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谱特征选择对电离层闪烁事件识别的影响分析

电波科学学报 2024年第1期39卷 173-180页

作者：刘钝於晓熊雯郝艺朱庆林中国电波传播研究所青岛266107

对闪烁事件进行快速有效识别是GNSS应用的重要需求,为此利用不同时期、不同区域、不同系统信号测量,比较分析了利用机器学习方法基于不同信号功率谱参数进行闪烁事件识别的性能。分析的不同情形中,闪烁识别模型精度最高可达98.5%,最低为... 详细信息

对闪烁事件进行快速有效识别是GNSS应用的重要需求,为此利用不同时期、不同区域、不同系统信号测量,比较分析了利用机器学习方法基于不同信号功率谱参数进行闪烁事件识别的性能。分析的不同情形中,闪烁识别模型精度最高可达98.5%,最低为91.3%,其精度均可优于90%,表明利用闪烁信号功率谱特征可建立闪烁事件的有效识别方法。进一步分析指出,降低截止频率有助于提高闪烁识别模型的精度,这表明基于谱特征进行闪烁事件识别的主要依据是Fresnel频率附近一定频谱范围内存在谱强度显著降低这一特征。这个结论也从谱分析角度说明了利用高精度GNSS参考站接收机常规观测(1 Hz)进行闪烁事件识别的可能。对闪烁功率谱进行拟合,并利用拟合的谱特征参数建立识别模型,可进一步提高闪烁事件识别精度,并减少模型所需参数。

关键词：电离层闪烁机器学习功率谱分类

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数字地下空间信息检测管理平台研究

现代电子技术 2024年第8期47卷 37-42页

作者：李姣姣刘毅张永利杨丽丽王辛中国电波传播研究所山东青岛266600

地下检测是诊断和预防地下病害的重要手段,但由于传统的城市地下检测数据平台架构限制,各组织机构独立管理和上传数据,导致数据共享难以实现。针对这一问题,利用先进的互联网、物联网技术,通过感、传、知、用四层架构建立数据综合信息... 详细信息

地下检测是诊断和预防地下病害的重要手段,但由于传统的城市地下检测数据平台架构限制,各组织机构独立管理和上传数据,导致数据共享难以实现。针对这一问题,利用先进的互联网、物联网技术,通过感、传、知、用四层架构建立数据综合信息管理平台,加强检测数据的汇聚融合、共享开放和开发利用,发挥数据的基础资源作用和分析引擎作用,提高政府决策科学化水平和管理效率,对于保障城市安全和预防道路风险隐患具有重要意义。数字地下空间信息检测管理平台可实现多源数据的统一管理,促进数据有序流动,对检测结果进行直观的展示、查询和工程化管理。文中利用地图数据实现地下空间数据与检测数据的匹配,实现检测结果的可视化表达。通过对数据的统计分析和评价来精准定位安全隐患及事故,促进城市建设协调机制更加健全;同时检测数据可通过安卓端以图片、文字、视频等多种方式实时地传送到信息管理平台,实现多端数据推送与接收,推动数据资源的开发利用,提高服务效率。该信息管理平台可实现与数据道路、智慧城市的完美对接,通过对其在不同场景的示范应用,不断完善平台功能、性能,验证了该信息管理平台的服务能力,提高了地下检测数据信息化的整体水平。

关键词：地下空间数据信息检测信息管理平台多源数据管理信息共享可视化展示

一种近实时全球电离层数据同化和预报系统的构建与实现

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电波科学学报 2024年第2期39卷 313-321页

作者：欧明陈龙江甄卫民朱庆林中国电波传播研究所青岛266107

电离层天气变化正成为目前空间天气预报最重要的内容之一,建立一个可靠的、精确的电离层特征参量现报和预报系统对空间科学研究及军民用无线电信息系统保障均具有重要价值。基于国际GNSS服务组织(International GNSS Service,IGS)的地基... 详细信息

电离层天气变化正成为目前空间天气预报最重要的内容之一,建立一个可靠的、精确的电离层特征参量现报和预报系统对空间科学研究及军民用无线电信息系统保障均具有重要价值。基于国际GNSS服务组织(International GNSS Service,IGS)的地基GNSS和全球电离层无线电观测站(Global Ionospheric Radio Observatory,GIRO)数字测高仪的实时数据,以国际参考电离层(International Reference Ionosphere,IRI)模型为背景模型,采用高斯-马尔可夫-限带卡尔曼滤波同化技术,结合超大规模矩阵稀疏存储与处理方法,在云计算平台上构建完成了近实时全球电离层数据同化和预报系统(near-Real-Time Global Ionospheric Data AssiMilation and forecasting system,RT-GIDAM)。该系统具备了全球电离层TEC和电子密度的近实时(延时约5 min)、较高空间(5°×2.5°)和时间分辨率(15 min)的同化和预报功能,可为空间物理研究及相关无线电系统应用提供数据支撑。

