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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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复合微多普勒信号的时频谐波分析方法

系统工程与电子技术 2024年第7期46卷 2301-2309页

作者：华煜明王东亚朱天林金胜王洋北京跟踪与通信技术研究所北京100094

在对复合微动目标的雷达回波进行时频分析时,存在时频曲线能量难以聚焦等问题,影响目标微多普勒特征提取和分析。对此,提出了时频谐波条纹的概念以及相应时频变换方法。基于复合微动包含中心运动分量和高频运动分量的假设,首先利用样条... 详细信息

在对复合微动目标的雷达回波进行时频分析时,存在时频曲线能量难以聚焦等问题,影响目标微多普勒特征提取和分析。对此,提出了时频谐波条纹的概念以及相应时频变换方法。基于复合微动包含中心运动分量和高频运动分量的假设,首先利用样条函数拟合中心分量频率曲线,构造时频变换核函数。然后,通过参数化时频变换将时域的复合微多普勒信号转化为时频平面上的谐波条纹。所提方法相比短时傅里叶变换和伪魏格纳分布等经典方法,能够明显改善复合微动目标雷达回波时频变换的能量聚集性与杂散抑制效果,仿真验证了所提方法的有效性和对低信噪比条件的适应性。

关键词：雷达微动时频分析微多普勒谐波

基于TRIZ理论的发动机试验羽流压力测量系统改进

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航空学报 2024年第11期45卷 146-157页

作者：曹纯杨龙北京航天试验技术研究所北京100074

羽流压力是火箭发动机高空模拟试验测量的重要参数之一,能够有效地反映发动机的工作性能。针对某型号固体火箭发动机羽流高空模拟试验压力测量系统存在的未能测量到羽流场压力变化的问题,基于发明问题解决理论(TRIZ)分析系统存在的问题... 详细信息

羽流压力是火箭发动机高空模拟试验测量的重要参数之一,能够有效地反映发动机的工作性能。针对某型号固体火箭发动机羽流高空模拟试验压力测量系统存在的未能测量到羽流场压力变化的问题,基于发明问题解决理论(TRIZ)分析系统存在的问题,开展问题复现试验。依据问题定位结果,利用物理矛盾和物质-场模型的问题解决原理提出解决方案;并结合现场情况选择羽流压力测量系统的改进方案,对压力传感器内部电路进行绝缘处理,提升压力测量系统性能。改进后的系统满足发动机试验的羽流压力测量需求。

关键词：羽流压力测量发明问题解决理论(TRIZ) 因果链分析物理矛盾物质-场模型

基于模型的系统工程在高速飞行器引气系统设计中的应用研究

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空天技术 2024年第1期2024卷 63-77+84页

作者：李昕褚显应郭健王全平张洪礼北京空天技术研究所

针对组合动力高速飞行器面对的严峻热负载与高电气负载问题，采用基于模型的系统工程方法，从冲压模态无轴功输出、冲压空气温度过高等新约束出发，以需求为基线进行了高速飞行器引气系统逻辑架构、物理架构、组件方案的设计，并进行了... 详细信息

针对组合动力高速飞行器面对的严峻热负载与高电气负载问题，采用基于模型的系统工程方法，从冲压模态无轴功输出、冲压空气温度过高等新约束出发，以需求为基线进行了高速飞行器引气系统逻辑架构、物理架构、组件方案的设计，并进行了系统方案的集成验证，设计方案基本满足约束。结果表明：由进气道引气、空气-燃油换热器预冷、冲压空气涡轮发电制冷等核心硬件组成的引气系统方案可以满足高速飞行器巡航阶段能源需求，采用基于模型的系统工程方法能够有效推动系统迭代设计，提升复杂系统设计的可靠性和效率。

