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混合式教学在军校《大学物理》中的实践与探究——以航天工程大学为例

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科技资讯 2023年第4期21卷 190-194页

作者：范奕泽林晓贺苗琦姚宏林任武荣窦志国任元中国人民解放军战略支援部队航天工程大学基础部北京101416

大学物理课程是该校本科各专业的必修基础课,课程与现代科技进步、社会发展以及军事应用联系紧密。针对传统教学模式中存在的问题,提出了基于雨课堂的线上线下混合式教学模式。采用课前预习、课中串讲、课后练习的高效结合模式,极大提... 详细信息

大学物理课程是该校本科各专业的必修基础课,课程与现代科技进步、社会发展以及军事应用联系紧密。针对传统教学模式中存在的问题,提出了基于雨课堂的线上线下混合式教学模式。采用课前预习、课中串讲、课后练习的高效结合模式,极大提高了学生的课堂参与度和学习积极性,为培育一流航天人才的科学素养、探索精神和创新意识,从事专业理论和技术工作奠定必备基础。

关键词：大学物理雨课堂线上线下混合式教学模式

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基于事件相机的目标检测与跟踪算法综述

激光与光电子学进展 2025年第04期 42-58页

作者：邱嘉钰张雅声方宇强李鹏举郑开源航天工程大学

事件相机是一种受生物启发的新型视觉传感器，是计算神经科学与计算机视觉领域的交叉学科与研究热点。不同于传统相机，事件相机能够异步输出有关亮度变化的事件流，具有高时间分辨率、高动态范围、低延迟、低带宽和低功耗等优势，适合... 详细信息

事件相机是一种受生物启发的新型视觉传感器，是计算神经科学与计算机视觉领域的交叉学科与研究热点。不同于传统相机，事件相机能够异步输出有关亮度变化的事件流，具有高时间分辨率、高动态范围、低延迟、低带宽和低功耗等优势，适合高速运动目标的动态实时感知，是计算机视觉检测与跟踪领域新的研究方向。首先，简要介绍了事件相机的类型、工作原理与优缺点；其次，着重分析了现有的基于事件相机的目标检测与跟踪算法；然后，介绍了视觉检测跟踪相关的事件数据集；最后，对该方向未来的发展趋势进行了展望。

关键词：事件相机动态视觉传感器目标检测目标跟踪数据集

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基于涡旋光束的转动探测与成像技术研究进展

激光与光电子学进展 2025年第04期 11-28页

作者：丁友徐莉园刘通刘政良任元航天工程大学宇航科学与技术系航天工程大学基础部

涡旋光束是一种携带轨道角动量的结构光束，具有环状的强度分布和涡旋状的空间波前结构。独特的复振幅和轨道角动量使得涡旋光束在生物医学、大容量光通信、量子技术、光测量与成像等领域展现出巨大的应用潜力。在转动探测方面，涡旋光... 详细信息

涡旋光束是一种携带轨道角动量的结构光束，具有环状的强度分布和涡旋状的空间波前结构。独特的复振幅和轨道角动量使得涡旋光束在生物医学、大容量光通信、量子技术、光测量与成像等领域展现出巨大的应用潜力。在转动探测方面，涡旋光束在探测转动物体时会产生多普勒频移，检测该频移可以高效便捷地探测物体的旋转、进动等运动特征，对于识别目标的几何结构、运动特征和姿态信息等具有重要意义。在目标成像方面，涡旋光束携带的轨道角动量可用于数字螺旋成像，且不同模式的涡旋光是希尔伯特空间中一组正交完备的基矢，与单像素成像技术结合发展成为涡旋光束单像素复振幅成像技术，在天文观测、医学诊断等领域有重要研究价值。本文回顾了涡旋光转动探测与成像技术的研究进展，介绍了该技术的工作原理和最新研究成果，并对技术未来发展进行了讨论。

关键词：涡旋光束转动探测复振幅成像旋转多普勒效应轨道角动量

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OTFS技术:研究现状与发展趋势

电讯技术 2025年第2期65卷 177-187页

作者：高明琪代健美朱诗兵李长青航天工程大学北京101416

正交时频空(Orthogonal Time Frequency Space, OTFS)调制技术是近年提出的新型信号调制方式,旨在应对下一代无线通信网络典型的高移动性多径传输场景中存在的大多普勒频移导致的通信质量下降问题。OTFS技术将符号映射至时延-多普勒(Del... 详细信息