关键词：电离层近实时数据同化和预报地基GNSS 测高仪

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悬空波导环境下AIS信号超视距传播特性分析

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电波科学学报 2024年第1期39卷 100-107页

作者：赵慧赵振维王红光朱庆林韩杰林乐科孙方王倩南中国电波传播研究所青岛266107

大气波导可陷获无线电波信号,使其发生超视距传播现象,影响无线电系统信号传播预测和性能评估应用。本文针对由探空数据诊断的悬空波导个例,利用对流层电波传播确定性方法模拟岸-船自动识别系统(automatic identification system,AIS)... 详细信息

大气波导可陷获无线电波信号,使其发生超视距传播现象,影响无线电系统信号传播预测和性能评估应用。本文针对由探空数据诊断的悬空波导个例,利用对流层电波传播确定性方法模拟岸-船自动识别系统(automatic identification system,AIS)传播链路,定量研究了不同悬空波导环境影响下AIS信号的超视距传播特性。结果表明:波导强度50 M单位且底高约7 m的悬空波导环境下,AIS信号发生明显超视距传播现象;波导底高约700 m且强度较大的悬空波导环境也会对AIS信号传播产生影响;相比于单一悬空波导模型,复合悬空波导(文中指两个悬空波导层结构组成)环境对AIS信号传播影响更大。本文研究成果可为大气波导监测反演、无线电系统设计、装备效应评估等应用提供重要理论参考。

关键词：悬空波导超视距传播抛物方程(PE) AIS 特性分析

基于联合方向梯度和均值对比度的红外弱小目标检测方法

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红外与毫米波学报 2024年第1期43卷 106-115页

作者：李宁郭义放焦继超逄敏徐威北京邮电大学电子工程学院北京100876 中国电波传播研究所第三研究部山东青岛266108

针对小目标在整幅图像中占比很低,且目标周围存在大量杂波,提出了一种基于联合方向梯度(Associated Directional Gradient,ADG)和均值对比度(Mean Contrast,MC)的红外弱小目标检测算法。该算法由两个模块组成:ADG利用红外弱小目标的高... 详细信息

针对小目标在整幅图像中占比很低,且目标周围存在大量杂波,提出了一种基于联合方向梯度(Associated Directional Gradient,ADG)和均值对比度(Mean Contrast,MC)的红外弱小目标检测算法。该算法由两个模块组成:ADG利用红外弱小目标的高斯分布模型,将单一方向的梯度与一个相邻方向上的梯度相加组成新的联合梯度特征,增强真实目标、抑制背景杂波的同时能够消除高亮边缘对目标检测效果的影响;MC融入方向信息来计算目标的多方向对比度,选用多方向对比度的最小值抑制结构噪声,并将均值滤波的思想引入对比度的计算,抑制背景中的孤立噪声,进一步降低检测的虚警率。在实际红外图像上的实验结果表明,该算法在增强目标信噪比和抑制背景噪声方面,能够取得较好效果。

关键词：红外图像目标检测联合方向梯度均值对比度

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一种基于机载激光雷达点云的建筑物识别方法

现代电子技术 2024年第21期47卷 97-100页

作者：方淑燕赵健乐王辛赵健中国电波传播研究所青岛分所山东青岛266107

以三维激光雷达数据为基础进行目标自动检测识别具有重要现实意义。针对传统的以人工判读识别目标的方法已经远不能满足从海量数据中确定目标的要求,文中提出一种基于机载激光雷达点云的建筑物识别方法。通过使用改进后的金字塔方法构... 详细信息

以三维激光雷达数据为基础进行目标自动检测识别具有重要现实意义。针对传统的以人工判读识别目标的方法已经远不能满足从海量数据中确定目标的要求,文中提出一种基于机载激光雷达点云的建筑物识别方法。通过使用改进后的金字塔方法构建三维激光雷达点云,鉴于三维激光点云具有地物本身的语义信息,可根据点云的多尺度复杂地物特征实现三维激光点云数据的自动分类,对分类后的非地面点进行区域生长分割,通过点云与建筑物平面特征的匹配,确定建筑物的识别结果。整个方案实现过程清晰、简单,而且该方法的实现对计算机硬件配置要求不高,能够从海量三维激光雷达数据中快速、准确地识别类建筑物,正确率高达81.25%,在目标识别领域具有较高的应用价值。

关键词：激光雷达点云金字塔方法点云分割智能识别区域生长分割

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基于短波段电离层探测数据分析地下核爆引起的电离层扰动

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科学技术与工程 2024年第6期24卷 2213-2221页

