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空间点目标神经形态学探测方法

中国空间科学技术（中英文） 2024年第3期44卷 98-110页

作者：王瑞琳王立贺盈波李林北京控制工程研究所北京100190

随着在轨航天器面临越来越多的威胁,如何识别并评估这些威胁对航天器正常运行的影响已成为一个迫切需要解决的问题。目前,空间目标的探测和跟踪主要依赖于传统的基于帧的视觉传感器,但这类传感器在实时性和数据量等方面存在不足。与此同... 详细信息

随着在轨航天器面临越来越多的威胁,如何识别并评估这些威胁对航天器正常运行的影响已成为一个迫切需要解决的问题。目前,空间目标的探测和跟踪主要依赖于传统的基于帧的视觉传感器,但这类传感器在实时性和数据量等方面存在不足。与此同时,基于神经形态学的视觉传感器已在运动目标检测和跟踪领域获得广泛应用。由于其获取的事件流数据仅包含视场中变化部分的信息,且具有微秒级的时间分辨率,这使得目标检测和跟踪的速度能够达到微秒级,同时大幅降低了需要处理的数据量。正因为神经形态学视觉传感器的这些优势,它在空间应用领域已成为当前的研究焦点。基于此,提出了一种基于三层脉冲神经网络的空间点目标检测方法——空间点目标神经形态学探测方法,仅使用事件流数据实现对空间点目标的探测和跟踪。主要包括局部运动感知层/全局运动感知层以及输出层,采用分数阶漏积分点火神经元作为基础处理单元,并利用其自适应性抑制事件流数据中的热噪声。通过实际采集的空间点目标事件流数据和公开数据集中的事件流数据进行了验证。在实际采集的空间点目标事件流数据上,去噪滤波部分的事件去噪精度和事件信噪比分别能够达到0.414和-3.036,跟踪部分的总跟踪时长、总跟踪错误次数以及平均跟踪偏差分别达到了9.395 s、100以及0.3797。试验结果表明,空间点目标神经形态学探测方法能够从复杂的事件流数据中检测出快速运动的单个或者多个空间目标,并且能够对检测出的空间点目标进行持续的跟踪。

关键词：空间点目标神经形态学事件流数据目标探测脉冲神经网络

基于变分信号分解的脉冲多普勒雷达抗扫频式干扰方法

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兵工学报 2024年第6期45卷 2076-2084页

作者：陈齐乐钱鹏飞孔志杰乔彩霞张睿恒北京遥感设备研究所北京100854 北京理工大学机电动态控制重点实验室北京100081 长征运载火箭研究院北京100076 北京无线电计量测试研究所北京100854

针对脉冲多普勒(Pulse Doppler,PD)雷达遭受扫频式干扰时,接收机被干扰信号饱和导致的雷达虚警或漏警问题,分析扫频式干扰作用下PD雷达中频信号特征,提出基于变分信号分解的PD雷达抗扫频式干扰方法。利用目标回波时域稀疏性及干扰信号... 详细信息

针对脉冲多普勒(Pulse Doppler,PD)雷达遭受扫频式干扰时,接收机被干扰信号饱和导致的雷达虚警或漏警问题,分析扫频式干扰作用下PD雷达中频信号特征,提出基于变分信号分解的PD雷达抗扫频式干扰方法。利用目标回波时域稀疏性及干扰信号的频域窄带特性,通过极大极小惩罚项和2阶变分惩罚项分别约束中频信号中的目标回波脉冲串分量和干扰分量,设计了基于交替方向乘子法的迭代算法求解优化问题各分量。保留目标回波脉冲串分量,滤除扫频中频分量,从而抑制干扰对雷达的影响,并通过仿真和实测数据验证方法的有效性。研究结果表明:所提抗干扰方法在信干比-20 dB扫频式干扰作用下能够有效抑制扫频式干扰对PD雷达的影响,显著提高PD雷达的抗干扰性能。

关键词：脉冲多普勒雷达扫频式干扰抗干扰方法变分信号分解交替方向乘子法

基于磁性多壁碳纳米管的磁性固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法测定农产品中22种真菌毒素

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分析化学 2024年第04期52卷 550-558页

作者：马帅梁刚满燕靳欣欣李安北京市农林科学院质量标准与检测技术研究所

以磁性多壁碳纳米管（Fe3O4-MWCNTs）为吸附剂，建立了简单、快速和高效的磁性固相萃取方法，结合超高效液相色谱-串联质谱实现了对农产品中22种真菌毒素的同时检测。将Fe3O4纳米颗粒引入MWCNTs中制备Fe3O4-MWCNTs作为吸附剂，不仅可以... 详细信息

