基于线性规划的光谱响应函数反演方法初探

光谱响应函数是卫星遥感器中各个光学元件的反射和透射特性的体现。由于遥感器发射前在地面实验室通过光谱校准获得的光谱响应函数是不准确的,而且在太空中运行的过程中,光谱响应函数可能会以未知的方式发生退化。这两种现象都会对卫星辐射定标工作的精确性产生严重影响。本文针对可见光波段,提出了一种基于线性规划的光谱响应函数反演方法,该方法具有良好的全局收敛性,不依赖于光谱响应函数初值。通过模拟的大气顶高光谱反射率数据和对应通道的卫星反射率数据可以反演得到真实状态下的光谱响应函数。在光谱响应函数的反演过程中具有有效的定性和定量性能,反演得到的光谱响应函数满足应用需求。

平面叶栅非定常响应函数及声辐射分析

[目的]针对叶栅在湍流中的脉动压力和声辐射问题,介绍并推导叶栅响应函数理论。[方法]该理论假设叶栅叶片无厚度,通过Wiener-Hopf方法求解叶栅散射场积分表达式,得到叶栅散射场速度势的解析表达式和叶栅表面非定常压力系数,再进一步得到叶栅外部流域的辐射声功率。采用解析公式计算叶栅的压力系数和辐射声功率,并与数值法进行对比,然后进一步将该函数推广应用至水下计算,对叶栅响应函数与Sears函数预报的叶栅表面非定常力进行比较。[结果]结果表明,采用解析法与数值法计算得到的结果吻合较好,叶栅响应函数与Sears函数计算得到的叶栅非定常升力系数频谱曲线趋势一致。[结论]在幅值上叶栅响应函数计算结果略低于Sears函数的结果,但相对于叶栅响应函数,单波数域的Sears函数无法考虑安放角、纵倾和侧斜对叶栅非定常升力的影响。

Holling-Ⅱ型和Beddington-DeAngelis响应函数捕食模型的定性分析

考虑了一类齐次Neumann边界条件下两物种竞争同一种食饵的捕食模型的反应扩散方程组及其对应的平衡态问题,其功能响应函数分别是Holling-Ⅱ型和Beddington-DeAngelis型.利用比较原理研究了解的大时间性态,其中包括耗散性、持久性、半平凡解的稳定性.借助于最大值原理给出了正确的先验估计,并讨论了随着参数的变化非常数正平衡解的不存在性.在一维情形下利用线性化方法,分歧理论研究了半平凡解处的局部分歧,而且得出局部分歧可以延拓到全局分歧即给出了一定条件下正确的存在性.

采用微分去极化电流法解析变压器油纸绝缘的介质响应函数

时域介质响应诊断技术是有效诊断变压器油纸绝缘状态的无损检测方法,而绝缘的介质响应数学模型是时域诊断研究的关键手段。针对原有模型未能准确反映介质的极化过程,现有建模方法无法确定极化过程包含的弛豫项数、未能准确地辨识模型参数等问题,根据电介质物理学的研究成果,将方根指数型衰减规律引入介质响应函数,以便其更贴近多种不同条件下的实验规律。同时,在建模中提出了微分去极化电流法,从而解决了一直以来受争议的弛豫项数问题,并实现了介质响应函数的解析。研究结果证明了利用微分去极化电流法建模的唯一性和准确性,为油纸绝缘的时域介质响应诊断提供了新思路。

GM(1,1)模型时间响应函数的最优化

GM(1,1)是灰色系统理论的核心内容之一。本文利用"最小二乘法"确定GM(1,1)白化权函数的时间响应函数中的常数C,从而构建了GM(1,1)的时间响应函数的最优模型。经大量的数据模拟和与GM(1,1)对比,发现优化的GM(1,1)模型的模拟精度和预测精度均较高。