关键词：基于模型的系统工程高速飞行器引气系统建模方法仿真验证

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低纹波空间可调高压电源设计

北京大学学报（自然科学版） 2024年第2期60卷 195-202页

作者：陈佳黎邹鸿叶雨光北京大学空间物理与应用技术研究所北京100871

为了满足空间探测载荷(如质谱仪和能量粒子探测器等)对高压电源输出纹波的要求,设计一款小功率、低纹波、最大输出电压为10 kV的可调高压直流电源。设计中使用罗耶架构的逆变器和倍压整流电路,利用反馈回路,使纹波电压峰峰值小于2 V;使... 详细信息

为了满足空间探测载荷(如质谱仪和能量粒子探测器等)对高压电源输出纹波的要求,设计一款小功率、低纹波、最大输出电压为10 kV的可调高压直流电源。设计中使用罗耶架构的逆变器和倍压整流电路,利用反馈回路,使纹波电压峰峰值小于2 V;使用51系列单片机控制电源输出电压,监测电源的工作状态。除在原理设计方面降低输出电压纹波外,还提出其他降低输出电压纹波的措施。测试结果表明,所设计的高压电源具有输出电压稳定可调、纹波低的特点,可以满足空间探测载荷对高压电源的基本性能要求。

关键词：高压电源倍压整流低纹波可变输出单片机

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用于高精度准直测量的鱼眼相机标定方法

红外与激光工程 2024年第2期53卷 109-119页

作者：熊琨何旭然王春喜李佳宾杨长浩北京航天计量测试技术研究所北京100076

为了扩展准直测量的应用领域,提高测量范围是最为有效的手段之一,因此用于准直测量的鱼眼相机应运而生。针对准直测量用鱼眼相机标定精度不高的问题,提出了一种基于插值形式的径向粗标定及基于栅格形式的补偿精标定的两步式准直测量用... 详细信息

为了扩展准直测量的应用领域,提高测量范围是最为有效的手段之一,因此用于准直测量的鱼眼相机应运而生。针对准直测量用鱼眼相机标定精度不高的问题,提出了一种基于插值形式的径向粗标定及基于栅格形式的补偿精标定的两步式准直测量用鱼眼相机标定方法。该方法使用插值而并非构建成像模型,能够有效避免模型不准确及参数设置不合理而引入的系统误差,并且可以在一定程度上抑制镜片加工的非对称性及光学系统装调所带来的偏差。区别于图像评价的峰值信噪比(PSNR)以及结构相似性(SSIM)等性能指标,该方法选择的平均重投影误差(MRE)这一指标能够更有效地衡量准直测量使用条件下相机标定结果的优劣。仿真对比实验结果表明该方法在4种虚拟鱼眼相机模型上的标定效果皆优于传统标定方法,与传统的方法相比,标定的不确定度最大能够改善82.63%。样机标定实验结果表明,该方法能够有效标定真实的准直测量用鱼眼相机,在搭建的真实样机上应用该标定方法后,样机的入射矢量解算的不确定度能够提升至角秒级。

关键词：准直测量鱼眼相机标定畸变矫正

基于数字孪生与平行试验的装备体系试验鉴定数字化应用

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系统仿真学报 2024年第7期36卷 1729-1736页

作者：党宏杰余文广杨华晖北京跟踪与通信技术研究所北京100094

随着装备体系化发展,传统的实装试验手段越来越无法满足复杂装备的试验鉴定要求。数字孪生和平行试验作为目前主要的数字化方式,可为装备试验鉴定领域数字化应用提供支撑。对两种数字化技术手段进行对比分析,提炼二者的技术内涵和特点... 详细信息

随着装备体系化发展,传统的实装试验手段越来越无法满足复杂装备的试验鉴定要求。数字孪生和平行试验作为目前主要的数字化方式,可为装备试验鉴定领域数字化应用提供支撑。对两种数字化技术手段进行对比分析,提炼二者的技术内涵和特点将其进行融合,探索数字化技术手段在装备试验鉴定领域的应用模式、应用时机和应用场合。以卫星装备为例,通过构建基于数字孪生与平行试验的装备体系试验鉴定数字化架构,设计具有可行性的数字化应用方案,并利用两个典型试验场景验证装备体系试验鉴定模型库中各数字模型的置信度和可靠性,为后续在轨任务实施方案设计及性能鉴定提供数据支撑,并为装备体系试验鉴定的发展提供总体思路。

