行分析研究,以探究现今博物馆建筑本身特有的空间型态组构的内在空间句法之间的逻辑,并配合相关软件(depthmap)来进行句法量化解析,使得最终潜藏于建筑平面型态背后的深层组构特征得以显现。面对这一问题,笔者以湖北省美术馆、湖南省博物馆、长沙市简牍博物馆这三个博物馆作为研究案例。在此次研究中,可见性与空间利用模式中的三点有关：游客的游览路径、游客驻足参观展品的位置、游客驻足调查展陈空间的位置。通过这三点,使得游客在博物馆建筑平面导向中通过参观路径与接触展览内容来认知整个博物馆的空间布局,所以,这三种形式被看做是游客对于博物馆建筑体验的三个中心点。笔者注重从调查中寻找线索,跟踪游客的参观路径,通过记录游客整体的运动路径、驻足参观的位置、驻足调查展览空间的位置来分析和总结经验,结合空间句法的数据,提炼出可见性结构是如何在不同的博物馆的空间形态中变化的。调查游客的行进路径结果表明,游客对于博物馆的探索性运动被三个博物馆平面布局的整体可见性和局部可见性所影响。然而,在这三个博物馆中,整体可见性和局部可见性对于游客行进路线的预测也有所不同。此外,通过研究我们发现,可见性的区域和非可见的区域的视觉信息在预测游客的运动模式和行进路径方向的选择上也起到了非常重要的作用。最终结果表明在驻足参观展品或者驻足调查博物馆建筑空间的行为都能够被可见性起到很好的预测作用。这些结论都可以用形态学特征方面的变化来解释,尤其体现在博物馆建筑平面的形态和布局以及中庭在整个布局中的位置。研究结果表明：在博物馆建筑中,局部可见性可以预测整体可见性在空间利用模式上的影响,在不同的博物馆中,中庭和内部展厅的布局所形成的形态学特征可以在探索展览以及感受建筑特征方面建立起一种协同的作用。将具体研究的作用提供于设计者,对今后从事博物馆建筑设计作为其参考和评价标准。

关键词：建筑形态空间构成人行分析可见性分析

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基于GNSS的高轨卫星定轨技术研究

基于GNSS的高轨卫星定轨技术研究

作者：詹鹏宇南京航空航天大学

学位级别：硕士

高轨卫星在军民领域中发挥着越来越重要的作用，目前主要是通过测控网络进行的不间断观测来实现其轨道测定，但是此方法所需的设备复杂并且运行成本高，因此在GNSS系统日益完善的前提下，利用星载GNSS接收机实现高轨卫星的定轨已成为一... 详细信息

高轨卫星在军民领域中发挥着越来越重要的作用，目前主要是通过测控网络进行的不间断观测来实现其轨道测定，但是此方法所需的设备复杂并且运行成本高，因此在GNSS系统日益完善的前提下，利用星载GNSS接收机实现高轨卫星的定轨已成为一个新的研究方向。本文主要对多星座组合导航系统的定轨性能、几何动力学法定轨中用的非线性滤波技术以及接收机的弱信号捕获算法进行了分析和研究。首先介绍了GNSS以及星载GNSS定轨技术的发展概况。然后使用卫星工具包对高轨卫星所搭载的GNSS接收机可见性进行了分析和仿真验证，建立了星载GNSS高轨卫星定轨系统的数学模型，并给出了完整仿真流程，为后续的研究工作奠定基础。在分析了接收机可见性与所采用GNSS星座的数量之间关系的基础上，进一步仿真验证了在高轨卫星定轨中使用多星座组合导航系统对于定轨性能的影响。首先将结合轨道外推的最小二乘法应用于定轨解算;然后由于系统的非线性数学模型，采用了扩展卡尔曼滤波进行几何动力学法定轨解算，两种算法的仿真结果均验证了多星座组合导航系统能提高定轨精度。但EKF算法应用中存在着线性化误差，在强非线性情况下会对最终的定轨精度产生较为显著的影响。针对EKF算法的不足，选用了其它的非线性滤波技术来取代EKF算法。文中选择了无需近似求解非线性函数的无味卡尔曼滤波算法（UKF），同时还结合龙格-库塔方法的思想对EKF算法进行了改进。在采用多星座组合导航系统的情况下验证了改进算法的正确性，并对非线性滤波算法的高轨卫星定轨性能进行了对比分析。为了保证星载GNSS高轨卫星定轨研究中星载接收机对导航卫星信号的使用，对接收机的弱信号捕获算法进行了研究。从常规GPS信号捕获方法及传统的弱信号捕获算法出发，结合数据块累加的思想提出了一种改进算法，其捕获速度相比原算法有了较大的提高，并且分别采用仿真信号和实测信号验证了该算法的弱信号捕获性能。

