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基于幂加权最小二乘拟合的红外相机辐射定标方法

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光子学报 2024年第4期53卷 171-186页

作者：金占雷晋利兵张九双徐丽娜鲍云飞李岩北京空间机电研究所北京100094

分析了现有线性度计算方法的不足,提出基于偏差/测量值的新线性度评价方式,通过该方式最小二乘拟合的低端温度偏差比高端大一个数量级,并采用加权拟合提高系统响应线性度。在分析不同光谱的温度和辐亮度拟合函数基础上,提出一种基于辐... 详细信息

分析了现有线性度计算方法的不足,提出基于偏差/测量值的新线性度评价方式,通过该方式最小二乘拟合的低端温度偏差比高端大一个数量级,并采用加权拟合提高系统响应线性度。在分析不同光谱的温度和辐亮度拟合函数基础上,提出一种基于辐亮度倒数幂加权最小二乘线性拟合的地面和星上辐射定标方法,确认最佳权重幂次,建立了幂次n=1的加权最小二乘拟合外黑体线性定标方程、内黑体线性定标方程、内外黑体辐亮度转换模型。针对星上内黑体高精度两点定标建立了基于加权最小二乘拟合内外黑体辐亮度转换模型;针对星上黑体发射率退化提出了基于恒星定标的红外相机星上内黑体辐亮度定标修正方法,建立了外黑体辐亮度、内黑体辐亮度和恒星辐亮度转换模型。采用加权线性拟合后,积分时间10 ms的低温端外黑体反演偏差由1.63 K下降到0.52 K,内黑体偏差反演温度偏差由0.83 K下降到0.39 K,系统响应线性度明显提升。

关键词：红外遥感辐射定标线性度幂加权最小二乘拟合

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单参考阵元旋转电场矢量法校准相控阵天线

系统工程与电子技术 2024年第5期46卷 1525-1534页

作者：张勇芳高晶钰刘涓北京遥感设备研究所北京100854

针对经典的旋转电场矢量法仅适用于校准小规模相控阵天线的不足,提出了一种适用于校准大规模相控阵天线的改进旋转电场矢量法。该方法选取单个阵元作参考通道并依次选取其他阵元作测试通道。通过测量这两种通道的合成电场幅度完成相控... 详细信息

针对经典的旋转电场矢量法仅适用于校准小规模相控阵天线的不足,提出了一种适用于校准大规模相控阵天线的改进旋转电场矢量法。该方法选取单个阵元作参考通道并依次选取其他阵元作测试通道。通过测量这两种通道的合成电场幅度完成相控阵天线的幅度与相位校准。实测结果表明,该方法得到的校准数据具有较高的精度,可用于补偿大规模相控阵天线且能获得优良的远场方向图。

关键词：相控阵天线校准单参考阵元旋转电场矢量

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BICD1基因促进脑胶质瘤恶性进展的多组学研究

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中华神经外科杂志 2024年第2期40卷 190-196页

作者：胡慧敏刘博涵彭大钊陈彦坤李阳芳北京市神经外科研究所北京100070

目的基于空间转录组、单细胞转录组和RNA转录组测序数据探讨BICD1基因促进脑胶质瘤恶性进展的分子机制.方法基于空间转录组公共数据集分析BICD1基因在正常脑组织(样本"248_C")和胶质母细胞瘤组织(样本"275_T")中的空间分布特征.采用R... 详细信息