正交时频空(Orthogonal Time Frequency Space, OTFS)调制技术是近年提出的新型信号调制方式,旨在应对下一代无线通信网络典型的高移动性多径传输场景中存在的大多普勒频移导致的通信质量下降问题。OTFS技术将符号映射至时延-多普勒(Delay-Doppler, DD)域,并通过二维变换将其变换到时频域,以应对大多普勒频移和时延导致的载波间干扰与符号间干扰。分析并总结了OTFS技术的基本原理、信道估计、符号检测及与多址技术结合等方向的研究现状,对未来OTFS技术的发展趋势进行了展望。

关键词：第六代移动通信技术正交时频空(OTFS) 信道估计符号检测多址接入

基于改进YOLOv8的SAR图像飞机目标检测算法

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电光与控制 2025年第3期32卷 101-110页

作者：邱琳琳朱卫纲李永刚邱磊李炫潮航天工程大学北京101000

合成孔径雷达(SAR)图像飞机目标检测面临背景复杂、飞机目标较为微弱且尺度较小、不同成像条件下目标差异较大、目标结构不连续等挑战,提出一种新的飞机目标检测算法ATDM,用于提高复杂背景下SAR图像飞机目标的检测精度。使用YOLOv8s作... 详细信息

合成孔径雷达(SAR)图像飞机目标检测面临背景复杂、飞机目标较为微弱且尺度较小、不同成像条件下目标差异较大、目标结构不连续等挑战,提出一种新的飞机目标检测算法ATDM,用于提高复杂背景下SAR图像飞机目标的检测精度。使用YOLOv8s作为基线模型并改进了损失函数,算法包含三个重要的模块,即卷积注意力模块(CBAM)、全维度特征提取(ODFE)模块和可变形全局特征融合(DGFF)模块。为了增强网络在复杂背景下对飞机目标特征的提取能力,在基线网络的Backbone插入CBAM,从空间和通道两个维度学习飞机目标的特征;ODFE利用卷积核空间四个维度的动态性,通过并行策略沿核空间的四个维度学习不同类型飞机目标的特征,提升复杂背景下对散射特性较弱的飞机目标及小目标的检测能力;DGFF自适应调整卷积核的形状以适应不同成像条件下得到的飞机目标,并进行全局信息特征融合。最后,改进边界框回归损失函数为动态非单调聚焦损失函数WIoU,采用动态非单调聚焦机制,使用离群度评估锚框质量,降低SAR图像中可能存在的错误标注产生的影响。为了评估所提ATDM的性能,在SADD和高分三号SAR飞机数据集上开展实验,在两个数据集上得到的平均准确率(AP)分别达到95.4%和98.2%;消融实验结果与分析验证了所提出的三个模块及损失函数的有效性。此外,在与其他目标检测算法的对比中,所提算法也得到了最高的平均准确率。

关键词：合成孔径雷达飞机检测复杂背景全维度特征提取可变形全局特征融合

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基于协同压缩方法的轻量化SAR舰船识别

电光与控制 2025年第2期32卷 103-110页

作者：李炫潮何永华朱卫纲李永刚邱琳琳航天工程大学北京101000

深度学习为SAR舰船识别提供了新方法,但是目前大多数深度学习模型的参数众多,难以在资源受限的环境中运行,模型压缩是其实现的必要条件。剪枝作为一种常用的模型压缩方法,当深度神经网络被过多地修枝时,其精确度会显著降低,传统微调方... 详细信息

深度学习为SAR舰船识别提供了新方法,但是目前大多数深度学习模型的参数众多,难以在资源受限的环境中运行,模型压缩是其实现的必要条件。剪枝作为一种常用的模型压缩方法,当深度神经网络被过多地修枝时,其精确度会显著降低,传统微调方法无法将其恢复到较高的精确度。为此,以SAR舰船为研究对象,提出一种协同模型剪枝与知识蒸馏的网络压缩方法。首先,定义了协同压缩方法总体架构,即将模型剪枝中的微调过程替换为知识蒸馏,以提高剪枝后网络的精确度;然后,在传统知识蒸馏方法中引入学生自我反思机制,以进一步提高目标网络的性能。实验结果表明,利用所提知识蒸馏方法恢复的剪枝网络具有更好的性能,而且协同压缩后的网络模型性能目前已达到主流轻量级网络水平。