被动式遥感FTIR测量时的仪器响应函数校正

在应用红外发射光谱来获得某些红外源的绝对光谱能量数据,如辐射源光谱辐射通量密度、辐射源光谱辐射强度、辐射源光谱辐射亮度及光谱辐射照度等时,需要得知不同条件下的仪器响应函数。文章对被动式遥感FTIR测量时的仪器响应函数进行了校正,实验结果表明:在不同的实验条件下,仪器响应函数的变化规律是不同的,它不仅和校正时所采用的绝对黑体温度有关,而且和校正中仪器接收到的信号大小有直接关系。因此,在被动式测量时,要密切注意发射源温度以及发射源发射信号大小,以便获得最佳仪器响应函数校正结果。

面向星载激光测高仪的陆地目标响应函数仿真

面向星载激光测高仪的陆地目标响应函数的时间分布是评价星载激光测高仪使用性能的重要因素。根据星载激光测高仪发射的高斯激光束和目标响应函数的分布特点,采用等间隔同心圆环与等分圆周的方法实现目标的离散化三角网格划分,基于三角网格的均匀性与目标响应函数特征参数的误差模型,以目标响应函数的仿真误差指标为依据,提出一种全新的目标响应函数的时空域参数选取方法。以对地观测星载激光测高仪GLAS的系统参数为输入条件,针对三种典型倾斜度(3°、12.5°和28.5°)的平面目标和多平面目标,通过限定目标响应函数特征参数的2%容限误差,仿真了对应的波形分布,并解算出其特征参数的最大误差不超过1.16%,有效验证了陆地目标响应函数仿真方法的正确性。所得结果对于星载激光测高仪接收脉冲回波的分析、数据反演及其性能评价具有一定的实际应用价值。

长周期大地电磁测深研究——青藏高原东部LMT响应函数及应用

长周期大地电磁(LMT)是基于常规MT理论发展起来的电磁测深技术,青藏高原东部岩石圈较厚、视电阻率较低,应用LMT方法能够弥补常规MT仪器对低频信号响应的不足,获得有用的深部信息。文中概述了LMT的数据采集、处理及反演解释,并介绍了将LMT应用于东喜马拉雅构造结及其周围地区完成的长周期观测剖面——下察隅—玉树LMT剖面的岩石圈结构探测实例。实际观测表明,在重叠频段内LMT结果与常规MT具有良好的一致性;LMT数据处理实现的阻抗和倾子估计,在深部信息上具有更高的分辨率。LMT剖面结果揭示了青藏高原东部普遍存在地下低阻体,为局部地区部分熔融和地下流体存在的可能性提供了依据。LMT测深较好地弥补了常规MT方法在巨厚岩石圈和遇到低阻体时探测深度的局限性。

高动态范围图像合成中相机响应函数的快速标定

针对高动态范围图像合成过程中相机响应函数标定速度低的问题,提出了一种快速有效的相机响应函数标定的方法.首先根据不同曝光度的图像在成像过程中场景照度保持一致的特性,提出构建一种新的最小平方代价函数,以降低相机响应函数标定方程组的维数;然后在保证标定方程组求解效率的前提下,根据不同曝光度图像的噪音分布,引入高斯加权函数,有效减小多曝光图像在高亮或过暗区域成像过程中引入的噪音,并利用稳健的QR分解算法提高标定方程组的求解速度;最后采用查表的方法,利用高斯加权函数完成场景照度的合成及相应的色调映射,得到能表现整个场景亮区和暗区细节的可视化图像.实验结果表明,与传统方法相比,本文算法在保证相机响应函数标定准确度的同时,具有计算量小、速度快的优点,可实现相机响应函数的快速标定,而且所获得的可视化图像主观效果有所提高,在便携式摄像设备上具有广泛的应用前景.

常见模糊蕴涵算子的模糊系统及其响应函数

详细讨论了较常见的21种模糊蕴涵算子构成的模糊控制器及其响应函数.主要结果是,异常蕴涵算子模糊控制算法都可归结为某种插值方法,它们相应的模糊控制器均具有函数逼近的泛性且彼此等效;而正常蕴涵算子(包括正规蕴涵算子的导出算子)模糊控制算法均非插值方法,其模糊控制器都不具有函数逼近的泛性,除Zadeh蕴涵算子外,这些正常蕴涵算子的模糊控制器均只具备阶跃输出功能且在一定意义下相互等效.