目的基于空间转录组、单细胞转录组和RNA转录组测序数据探讨BICD1基因促进脑胶质瘤恶性进展的分子机制.方法基于空间转录组公共数据集分析BICD1基因在正常脑组织(样本"248_C")和胶质母细胞瘤组织(样本"275_T")中的空间分布特征.采用R语言软件包分析中国脑胶质瘤基因组图谱(CGGA)数据库中单细胞测序数据(来源于14例患者的6 148个细胞),明确BICD1基因在胶质瘤不同细胞类型中的表达差异.基于CGGA数据库中693例脑胶质瘤患者的RNA测序数据,采用京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析及基因本体论分析BICD1基因相关基因的生物学功能.结果 BICD1基因在正常脑组织中表达广泛,在胶质母细胞瘤组织中特异性地表达于肿瘤干细胞与肿瘤细胞的分界处.根据单细胞测序数据进行的细胞分群分析表明,BICD1基因主要在星形胶质细胞中高表达.在Neftel分型中,BICD1基因高表达细胞主要分布在星形胶质细胞样细胞群和神经前体样细胞群中.BICD1基因表达水平相关差异基因的KEGG通路富集分析显示,BICD1基因高表达与细胞衰老(P=0.003)、癌症中的蛋白聚糖(P=0.004)等癌症相关生物学功能的聚集相关,与肌动蛋白细胞骨架的调节(P=0.010)等胞内运输过程的功能聚集相关;BICD1基因低表达与核糖体相关功能(P<0.001)及氧化磷酸化(P<0.001)等生物学过程的聚集相关.BICD1基因表达水平相关差异基因的生物学功能聚类分析显示,与BICD1基因表达水平相关性较强的生物学功能有细胞质翻译(P<0.001)、核糖体亚单位装配(P=0.001)、染色体分离调控(P=0.004)及染色体分离(P=0.004)等.BICD1基因的表达水平与多泛素修饰依赖性蛋白结合(P=0.046)、泛素-泛素连接酶活性(P=0.033)、蛋白质解聚负调控(P=0.010)、单泛素化蛋白质去泛素化(P=0.026)、肌动蛋白丝加帽(P=0.007)、肌动蛋白丝解聚(P=0.013)等生物学过程相关.结论 BICD1蛋白可能在脑胶质瘤前体肿瘤细胞中参与蛋白泛素化降解及细胞骨架相关的胞内运输,调控细胞衰老和细胞分裂等生物学过程,在这些细胞的恶性转变过程中起到关键作用.

关键词：神经胶质瘤转录组细胞骨架细胞周期 BICD1基因

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海面船舶探测谱段优选与效能分析

红外与毫米波学报 2024年第2期43卷 235-241页

作者：张蕾乔凯黄石生北京跟踪与通信技术研究所北京100094

船舶等海面目标的探测对于海面管理、国防安全、搜索救援等领域有着重要意义。星载红外遥感覆盖范围广,是实现船舶目标广域探测的有效手段。受太阳天顶角昼夜循环的影响,船舶与海面的温差周期性变化,导致海面船舶探测场景存在一天两次... 详细信息

船舶等海面目标的探测对于海面管理、国防安全、搜索救援等领域有着重要意义。星载红外遥感覆盖范围广,是实现船舶目标广域探测的有效手段。受太阳天顶角昼夜循环的影响,船舶与海面的温差周期性变化,导致海面船舶探测场景存在一天两次的热交叉时期,此时使用单一探测谱段难以满足船舶目标全天时探测需求。文章以中纬度夏季和冬季海面环境为例,建立海面船舶探测场景的24小时红外辐射特征,提出多谱段优选组合方案,通过3.50~4.10μm和10.25~10.75μm双探测谱段探测实现信噪比优于16.52(夏季)和17.64(冬季)的昼夜连续观测。所提出的双谱段探测方法为实现广域全天时海面目标探测应用提供了技术支撑。

关键词：谱段优选全天时连续探测探测场景仿真船舶探测

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长条镜柔性支撑及点阵结构设计方法

光学学报 2024年第2期44卷 272-281页

作者：刘朋朋吴俊常君磊庞寿成邹宝成张祝伟北京空间机电研究所先进光学遥感技术北京市重点实验室北京100094

离轴三反光学系统多采用长条形反射镜,为尽可能提高反射镜面形精度,其支撑结构形式多为柔性支撑;为了在保证结构力学性能的基础上满足轻量化的需求,支撑亦多采用壳体点阵结构。本文基于尺寸优化技术,建立了长条形反射镜的参数化有限元... 详细信息

