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星载光子计数激光测距雷达的实时去噪方法

红外与毫米波学报 2024年第2期43卷 242-253页

作者：谭崇涛于文博向雨琰李少辉余婧王倩莹李松武汉大学电子信息学院湖北武汉430072 中国空间技术研究院北京100098 武汉量子技术研究院湖北武汉430010

星载光子计数体制激光测距雷达系统具有高重频、高精度等显著优势,但也面临原始数据量大且噪声数据占比过高的问题。为适应星上数据通道的传输能力,需压缩原始数据量并保障信号光子的查全率,因此必须发展以硬件为主体的实时去噪算法。... 详细信息

星载光子计数体制激光测距雷达系统具有高重频、高精度等显著优势,但也面临原始数据量大且噪声数据占比过高的问题。为适应星上数据通道的传输能力,需压缩原始数据量并保障信号光子的查全率,因此必须发展以硬件为主体的实时去噪算法。本文提出一种粗精结合的快速去噪算法,首先基于激光器发射脉宽、系统噪声率、目标特性以及接收光子事件的局部密度信息进行粗去噪,剔除部分噪声光子;再利用直方图统计,对保留的光子事件进行精去噪,确定信号光子区间及最终的信号光子及其时间信息。通过蒙特卡洛仿真和ICESat-2实测数据对算法进行验证,测试结果表明,本算法查全率大于94%、查准率大于93%、调和平均值大于94%,运行效率提高了10%。算法可以实现光子事件的快速实时去噪,为星上硬件实时去噪处理提供了理论基础。

关键词：光子计数激光测距粗精去噪数据密度直方图统计

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地月空间天基时空基准的构建与传递

中国空间科学技术（中英文） 2024年第3期44卷 51-59页

作者：周会超郑晋军王海红毕少筠中国空间技术研究院北京100094

地月空间正在逐渐成为人类太空探索活动的热点区域。高精度时间、空间基准的构建和传递是确保地月空间任务规划与实施的重要基础,既是地球时空基准的体系化拓展,也是提升地月空间时空信息保障水平的重要手段。随着GNSS系统的发展和稳定... 详细信息

地月空间正在逐渐成为人类太空探索活动的热点区域。高精度时间、空间基准的构建和传递是确保地月空间任务规划与实施的重要基础,既是地球时空基准的体系化拓展,也是提升地月空间时空信息保障水平的重要手段。随着GNSS系统的发展和稳定服务,地球区域时空基准设施相对完备。月球区域的导航系统与地球类似,国内外也提出了多种方案,但地月空间还包括地球、月球区域以外的区域,其时空基准实施的构建需要充分考虑空域大、动力学特殊等因素,在高效益实现时空信息服务的同时,将地球和月球的时空基准进行有机衔接。立足当前发展需求,开展了地月空间时空基准架构的设计,并针对地球、月球区域之外地月区域特点,研究并提出基于地月平动点的天基时空基准构建、溯源和传递方案,可支持实现地月空间时空基准信息服务,为地月空间时空基准的一体化构建与发展提供参考。

关键词：地月空间平动点天基时空基准导航

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聚氯乙烯-聚乙烯醇的相容性及其复合多孔膜的结构与性能

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高等学校化学学报 2024年第4期45卷 151-158页

作者：朱军郭岳伍洋宜宾学院新材料产业技术研究院宜宾644000

通过溶液成膜法制备了聚氯乙烯-聚乙烯醇(PVC-PVA)复合多孔膜,从聚合物混合焓及分子之间相互作用的角度探讨了PVC和PVA两者之间的相容性,采用扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪及平板超滤膜测试仪等分析了复合多孔膜的孔形貌、亲水性... 详细信息

通过溶液成膜法制备了聚氯乙烯-聚乙烯醇(PVC-PVA)复合多孔膜,从聚合物混合焓及分子之间相互作用的角度探讨了PVC和PVA两者之间的相容性,采用扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪及平板超滤膜测试仪等分析了复合多孔膜的孔形貌、亲水性、过滤性能及力学性能.研究结果表明,在PVC-PVA复合体系中,大分子之间可形成氢键及偶极相互作用,混合焓随PVA在聚合物中质量分数的增大而呈现先增大后减小的趋势, PVC-PVA总体上为部分相容.与纯PVC膜相比, PVC-PVA复合多孔膜断面的“指状孔”特征减弱,而“海绵孔”特征增强,且纯水通量增大、耐污染性能改善、力学韧性增强.当PVA在聚合物中的质量分数为9%时,复合多孔膜的纯水通量是纯PVC膜的4倍,对PEG100000的截留率为80%,强度为3.5 MPa,断裂伸长率为26%,在水处理领域具有良好的应用前景.