以磁性多壁碳纳米管（Fe3O4-MWCNTs）为吸附剂，建立了简单、快速和高效的磁性固相萃取方法，结合超高效液相色谱-串联质谱实现了对农产品中22种真菌毒素的同时检测。将Fe3O4纳米颗粒引入MWCNTs中制备Fe3O4-MWCNTs作为吸附剂，不仅可以提高多种目标真菌毒素的富集效率，还可通过外磁场进行分离，有效缩短了样品前处理时间。对影响磁性固相萃取前处理效率的提取溶液、吸附剂类型、吸附剂用量和洗脱溶液类型进行了优化。在最佳前处理条件下，结合超高效液相色谱-串联质谱进行检测，结果表明，22种真菌毒素在各自的浓度范围内均具有良好的线性关系（R2≥0.9966），方法检出限（LOD, S/N=3）为0.0008～1.6337 ng/g，定量限（LOQ, S/N=10）为0.0025～5.4457 ng/g，低、中、高3个浓度水平的加标回收率为71.5%～118.4%，日内精密度为1.3%～10.9%（n=6），日间精密度为2.3%～11.6%（n=3）。本方法前处理过程简单快速、有机溶剂消耗少、基质净化效率高，并且方法的线性范围宽、准确度和灵敏度高，可用于大批量农产品中多种真菌毒素的同时检测，对于保障粮食安全具有重要意义。

关键词：真菌毒素磁性多壁碳纳米管磁性固相萃取超高效液相色谱-串联质谱

来源：博看期刊

不同预时效挤压态Mg−Gd−Y−Zn−Zr合金的再结晶行为和强化机制

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第2期34卷 480-503页

作者：徐健郑杰刘莞尔黄有旺闫钊鸣张治民王强薛勇中北大学材料科学与工程学院太原030051 北京宇航系统工程研究所北京100076 北京长征飞行器研究所北京100071

通过控制预时效时间制备3种不同状态的试样,研究不同预时效状态对挤压态Mg−9.5Gd−4Y−2.2Zn−0.5Zr(质量分数,%)合金的动态再结晶行为(DRX)和性能的影响。结果表明,欠时效挤压(UAE)样品的细晶体积分数为17.4%,而峰时效挤压(PAE)和过时效挤... 详细信息

通过控制预时效时间制备3种不同状态的试样,研究不同预时效状态对挤压态Mg−9.5Gd−4Y−2.2Zn−0.5Zr(质量分数,%)合金的动态再结晶行为(DRX)和性能的影响。结果表明,欠时效挤压(UAE)样品的细晶体积分数为17.4%,而峰时效挤压(PAE)和过时效挤压(OAE)样品的细晶体积分数分别达到89.7%和50.4%。在晶粒内部和晶界处分布的致密、细小的β颗粒相通过粒子激发形核机制显著提高了形核位点和位错密度。然而,致密针状γ'相抑制位错滑移,延迟DRX形核。PEA和OAE样品中细小晶粒的差异归因于原始颗粒相的数量和尺寸的不同,而其拉伸性能的差异归因于不同的显微组织。由于晶界强化和析出强化机制的贡献更大,PAE样品具有更优异的拉伸性能。

关键词： Mg−Gd−Y−Zn−Zr合金预时效处理再结晶行为强化机制粒子刺激形核

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一种融合时差频差和测向的运动目标跟踪方法

电讯技术 2024年第2期64卷 261-265页

作者：徐海源苏成晓汪华兴北京市遥感信息研究所北京100011

传统的星载无源定位系统对空中辐射源定位求解通常采用假设高程的方法,高程假设误差将对定位跟踪精度造成较大影响。为实现未知高程运动辐射源的高精度定位跟踪,针对异轨三星构型的无源定位系统,提出了一种基于时差、频差和二维测向融... 详细信息