离轴三反光学系统多采用长条形反射镜,为尽可能提高反射镜面形精度,其支撑结构形式多为柔性支撑;为了在保证结构力学性能的基础上满足轻量化的需求,支撑亦多采用壳体点阵结构。本文基于尺寸优化技术,建立了长条形反射镜的参数化有限元模型以及双轴圆弧切口柔性铰链支撑的多参数优化模型,分别应用可行方向法及自适应响应面优化算法得到了质量约束下刚度最优的反射镜面板、筋板厚度参数以及刚度约束下镜面面形最优的柔铰支撑几何尺寸参数,并应用参数试验方法对该柔性支撑安装角度及安装轴向位置进行了独立变量的影响分析。对于背板的设计,本文提出了一种基于点云三维重建的点阵结构设计仿真优化方法,采用贪婪三角化投影算法对点阵结构包络生成的点云进行网格重构,保证了点阵结构模型的连续性与真实性。经过仿真验证,优化参数下重力、温度、强迫位移各工况下反射镜综合面形误差(0.018λ)和装调方向重力下刚体位移(0.007 mm)均达到最优。表明基于点云三维重建的点阵结构设计仿真优化方法合理可行,可推广应用于类似结构形式的反射镜支撑。

关键词：长条形反射镜柔性支撑点阵结构点云优化算法

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不同产地蓝铜矿矿物学及谱学特征研究

光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1372-1378页

作者：徐翠香陈宇迪邹涛杨颖中国地质博物馆北京100034 北京市科学技术研究院分析测试研究所(北京市理化分析测试中心) 北京100089

蓝铜矿是含铜的碳酸盐矿物,它产于铜矿床的氧化带,是一种次生矿物,因此蓝铜矿的出现可作为寻找原生铜矿床的标志。国内学者对蓝铜矿的谱学研究比较少,且对世界不同著名产地蓝铜矿矿物学与谱学特征对比是空白区。通过扫描电镜能谱分析仪... 详细信息

蓝铜矿是含铜的碳酸盐矿物,它产于铜矿床的氧化带,是一种次生矿物,因此蓝铜矿的出现可作为寻找原生铜矿床的标志。国内学者对蓝铜矿的谱学研究比较少,且对世界不同著名产地蓝铜矿矿物学与谱学特征对比是空白区。通过扫描电镜能谱分析仪、粉晶X射线衍射仪、同步热分析仪、红外光谱仪等仪器对2块中国产地蓝铜矿矿物样品(安徽六峰山、广东阳春)与2块外国产地蓝铜矿矿物样品(老挝、澳大利亚)的成分、结构及谱学特征进行了分析与探讨。能谱元素分析结果显示4块矿物样品的主要元素为C、O、Cu三种元素。X衍射结果表明除产于安徽六峰山矿物外,其他3种产地矿物X衍射物相分析结果均为蓝铜矿Cu_(3)(OH)_(2)(CO_(3))_(2)。产于安徽六峰山矿物除了主物相蓝铜矿的衍射峰外,在其他位置也检测出衍射峰,表明产于安徽六峰山的矿物含有第二物相孔雀石CuCO_(3)·Cu(OH)_(2)。从同步热分析仪热重曲线可以看出主要有两个失重台阶,300℃之前的失重可能是蓝铜矿中含有小部分的孔雀石的分解失重,而300~600℃的失重对应的是蓝铜矿的分解失重。从红外光谱上看主要的红外峰为蓝铜矿的特征峰,四个不同产地的红外光谱比较相似。结合蓝铜矿的外观特征,可为不同产地蓝铜矿的产地鉴定和检测提供依据。