长江口咸潮入侵扩散响应函数及初步应用

咸潮入侵是入海径流和潮汐共同作用的盐度扩散过程。以量能累积与阻抗交互作用过程为理论基础,采用逻辑推理和数学分析推导了入海流量、潮差和咸潮入侵面积三者扩散响应的函数关系和曲线型态,并利用长江口近50年枯季入海流量、潮差和咸潮入侵面积进行了实证分析。结果表明,在一定入海流量条件下潮差与咸潮入侵面积关系具有S型曲线特征,入海流量与咸潮入侵最大面积关系也具有S型曲线特征,共同构成一个三维咸潮入侵扩散响应函数;长江口近50年的实测数据实证了上述三维关系特征,据此构建了双曲正切的S型长江口咸潮入侵扩散响应函数,并阐述了参数定值与量化方法;以此函数为基础,分析确定了长江口入海流量大于10 000 m3/s时可抵御大规模咸潮入侵,同时计算了2001—2012年咸潮入侵损失。

基于缓冲算子和时间响应函数优化灰色模型的中长期负荷预测

针对中长期电力负荷预测,对传统灰色预测模型进行改进。一方面,对原始数据序列进行平均弱化缓冲算子作用,有效地消除了冲击扰动系统的干扰;另一方面,提出了时间响应函数的优化方法,即利用原始序列与其模拟值的欧氏距离最小为约束条件,来确定常数C,使原始信息得到更好的利用。将改进的模型应用于某地区年负荷预测中,算例结果表明,改进的模型与传统模型相比具有较高的预测精度,更适用于长期负荷预测。

涂硼正比计数管中热中子响应函数理论计算及模拟验证

对涂硼正比计数管的热中子响应函数计算公式进行了理论推导。在圆柱形几何结构下,热中子在垂直柱面径向入射和任意角度入射两种情况时的响应函数得到了一种普适性的响应函数表达式,并选取正比管典型尺寸（内径10 mm,涂层厚度3μm）进行蒙特卡罗模拟,对理论推导公式进行模拟验证,理论计算结果与模拟结果基本一致。研究表明,在垂直柱面任意角度入射的情况下,热中子的响应率随入射方向与圆柱中心距离y的增加呈规律性分布,即先增加后迅速降低,有一个峰值。在本文尺寸下,正向峰值在9 900~1 000μm之间,而反向峰值在9 700~9 800μm之间,反向较正向数值上偏小。此外,对理论计算值与模拟值、理论值与实验值的偏差进行了分析,并给出了解释。

环境卫星HJ1A超光谱成像仪在轨辐射定标及光谱响应函数敏感性分析

环境卫星HJ1A搭载的超光谱成像仪HSI是我国第一个对地观测的星载高光谱传感器,针对超光谱成像仪缺乏各通道光谱响应函数这一问题,对传统的反射率基法予以改进,提出一种不使用光谱响应函数的场地定标方法。利用敦煌场地2009年8月定标实验数据,实现超光谱成像仪在轨辐射定标。通过构建不同形状的光谱响应函数,分析光谱响应函数形状对最终辐射定标结果产生的误差。结果表明,利用新提出的场地定标方法可以实现超光谱成像仪绝对辐射定标,除水汽和氧气吸收通道外,光谱响应函数对定标结果的影响小于3%,采用新定标方法得到的定标系数可以满足应用的需求。

基于价格响应函数的超大电网分解协调优化方法

针对超大电网安全经济调度优化问题,提出了一种基于价格响应函数的新型分解协调模型与方法。该方法以省级电网为基本优化单元,将全网优化问题分解为上级主问题和省级子问题。在上级主问题中,只保留联络线节点,化简省级电网,并通过跨省联络线互联生成全局虚拟网络;根据省级子问题的优化结果生成动态价格响应函数,优化决策跨省联络线功率。省级子问题在给定联络线功率下优化机组出力(机组组合方式已确定),并将不同时段的发电负荷以及对应的边际价格信息提供给上级主问题。该方法充分挖掘并利用了每一次省级子问题的优化结果中所隐含的价格信息,从而避免了传统Lagrange方法反馈单一价格信号导致的振荡问题,具有较好的鲁棒性和工程实用的优化精度。基于IEEE RTS和"三华"电网的计算充分表明了该方法的有效性。