传统的星载无源定位系统对空中辐射源定位求解通常采用假设高程的方法,高程假设误差将对定位跟踪精度造成较大影响。为实现未知高程运动辐射源的高精度定位跟踪,针对异轨三星构型的无源定位系统,提出了一种基于时差、频差和二维测向融合的迭代扩展卡尔曼滤波(Iterative Extended Kalman Filter,IEKF)跟踪方法。在WGS-84坐标系下建立了状态方程和观测方程,并采用IEKF方法对目标状态进行估计。仿真结果表明,该方法可对未知高程的运动目标进行高精度状态估计,典型仿真场景下的目标高程估计精度达到百米量级,相对于已有方法收敛时间更短,并且在卫星覆盖范围内具有更大的高精度定位跟踪区域。

关键词：星载无源定位目标跟踪迭代扩展卡尔曼滤波(IEKF)

2022年青海门源M_(S)6.9地震地表破裂带宽度调查与启示

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地球物理学报 2024年第2期67卷 548-570页

作者：牛鹏飞韩竹军郭鹏李科长吕丽星中国地震局地质研究所北京100029

地震地表破裂带是地震破裂在地表的直接表现,其宽度是活断层"避让带"和工程抗震设防重要的指示参数.无人机等测量手段的发展为获取地表破裂带的高分辨率影像数据、精细测量破裂带宽度、分析破裂带宽度空间分布特征以及限定合理的活断层... 详细信息

地震地表破裂带是地震破裂在地表的直接表现,其宽度是活断层"避让带"和工程抗震设防重要的指示参数.无人机等测量手段的发展为获取地表破裂带的高分辨率影像数据、精细测量破裂带宽度、分析破裂带宽度空间分布特征以及限定合理的活断层"避让带"提供了有利条件.2022年门源M_(S)6.9地震在青藏高原东北缘冷龙岭与托莱山断裂阶区部位产生了显著的左旋走滑型地表破裂带.基于震后获取的高精度无人机正射影像和数字高程模型,文中在门源地震地表破裂带全段精细解译的基础上,沿走向间隔100 m测量了251个宽度数据,R1破裂带最大宽度为209.78±14 m,平均宽度为42 m,R2破裂带最大宽度为115.31±15.72 m,平均宽度为26.14 m.宽度沿走向具有差异性,这主要受控于同震变形强度、破裂带几何结构以及地表第四系松散层发育状况;具体表现为同震位移量大、阶区等复杂几何结构以及穿过第四系松散层区段的破裂带比同震位移量小、平直段以及基岩区段的破裂带要宽.通过对去除离散值后的破裂带宽度数据统计分析,计算出95.4%和68.2%置信区间的有效宽度分别是70或50 m.在工程抗震设防中,若走滑型活断层评估的最大潜在震级与此次门源地震震级相近(~M 7.0),根据建(构)筑物类别,建议确定"避让带"宽度时参考本文获得的破裂带有效宽度(70或50 m).对于单一走滑型错动面发育地段,按建(构)筑物类别向两侧各扩展35或25 m即可;而对于活断层斜列阶区、平行断层围限区、走向弯曲区和双陡倾角错动面发育地段,在这些复杂几何结构分布范围的基础上需要各向两侧扩展35或25 m.本文研究结果可为建(构)筑物选址避让走滑型断层提供参考依据.

关键词：走滑型地震地震地表破裂带活断层"避让带"宽度门源M_(S)6.9地震工程抗震设防

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基于类脑脉冲神经网络的遥感图像检测算法

遥感学报 2024年第7期28卷 1713-1721页

作者：段德鑫路遥黄立威刘佩林文飞上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240 北京市遥感信息研究所北京100192

与第二代人工神经网络(ANN)相比,第三代类脑脉冲神经网络(SNN)由于其高能效、高仿生、可解释等特点,在遥感影像智能处理的高能效、高精度、高可解译方面具有较大的潜在优势。针对现有脉冲神经网络算法延时较大的问题,本文提出一种基于... 详细信息

与第二代人工神经网络(ANN)相比,第三代类脑脉冲神经网络(SNN)由于其高能效、高仿生、可解释等特点,在遥感影像智能处理的高能效、高精度、高可解译方面具有较大的潜在优势。针对现有脉冲神经网络算法延时较大的问题,本文提出一种基于类脑脉冲神经网络的遥感图像检测算法。该算法首先搭建了一个带有动态裁剪阈值激活函数的目标检测神经网络作为源网络进行预训练,随后借助训练过程中得到的裁剪阈值,通过激活神经元与脉冲神经元的映射关系将源网络转换为类脑脉冲神经网络,在继承源网络较高精度的同时还具备了低延迟、高仿生的特点。在SSDD(SAR-Ship-Detection-Datasets)和RSOD两个公开遥感数据集上的实验结果表明,该方法能够以极低的损失将源网络转换至类脑脉冲神经网络,并能在低时间步下对遥感目标实现较高的检测识别精度。同时该方法能够在继承ANN网络易于训练的特性与精度优势的同时,充分展现SNN的高稀疏度的带来的巨大能效优势。