关键词：蓝铜矿能谱分析 X衍射物相分析同步热分析红外光谱

5米光学02星高分辨率高灵敏度大幅宽热红外相机设计与实现

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遥感学报 2024年第3期28卷 601-609页

作者：童卫明李昊谦聂云松马军闫秀荣邢辉高长春王保华孙启扬蔡帅郝中洋李岩北京空间机电研究所先进光学遥感技术北京市重点实验室北京100094

2021年12月26日,5米光学02星在太原卫星发射中心成功发射,星上装载的主要载荷之一热红外相机采用8192元长线阵长波红外探测器推扫成像,可以获取星下点地面像元分辨率优于16 m、噪声等效温差小于0.1 K@300 K、幅宽大于115 km的7.7—10.5... 详细信息

2021年12月26日,5米光学02星在太原卫星发射中心成功发射,星上装载的主要载荷之一热红外相机采用8192元长线阵长波红外探测器推扫成像,可以获取星下点地面像元分辨率优于16 m、噪声等效温差小于0.1 K@300 K、幅宽大于115 km的7.7—10.5μm谱段热红外影像。相比国内外在轨热红外遥感相机,该相机同时实现高分辨率、高灵敏度和大幅宽观测,能够实现空间和温度的高效率精细化探测,具有明显优势。文章介绍了该相机的组成、工作原理、相机关键技术及实现情况,给出地面测试与试验结果,并简要介绍在轨测试和应用情况。相机目前在轨稳定运行,性能优异,已获取大量高分辨率热红外影像,可为后续同类载荷研制提供参考。

关键词：遥感热红外相机推扫红外探测器 5米光学02星

火箭发动机故障检测的快速增量单分类支持向量机算法

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国防科技大学学报 2024年第2期46卷 115-122页

作者：张万旋张箭卢哲薛薇张楠北京航天动力研究所北京100076

为解决液体火箭发动机故障诊断正负样本不平均问题,以及实现发动机稳态工作段自适应故障检测,建立了基于快速增量单分类支持向量机的异常检测模型。采取特征工程方法,对传感器获得的多变量时间序列进行特征提取。通过增量学习方法,对单... 详细信息

为解决液体火箭发动机故障诊断正负样本不平均问题,以及实现发动机稳态工作段自适应故障检测,建立了基于快速增量单分类支持向量机的异常检测模型。采取特征工程方法,对传感器获得的多变量时间序列进行特征提取。通过增量学习方法,对单分类支持向量机模型进行改进,并应用于液体火箭发动机异常检测,使单分类支持向量机检测模型具备对不同台次、不同工况的自适应性,提高了模型的计算速度。对多台次热试车数据的分析结果表明,该模型十分有效,训练速度快,具备实用价值。

关键词：单分类支持向量机特征提取自适应检测增量学习异常检测

基于元学习和密集残差注意力的遥感图像任意尺度超分辨率重建

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遥感学报 2024年第7期28卷 1735-1745页

作者：魏小源孟钢张浩鹏姜志国北京航空航天大学宇航学院北京102206 北京市遥感信息研究所北京100192

超分辨率重建技术在卫星遥感图像信息智能处理领域中有重要的应用。现有面向遥感图像超分辨率重建的深度学习方法大多只能处理一种比例因子的超分辨率重建任务,在多尺度层面上缺少泛化性,难以满足真实遥感图像多倍率连续放大的超分辨率... 详细信息

超分辨率重建技术在卫星遥感图像信息智能处理领域中有重要的应用。现有面向遥感图像超分辨率重建的深度学习方法大多只能处理一种比例因子的超分辨率重建任务,在多尺度层面上缺少泛化性,难以满足真实遥感图像多倍率连续放大的超分辨率重建任务需求。为解决遥感图像超分辨率重建过程中的多尺度放大问题,本文采用元学习的方法,在构建单一自适应模型的基础上实现对遥感图像的任意尺度超分辨率重建,提升遥感图像的空间分辨率,利用密集残差网络和通道注意力机制重建遥感图像中地物纹理、目标边缘等丰富细节信息。在真实遥感图像上的定量实验表明,本文所提方法重建结果的峰值信噪比能达到40 dB以上,同时在多种数据上的定量和定性实验结果证明了本文方法的有效性。

关键词：超分辨率重建遥感图像任意尺度元学习密集残差网络通道注意力机制