关键词：全球导航卫星系统高轨卫星定轨可见性分析多星座组合导航系统非线性滤波弱信号捕获

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气象雷达的风电场回波建模与仿真技术研究

气象雷达的风电场回波建模与仿真技术研究

作者：马晨曦中国民航大学

学位级别：硕士

风电场作为一种运动的大型障碍物可能会对气象雷达产生影响,这个问题必须引起国内的高度重视。研究风电场的气象雷达的回波建模与仿真技术,有助于进一步研究有效的风电场的干扰抑制技术。这对于确保气象观测与气象预报的准确性,保障民... 详细信息

风电场作为一种运动的大型障碍物可能会对气象雷达产生影响,这个问题必须引起国内的高度重视。研究风电场的气象雷达的回波建模与仿真技术,有助于进一步研究有效的风电场的干扰抑制技术。这对于确保气象观测与气象预报的准确性,保障民航安全具有重要意义。论文包含风电场回波建模,回波数据转换和模型验证三个方面。首先,针对气象雷达体扫描模式特点,研究风轮机在窄波束体扫描模式下的可见性。然后利用电磁仿真软件建立风轮机的电磁散射特性模型,利用解析方法计算风轮机RCS并与电磁仿真结果与作对比分析。在风轮机可见性分析和电磁仿真结果基础上建立了气象雷达的风轮机回波模型,利用模型并模拟气象雷达体扫描模式仿真了风轮机的回波。然后获取美国德克萨斯州莫兰的代号为KDYX气象雷达和Lonestar风电场的相关数据,利用模型仿真风电场的回波。其次,根据WSR-88D雷达基本气象产品的生成以及坐标转换方法,将前文仿真的Lonestar风电场回波数据转换为Level II反射率因子数据,获取从美国国家海洋和大气局(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA)的实测数据,并利用转换后数据和对比。最后,利用短时傅里叶变换分析了风轮机仿真回波的时频特性,定性分析验证仿真模型有效性。然后定量分析了旋转叶片RCS变化对风轮机的反射率因子的影响,最后利用统计分析方法,分析了Lonestar风电场在较为晴朗天气时部分风轮机所在分辨单元反射率因子数据,定量验证了仿真模型有效性。

关键词：气象雷达风电场回波建模与仿真可见性分析短时傅里叶变化

中国风景园林规划设计领域GIS的应用研究进展

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风景园林 2014年第4期21卷 47-52页

作者：岳峰戴菲贾行飞华中科技大学建筑与城市规划学院华中科技大学建筑与城市规划学院

GIS因其强大的分析、管理等功能,在风景园林规划设计领域的分析评价阶段应用日益广泛,其应用迅猛发展。目前的研究现状以单个案例或某个方面的研究为主,而对于该研究方向的整体情况论述较少,且前期研究距今时间较远。因此,总结近20年来... 详细信息

GIS因其强大的分析、管理等功能,在风景园林规划设计领域的分析评价阶段应用日益广泛,其应用迅猛发展。目前的研究现状以单个案例或某个方面的研究为主,而对于该研究方向的整体情况论述较少,且前期研究距今时间较远。因此,总结近20年来GIS在风景园林领域的应用情况,将其划分为启蒙期、酝酿期、繁盛期3个阶段进行论述,重点介绍近5年的最新技术方法及成果运用。同时将研究内容上划分为传统领域和新兴领域,对传统领域的应用情况进行概述并指出其发展趋势,对新兴领域的应用情况进行探讨,最后指出现状存在的问题并作研究展望。

关键词：地理信息系统土地适宜评价可达性分析三维建模可见性分析地理设计综述

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基于STK/Matlab的卫星过境预报

电子设计工程 2023年第1期31卷 89-92,97页

作者：李春阳张廷华田磊源航天工程大学北京101416 96945部队河北保定072653

STK作为成熟的航天领域仿真分析软件,具有强大的仿真功能,能够实现对卫星、舰船车辆、观测站以及传感器等的仿真分析。STK的Connect模块可以实现与Matlab的联合仿真,弥补STK数据分析能力较弱的不足。文中以Connect模块为基础,实现STK与M... 详细信息

STK作为成熟的航天领域仿真分析软件,具有强大的仿真功能,能够实现对卫星、舰船车辆、观测站以及传感器等的仿真分析。STK的Connect模块可以实现与Matlab的联合仿真,弥补STK数据分析能力较弱的不足。文中以Connect模块为基础,实现STK与Matlab的互联互通,利用Matlab GUI界面对仿真程序进行统一设计,实现卫星目标、观测站等对象的仿真以及可视化场景生成,利用Access分析工具实现过境预报与相对测站的可见性分析。通过Matlab读取测站对卫星目标,对目标过境数据以及目标可见时间窗口进行可见性分析并生成数据报告,该结果对目标探测跟踪具有一定的应用意义。

关键词： STK Matlab 过境预报可见性分析

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火星车测控数传通信系统初步设计

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