关键词：聚氯乙烯聚乙烯醇相容性复合多孔膜

钙钛矿太阳电池铅泄漏抑制及回收管理的研究进展

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科学通报 2024年第15期69卷 2042-2054页

作者：周鹏飞罗怀清陈伟伟刘梦瑶马俊杰郑州大学河南先进技术研究院郑州450003

钙钛矿太阳电池具有优异的光电特性和低成本制备优势,受到广泛关注.然而商业化应用仍面临诸多挑战,例如结构组分分解问题和重金属铅的泄漏污染风险问题.有效防止器件在极端条件下的退化分解,发展可持续的铅回收技术是推动钙钛矿太阳电... 详细信息

钙钛矿太阳电池具有优异的光电特性和低成本制备优势,受到广泛关注.然而商业化应用仍面临诸多挑战,例如结构组分分解问题和重金属铅的泄漏污染风险问题.有效防止器件在极端条件下的退化分解,发展可持续的铅回收技术是推动钙钛矿太阳电池迈向商业化应用的关键.本文首先围绕含铅降解产物的毒理学和不同环境因素影响铅析出与铅泄漏的机理进行了分析,随后介绍了近年来基于外部封装和化学吸附等多种控制铅泄漏的策略和最新研究进展,最后简要介绍了从受损的电池中回收铅,并实现循环利用的方法.

关键词：钙钛矿太阳电池铅泄漏铅吸附铅回收

非能动安全壳冷却系统DBC工况下流动传热特性研究

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核科学与工程 2024年第2期 385-394页

作者：梁潇肖术芳陶俊谢小飞华龙国际核电技术有限公司

拓展非能动安全系统的应用场景、简化安全系统及支持系统的设计、提高电厂经济性是三环路压水堆优化创新的主要方向之一，使用非能动安全壳冷却系统(PCS)应对设计基准工况(DBC)是重要技术选项，在DBC工况下利用PCS有效导出安全壳内热量... 详细信息

拓展非能动安全系统的应用场景、简化安全系统及支持系统的设计、提高电厂经济性是三环路压水堆优化创新的主要方向之一，使用非能动安全壳冷却系统(PCS)应对设计基准工况(DBC)是重要技术选项，在DBC工况下利用PCS有效导出安全壳内热量，使安全壳内温度、压力及相应的放射性释放满足限值要求。本文基于三环路压水堆开式非能动安全壳冷却系统，采用RELAP/SCDAP-SIM程序建模，开展该系统在DBC工况下的流动传热特性研究，分析影响该系统应对DBC可行性的关键因素。研究结果表明，在不改变换热器形式的情况下，为了应对DBC工况，换热器传热管数量与严重事故工况相比将增加约2.5倍，该系统在安全壳内的布置成为限制其可行性的关键因素。传热管管径和壁厚对系统自然循环能力和导热功率影响较小。系统冷热芯位差不能过高，否则无法建立有效的自然循环。蒸汽冷凝换热系数是系统导热功率的关键影响因素，有必要开展在DBC环境条件下安全壳内蒸汽冷凝换热实验，获得与真实条件更加符合的换热系数。本文研究成果为PCS应对DBC相关的系统、换热器设计及工程验证提供参考。

关键词：非能动安全壳冷却系统流动传热特性设计基准工况

PBAT含量对PLA基可降解共混切片及复合熔喷非织造布性能的影响

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材料工程 2024年第3期52卷 82-89页

作者：和玉光郝思嘉田俊鹏杨程中国航发北京航空材料研究院北京100095 北京石墨烯技术研究院有限公司北京100094

以聚乳酸(PLA)为基体,聚己二酸-对苯二甲酸-丁二酯(PBAT)为增韧剂,聚乙二醇(PEG)为增塑增容剂,利用双螺杆造粒机,通过熔融共混的方法制备了不同PBAT含量的PLA/PBAT/PEG共混切片,并对共混切片的熔融指数、热稳定性、脆断截面的微观形貌... 详细信息

以聚乳酸(PLA)为基体,聚己二酸-对苯二甲酸-丁二酯(PBAT)为增韧剂,聚乙二醇(PEG)为增塑增容剂,利用双螺杆造粒机,通过熔融共混的方法制备了不同PBAT含量的PLA/PBAT/PEG共混切片,并对共混切片的熔融指数、热稳定性、脆断截面的微观形貌进行了分析,结果表明:PEG对PLA/PBAT复合基体增塑增容效果良好,使得PBAT可均匀分散在PLA基体中,呈现出典型的“海岛”结构,提高了PLA基体的韧性。利用往复式熔喷机,制备了PLA/PBAT/PEG复合熔喷非织造布。通过同步热分析仪、扫描电镜、电子万能试验机研究了PBAT含量对复合熔喷非织造布的热性能、微观结构和力学性能的影响。拉伸测试结果表明,适量的PBAT与PEG可以对PLA基复合熔喷非织造布起到协同增强增韧的作用,其中PLA-3(PBAT在PLA/PBAT复合基体中的质量分数为3%)复合熔喷非织造布与同工艺纯PLA熔喷非织造布相比,横向断裂强力提高48.8%,纵向断裂强力提高28.7%,横纵向断裂伸长率均提高一倍以上。