关键词： SAR 舰船识别协同压缩模型剪枝知识蒸馏学生自我反思

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地基光度数据判定GEO自旋稳定目标功能方法

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北京航空航天大学学报 2025年第1期51卷 113-119页

作者：王阳胡敏杜小平徐灿中国人民解放军战略支援部队航天工程大学北京101416

地球静止轨道(GEO)自旋稳定目标的自旋周期和其地基光度数据周期及其自身的功能属性均具有较强关联性,以目标自旋周期为桥梁,可以基于地基光度数据实现GEO自旋稳定目标的功能判定。对截至2022年5月1日全球仍在轨运行的GEO自旋稳定目标... 详细信息

地球静止轨道(GEO)自旋稳定目标的自旋周期和其地基光度数据周期及其自身的功能属性均具有较强关联性,以目标自旋周期为桥梁,可以基于地基光度数据实现GEO自旋稳定目标的功能判定。对截至2022年5月1日全球仍在轨运行的GEO自旋稳定目标进行目标自旋周期和功能关联分析,在综合考虑目标光度数据不同特点的基础上提出光度数据反演目标自旋周期的方法。结合目标自旋周期和其功能的关联性,进一步提出光度数据判定目标功能的方法,该方法可以有效提高地基光度数据的应用效益,有望为太空目标能力评估等空间应用提供新思路。

关键词：地球静止轨道目标自旋稳定目标光度数据自旋周期功能判定

基于NSGA-NN多目标优化框架的快速响应星座设计方法

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计算机应用与软件 2025年第2期42卷 129-135,156页

作者：孙飞李新洪航天工程大学宇航科学与技术系北京101416

针对区域突发事件下的快速响应星座设计问题,在充分考虑星座响应性和覆盖性的基础上,建立包括六个目标函数的星座部署优化模型。在求解的过程中,建立面向多种场景的NSGA-NN多目标优化框架,克服了传统求解方法的缺陷。实验从不同的角度对... 详细信息

针对区域突发事件下的快速响应星座设计问题,在充分考虑星座响应性和覆盖性的基础上,建立包括六个目标函数的星座部署优化模型。在求解的过程中,建立面向多种场景的NSGA-NN多目标优化框架,克服了传统求解方法的缺陷。实验从不同的角度对NSGA-NN多目标优化框架进行分析,结果表明该框架对于求解快速响应星座优化部署模型是极为有效的,为面向区域目标的快速响应星座设计提供了新的策略和支持。

关键词：星座设计多目标优化框架神经网络快速响应

考虑不确定参数的含间隙柔性机械臂非概率可靠性分析

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力学学报 2025年第1期57卷 224-236页

作者：白争锋牛余新崔乐文赵继俊哈尔滨工业大学航天工程系哈尔滨150001 哈尔滨工业大学(威海)机械工程系山东威海264209

由于加工制造精度以及空间环境等的影响,空间机械臂的几何参数、材料参数等特征参数的不确定性会降低机械臂系统的运动精度及可靠性.为了研究不确定参数和关节间隙对机械臂动态响应的影响,解决由于空间机械臂实验样本数据不足难以获得... 详细信息

由于加工制造精度以及空间环境等的影响,空间机械臂的几何参数、材料参数等特征参数的不确定性会降低机械臂系统的运动精度及可靠性.为了研究不确定参数和关节间隙对机械臂动态响应的影响,解决由于空间机械臂实验样本数据不足难以获得精准的概率可靠性的问题.本文建立了含关节间隙和不确定参数的柔性机械臂的动力学模型和非概率可靠性计算方法,首先通过碰撞力模型和状态函数建立关节间隙数学模型,采用假设模态法描述柔性机械臂的变形,并利用Lagrange法建立含关节间隙柔性机械臂确定性动力学模型.在此基础上,考虑系统参数不确定性,将系统的不确定参数描述为区间变量,建立机械臂的不确定性动力学方程,并利用基于Chebyshev多项式的区间算法求解含区间变量的机械臂的动力学方程.针对空间机械臂的运动可靠性问题,构建了极限状态函数,并分别建立了4种非概率可靠性指标.最后,基于提出的不确定性动力学模型和4种非概率可靠性计算方法进行仿真分析,数值仿真结果验证了所提出的动力学模型和非概率可靠性计算方法的有效性,且可能性法相比Monte Carlo方法的计算效率更高,实现了柔性机械臂的动力学响应预示与非概率可靠性分析.

关键词：机械臂关节间隙不确定性 Chebyshev 多项式非概率可靠性