作者：冯晨瑞冯静李雪王严鲁转侠李春晓曹博鑫中国电波传播研究所青岛266107

同全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)获取电离层总电子含量(total electron content, TEC)数据相比,传统的电离层垂测、斜测等短波段数据具有特征参数丰富、高度分辨率高、历史数据多等优点。为利用电离层垂... 详细信息

同全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)获取电离层总电子含量(total electron content, TEC)数据相比,传统的电离层垂测、斜测等短波段数据具有特征参数丰富、高度分辨率高、历史数据多等优点。为利用电离层垂测和斜测数据,研究地下核爆引起的电离层扰动。利用2016年1月6日朝鲜地下核试验当天的斜测、垂测数据分析电离层扰动现象。结果表明,本次地下核爆造成的行波电离层扰动为小尺度电离层扰动,传播速度为150.3~158.7 m/s。同时核爆发生后0.5 h在距离爆点421.4 km处,观测到F2层临界频率(critical frequency of the F2layer, foF2)较月中值增加了0.7 MHz,较1月5日、1月7日在协调世界时(coordinated universal time, UTC)2:00 UTC的增加了0.5 MHz,极有可能是地下核爆通过岩石圈-大气圈-电离层圈耦合机制造成电离层电子浓度增加。本文分析结果与其他文献资料非常吻合。由此可见,基于短波段电离层探测方式感知电离层扰动从而实现地下核爆炸事件的监测,是一种有效的核爆电离层效应监测手段,可与其他直接监测手段相印证,提高核爆事件监测能力。

关键词：短波段电离层探测地下核爆岩石-大气-电离层电场耦合行波电离层扰动

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极区受激电磁辐射实验研究

地球物理学报 2024年第7期67卷 2487-2495页

作者：陈靓杨巨涛何凌磊李清亮郝书吉马广林闫玉波车海琴梁勇敢李海英张文超中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室山东青岛266107 南阳师范学院物理与电子工程学院河南南阳473061

受激电磁辐射(stimulated electromagnetic emissions, SEE)复杂的谱线特征,为研究电离层加热物理机制提供了强有力的研究手段.本文基于2017年和2022年我国学者利用EISCAT加热系统开展电离层加热实验期间的SEE数据,分析了加热电磁波的... 详细信息

受激电磁辐射(stimulated electromagnetic emissions, SEE)复杂的谱线特征,为研究电离层加热物理机制提供了强有力的研究手段.本文基于2017年和2022年我国学者利用EISCAT加热系统开展电离层加热实验期间的SEE数据,分析了加热电磁波的极化、频率、功率以及波束指向对SEE谱线特征的影响,研究结果表明:(1)相比于非寻常波,加热波为寻常波实验期间更易观测到丰富的SEE谱线结构,如频率上移分量最大值(upshifted maximum, UM)、热窄带连续谱(thermal narrow continuum, NCth)及向下偏移最大值(downshifted maximum, DM)等;(2)加热频率由4.07 MHz增至4.10 MHz,向下偏移峰值(downshifted peak, DP)频移与加热频率呈强线性相关,当加热频率达到电子回旋倍频时,DP和DM谱消失,上混杂波的产生过程被抑制.因此,结合电离层加热过程中DP和DM谱特征可以实时快速估算加热区内电子回旋频率的大小;(3)加热功率由24 MW增至192 MW,在DM和加热频率之间出现了一种新型下移谱特征,即中间向下偏移最大值(intermediate downshifted maximum, IDM),本实验中观测到UM随功率的变化是IDM相对于加热波频率的镜像行为;(4)结合超高频非相干散射雷达联合探测发现,加热波束指向为垂直方向逆时针夹角6°时,更易激励振荡双流不稳定性的密度纯增长模式,形成更多人工密度不均匀体,从而获得更强DM谱线.

关键词：受激电磁辐射电离层加热人工沿场不均匀体振荡双流不稳定性

基于自适应模糊PID控制的高精度温控系统设计

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机电信息 2024年第18期 34-39页

作者：李玉伟吕正阳陈后财岳增祥海阿静中国电波传播研究所山东青岛266017

为降低接收机温度变化对微波辐射计测量结果的影响,保障其测量精度,设计了一种基于自适应模糊PID控制的高精度温控系统。系统以DSP作为中央处理器,采集接收机内部温度信号,并利用自适应模糊PID控制方法在线调整PID控制参数,使系统达到... 详细信息

为降低接收机温度变化对微波辐射计测量结果的影响,保障其测量精度,设计了一种基于自适应模糊PID控制的高精度温控系统。系统以DSP作为中央处理器,采集接收机内部温度信号,并利用自适应模糊PID控制方法在线调整PID控制参数,使系统达到稳定状态,并满足控制精度要求。试验结果表明,该设计在实际使用过程中,可以保证接收机温控精度在±0.02℃以内,满足系统对高精度恒温控制的要求。

关键词：辐射计 DSP 自适应模糊控制温控系统

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