关键词： PLA PBAT 熔喷非织造布增强增韧

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基于离子阱中离子晶体的热传导的研究进展

物理学报 2024年第3期73卷 17-30页

作者：李冀陈亮冯芒广州工业技术研究院广州511458 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院武汉430071

热传导现象是物理学中最重要的研究课题之一,特别是近年来,随着对单分子器件研究的不断深入,人们越来越关注低维(一维和二维)微观系统的热传导问题.离子阱中的离子晶体处于真空环境中,没有与外部环境进行能量交换,其晶体结构和温度可以... 详细信息

热传导现象是物理学中最重要的研究课题之一,特别是近年来,随着对单分子器件研究的不断深入,人们越来越关注低维(一维和二维)微观系统的热传导问题.离子阱中的离子晶体处于真空环境中,没有与外部环境进行能量交换,其晶体结构和温度可以通过电场和光场精确操控,为研究低维晶体在经典或量子状态下的热传导提供了理想的实验平台.本文综述了近年来离子晶体中热传导的理论研究,包括一维、二维和三维模型中温度分布和稳态热流的计算方法,以及在不同维度离子晶体构型下热流与温度分布的特性.此外,还讨论了无序度对离子晶体热导性的影响.

关键词：离子阱离子晶体热传导结构相变

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Ti–Mn系储氢合金的研究进展

硅酸盐学报 2024年第6期52卷 1873-1883页

作者：张贺林繁鑫刘勇缪国栋王振刘春荣李平曲选辉北京科技大学新材料技术研究院

Ti-Mn系储氢合金在常温下能快速可逆吸放超过1.8%(质量分数)的氢气，且具有良好的循环稳定性和较低的成本，成为最具前景的储氢合金之一，但其较高的平台压不利于大规模应用。本文综述了近年来Ti-Mn系储氢合金的研究进展，总结了取代元... 详细信息

Ti-Mn系储氢合金在常温下能快速可逆吸放超过1.8%(质量分数)的氢气，且具有良好的循环稳定性和较低的成本，成为最具前景的储氢合金之一，但其较高的平台压不利于大规模应用。本文综述了近年来Ti-Mn系储氢合金的研究进展，总结了取代元素的半径对Ti-Mn系储氢合金晶体结构的影响，讨论了氧含量、元素取代和制备工艺对材料储氢性能的影响，阐述了微观缺陷-循环稳定性的关联机制，并对Ti-Mn系储氢合金在储氢罐领域的突破性应用进行了综述。最后提出未来的研究重点将集中于工艺改进和机理分析。

关键词： Ti–Mn系储氢合金吸放氢反应机理储氢性能储氢罐

面向荒漠复杂地形的机器人在线全覆盖路径规划方法

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控制与决策 2024年第4期39卷 1095-1103页

作者：齐立哲华中伟苏昊王鑫瑞孙云权复旦大学工程与应用技术研究院上海200433

对于地形复杂、范围广阔的荒漠环境,当前的地图模型存在占用存储空间过大的问题;同时在复杂地形下,当前的全覆盖路径规划算法能量消耗大,无法适用于在线条件.对此,提出一种在线的全覆盖路径规划算法及相应的地图模型.首先,介绍一种变分... 详细信息

对于地形复杂、范围广阔的荒漠环境,当前的地图模型存在占用存储空间过大的问题;同时在复杂地形下,当前的全覆盖路径规划算法能量消耗大,无法适用于在线条件.对此,提出一种在线的全覆盖路径规划算法及相应的地图模型.首先,介绍一种变分辨率的三维栅格地图模型.其次,分析机器人在非平面环境下进行全覆盖任务的能量消耗问题,得出最节约能量的覆盖方式.在对平坦地形的覆盖中,基于优先级覆盖的思想,对传统的牛耕法覆盖做出改进,拓展为8个方向.然后,针对非平坦地形提出一种在线的面向地形的区域分解方法,在全覆盖过程中根据高度将特殊地形区域分解出来单独覆盖.在子区域内部,对特殊地形抽象得到斜面模型,引入地形变化函数,形成新的优先级遍历方法,并设计一种针对性的避障策略以进一步减少能量消耗.最后,对所提出的算法进行仿真验证以及机器人实验.仿真验证和实验结果表明,相比于其他算法,所提出算法能显著减少全覆盖过程中的重复率以及机器人总能量消耗.

关键词：路径规划全覆盖复杂地形区域分解机器人避障策略