傅里叶变换红外光谱仪探测器仪器响应函数研究

由于傅里叶变换红外光谱仪探测器在各个波段的仪器响应不相同,在应用过程中无论是利用光谱的绝对强度还是相对强度,都需要应用标准黑体对仪器进行定标,找出仪器响应函数。该文对加拿大BO-MAN公司MR154型傅里叶变换红外光谱议配带的两个红外探测器(锑化铟InSb、碲镉汞MCT)的仪器响应函数进行了研究,并找出了它们随黑体温度(辐射亮度)的变化规律。该规律对傅里叶变换红外光谱仪的定标和保证所测辐射谱的正确性有重要意义。

从宽波段热红外图像反演组分温度的相关问题讨论——通道响应函数和比辐射率波段变化的影响

对于宽波段传感器,不一定能直接由普朗克定律或者斯蒂芬玻尔兹曼定律建立温度与辐射亮度的关系。在知道传感器通道响应函数和像元组分比辐射率波段变化的情况下,只要恰当地拟合出黑体温度和其宽波段热辐射的对应经验关系式,并计算一个通道响应函数加权平均的比辐射率,则从混合像元的宽波段多角度热红外观测仍可较准确地反演组分温度。以AMTIS为例,文中给出了两种拟合宽波段传感器亮度温度和辐射亮度之间关系的方式:一种是从斯蒂芬玻尔兹曼定律的形式出发的;另一种则是用普朗克定律,选择一个合适的波长,使得AMTIS传感器随温度变化的热辐射曲线和普朗克函数在某个波长处的热辐射曲线两者之间尽可能地平行。文中以两个例子说明了这两种方式在宽波段传感器组分温度反演中的应用和误差,分析了比辐射率波段变化对组分温度反演的影响。

金属材料大气腐蚀破坏的剂量响应函数研究

利用RAPIDC(发展中国家区域大气污染)腐蚀子项目的最新试验结果,结合灰色关联分析和非线性回归方法,建立了基于大气腐蚀机理的碳钢、Zn、Cu的腐蚀剂量响应函数.结果表明,获得的剂量响应函数能较好的拟合原始试验数据且形式相对简练,适于区域性的材料大气腐蚀经济损失核算.

基于光谱响应函数的遥感图像融合对比研究

遥感图像融合是一个十分重要的问题,目前已出现了很多融合方法。一些现有方法可以从高空间分辨率全色数据中提取细节特征,并注入到低空间分辨率多光谱数据中,同时尽可能保持多光谱数据的光谱特性。现有方法一般都不能利用遥感成像系统的物理信息,因此可能导致融合结果发生严重的光谱扭曲。该文采用适当的遥感图像融合模型对图像融合问题进行分解,将融合问题归结为空间细节调制参数构建与空间细节信息提取两个子问题,在对传感器光谱响应函数(SRF)的分析基础上,构建合理的空间细节调制参数。依据对现有方法的分类,文章将三种基于SRF的空间细节调制参数构建方法,与高斯高通滤波提取的空间细节信息结合,产生三种基于SRF的遥感图像融合方法。这些方法在Ikonos数据上进行了试验和分析,并与GS和HPM方法进行了对比。

基于某些模糊蕴涵算子的模糊控制器及其响应函数

讨论了由23个模糊蕴涵算子构成的基于CRI算法的模糊控制器及其响应函数.结果表明,由其中9个模糊蕴涵算子构成的模糊控制器具有函数逼近的泛性,可以在实际的模糊控制系统中使用.这9个模糊蕴涵算子中,除Einstein算子交外,其余8个算子均是一些模糊蕴涵算子的伴随对.另外,有3个由模糊蕴涵算子构成的模糊控制器可近似为拟合函数.