关键词：装备体系试验鉴定数字孪生平行试验数字化应用

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信息熵-低通滤波联合掩模云层干扰去除方法

中国光学（中英文） 2024年第5期17卷 1199-1208页

作者：李静李颖北京跟踪与通信技术研究所北京100094

为了降低海洋光学遥感图像中云区对海面表面纹理分析的影响,本文开展了信息熵-低通滤波融合掩模的云层干扰去除研究。首先,分析了现有遥感图像去云算法的基本原理及其局限性。在此基础上,提出一种基于信息熵-低通滤波联合掩模的云层干... 详细信息

为了降低海洋光学遥感图像中云区对海面表面纹理分析的影响,本文开展了信息熵-低通滤波融合掩模的云层干扰去除研究。首先,分析了现有遥感图像去云算法的基本原理及其局限性。在此基础上,提出一种基于信息熵-低通滤波联合掩模的云层干扰去除方法。其中包括对遥感图像的改进矩匹配的去条带预处理、局部信息熵滤波,以及联合低频滤波作为遥感图像中各像元的校正参数。该算法具有复杂度低、处理速度快的特点。实验结果表明:与现有算法相比,本文提出的算法可在低计算复杂度的前提下,大幅增强各区域的纹理细节信息,其平均信息熵可达到7.8以上,对比度可达到60以上,平均梯度可达到200以上;图像细节方面,本文算法能够在不引入伪边缘、非均匀性的前提下,充分展现受云区影响的海表纹理细节,进一步满足高保真度的遥感应用需求。

关键词：云层检测干扰去除信息熵滤波低通滤波

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不同冲击载荷下典型路面结构的动态弯沉响应

兵工学报 2024年第1期45卷 299-311页

作者：吉新博卢卫建吕琛王玺廉政何丽北京航天发射技术研究所北京100076 96963部队北京100192

为研究不同冲击载荷下典型路面结构的动态弯沉响应数值规律,开展试验勘测等级公路信息,分析实测数据并归纳出等级公路承载能力与路面结构的相关关系,基于统计规律构建了承载力维度下的典型路面结构。建立包含塑性损伤的多层连续道路结... 详细信息

为研究不同冲击载荷下典型路面结构的动态弯沉响应数值规律,开展试验勘测等级公路信息,分析实测数据并归纳出等级公路承载能力与路面结构的相关关系,基于统计规律构建了承载力维度下的典型路面结构。建立包含塑性损伤的多层连续道路结构模型,通过比对仿真结果与试验数据验证模型的有效性,研究模型大小对不同冲击载荷作用下路面弯沉仿真结果的影响。开展不同冲击载荷下典型路面结构的弯沉响应规律研究,计算出冲击载荷作用下路面峰值沉降与残余沉降数值,揭示不同冲击载荷下典型路面结构弯沉响应内在规律。研究结果表明:包含塑性损伤的多层连续道路结构模型能够准确反映冲击载荷下路面真实动态弯沉响应;不同冲击载荷下,路面沉降中塑性沉降量占比与冲击载荷幅值满足双指数方程;百吨级范围内,路面沉降中弹性回弹部分随冲击载荷幅值增大而增大,塑性沉降部分与载荷幅值呈指数正相关关系;百吨级以上,路面沉降中弹性回弹量达到上限1.2~1.3 mm,路面塑性沉降量与载荷幅值呈线性关系。开展的不同冲击载荷下模型大小对仿真结果的影响规律研究可为有限元仿真中确定合适的仿真模型尺度提供参考。

关键词：等级公路冲击载荷动态弯沉响应有限元模拟