关键词： SAR 遥感图像光学遥感目标检测深度学习脉冲神经网络

高温胁迫对玉米杂交种及其亲本自交系光合特性、保护酶活性和产量的影响

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中国生态农业学报（中英文） 2024年第9期32卷 1470-1480页

作者：徐田军吕天放张勇刘宏伟刘月娥蔡万涛张如养宋伟邢锦丰赵久然王荣焕北京市农林科学院玉米研究所/玉米DNA指纹及分子育种北京市重点实验室北京100097

研究并明确高温胁迫对玉米杂交种及其亲本自交系叶片光合性能、产量性状等的影响,以期为耐高温玉米品种选育和推广提供理论依据。以‘京农科728’‘MC812’‘先玉335’和‘郑单958’及其亲本自交系为试验材料,于花期前后(大喇叭口期—... 详细信息

研究并明确高温胁迫对玉米杂交种及其亲本自交系叶片光合性能、产量性状等的影响,以期为耐高温玉米品种选育和推广提供理论依据。以‘京农科728’‘MC812’‘先玉335’和‘郑单958’及其亲本自交系为试验材料,于花期前后(大喇叭口期—吐丝后7 d)对其进行高温胁迫(高温胁迫15 d)处理,研究高温胁迫对不同基因型玉米杂交种及其亲本自交系叶绿素相对含量、光合特性、最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、保护酶活性、产量及其产量构成要素的影响。结果表明:1)与大田对照相比,花期前后高温胁迫下不同杂交种及其亲本自交系的叶绿素相对含量、净光合速率、气孔导度和F_(v)/F_(m)均呈降低趋势,杂交种以‘京农科728’降幅最小,亲本自交系以‘京2416’降幅最小。胞间CO_(2)浓度和蒸腾速率则均呈升高趋势,杂交种以‘京农科728’增幅最小,亲本自交系以‘京2416’增幅最小。2)花期前后高温胁迫导致玉米杂交种及其亲本自交系的穗位叶磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性呈降低趋势。3)花期前后高温胁迫降低了玉米杂交种及其亲本自交系的穗行数和行粒数,进而导致产量下降,杂交种‘京农科728’‘MC812’‘先玉335’和‘郑单958’产量分别降低3.18%、5.00%、50.61%和9.50%;亲本自交系中,‘京2416’的穗行数、行粒数和产量降幅最小,而‘PH6WC’产量降幅最大。由此可见,花期前后高温胁迫下‘京农科728’‘MC812’及其父本自交‘京2416’具有较高的叶绿素相对含量、光合能力和保护酶活性,产量受高温影响较小,具有较好的耐热性。

关键词：玉米杂交种亲本自交系高温胁迫光合特性保护酶活性产量

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北斗/GNSS和精密水准测量综合方法在老采空塌陷区地表形变监测中的应用

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测绘通报 2024年第5期 142-146页

作者：杨春宇尹航郭爽罗振华马凤富北京市矿产地质研究所北京101500

本文根据研究区实地情况,充分利用北斗/GNSS和传统精密水准测量两者的优势及互补性,开展综合测量分析,实现了北斗/GNSS与传统精密水准测量在复杂地貌和复杂特征地下空间区域监测的有机统一和结合。首先介绍北斗/GNSS地表形变监测和精密... 详细信息

本文根据研究区实地情况,充分利用北斗/GNSS和传统精密水准测量两者的优势及互补性,开展综合测量分析,实现了北斗/GNSS与传统精密水准测量在复杂地貌和复杂特征地下空间区域监测的有机统一和结合。首先介绍北斗/GNSS地表形变监测和精密水准测量的基本工作技术与方法;然后以京西木城涧煤矿老采空塌陷区地表形变监测项目为例,分析研究区近一年的地表形变监测数据,并对形变状态和趋势进行预测和评价。本文可为老采空塌陷区地表形变监测和研究提供参考。

关键词：北斗/GNSS 精密水准测量老采空塌陷区地表形变监测