多源干扰下侧扫声呐图像复原的综合校正研究

为了减少因海洋环境以及侧扫声呐工作机理等干扰所造成的声呐图像畸变,提出多源干扰下侧扫声呐图像复原的综合校正方法。针对辐射图像明暗区域差异明显、轮廓特征模糊等问题,基于双伽马函数和Ret-inex理论设计辐射均衡化和轮廓清晰化算子,实现了图像辐射校正;针对环境干扰及工作机理所造成的图像水柱区及图像压缩等问题,设计了海底点检测因子并通过获取实际平距实现斜距校正;针对AUV速度波动造成的图像异常拖拽和压缩等问题,基于经纬度设计航行速度,并通过校正比例系数复原图像块来实现速度校正。实验测试结果表明,相较于其它方法,文中综合校正方法不仅使校正图像具有均衡性好、特征轮廓清晰、水柱区基本消除和两舫图像衔接平滑的优点,而且SNR指标平均提升了6.060%、ENT指标平均降低了16.583%、SD指标平均降低了49.904%、ENL指标平均增加了78.347%,有效实现了侧扫声呐图像的复原。

“断层阴影”识别与校正方法——以松辽盆地升平构造为例

地层错断往往引起速度横向突变,导致在时间域地震资料中出现“断层阴影”现象,影响地质解释结果及圈闭评价等。为此,以松辽盆地升平构造为例,分析“断层阴影”现象,提出了正演模拟法、井震结合地层对比法和平均速度成图法三种识别方法;在此基础上,针对“断层阴影”,提出了高精度速度场校正和时间域层位校正两种校正方法。结果表明,高精度速度场校正法可以实现数据体的校正,适应性更广;时间域层位校正法可以实现层位的校正,具有快速、简便的优势。该方法对类似地区具有借鉴意义。

基于误差补偿的光源调频非线性校正研究

由于FMCW光源非线性频率调制的影响,其差频信号的频谱会出现展宽,降低频谱分辨率,因此光源非线性校正是该体制激光雷达精确测距的前提。为了避免现有非线性校正技术系统结构复杂,测量成本高的缺陷,本文提出了基于误差补偿的FMCW光源非线性校正法。该方法通过输出信号与线性回归数据之间的误差,构建与输出信号频率变化趋势相反的校正数据作为激光器的调制信号源。经过若干次循环补偿,逐步将输出信号频率与线性回归数据之间的决定系数提高到0.9995以上。最终通过距离测量实验,验证了该方法的有效性和可行性。

一种大型相控阵雷达外场高精度相位校正方法

针对大型相控阵雷达外场相位校正受风影响无法保证校正精度的难题,本文提出了一种外场高精度相位分级校正方法。采用激光标定法测量标校源风载条件下的晃动曲线和最大晃动速度,根据雷达工作频段及校正精度要求,计算出标校源最大晃动速度条件下的最小保精度校正时间,以最小保精度校正时间作为分级子阵规模划分的依据,通过多级校正完成全阵外场校正。仿真测试结果表明:在5级风载条件下,X波段相位校正精度均方根小于5.8°,最大栅瓣电平降低了9 dB,达到模拟移相器可以实现的精度要求。

拉萨市大车校正系数优化研究

随着西藏旅游业发展,旅游大巴占比也在增长,大车校正系数是计算道路通行能力的决定性参数,为提高道路通行能力,优化旅游大巴等大车校正系数极有必要。目前,国内外采用的大车校正系数自变量为大车占比,没有考虑到速度对其的影响。现通过VISSIM仿真,对传统大车校正系数进行优化。首先利用VISSIM确定拉萨市大车校正系数基本模型,再进行速度校正并找到速度校正模型,得出适用于拉萨市的校正系数为:f_(hv)=(1-1.2213%HV)×[0.2894ln(V)+0.1611],通过与传统大车校正系数相比,上述模型自变量为大车率和速度,更加准确且符合拉萨市实际。

补偿声波测井扩径校正方法

准确的声波测井数据对地震资料时—深转换、合成记录制作、地震反演、油藏建模等具有重要作用。双发双收补偿声波测井能够较好地消除井径及泥浆的影响,消除记录点与测量点之间的深度误差,但当井径扩径大于校正门限时,产生的异常无法消除。文中从双发双收补偿声波测井仪器参数出发,基于费马时间最小原理,分析了井眼不同扩径状况下声波首波的传播路径,并推导了三种情况对应的声波时差校正公式。研究结果表明:应用推导的校正公式对实际声波时差数据进行处理校正,得到的声波时差更合理,更接近于地层的真实值。最后通过应用实例验证了方法的有效性。

相控阵雷达收发通道的幅相校正方法研究

相控阵雷达利用数字波束形成(DBF)技术合成所需波束,高度依赖收发通道幅相一致性来实现高搜索数据率和跟踪数据率。本文仿真了收发通道幅相偏差对天线波束合成的影响,阐述了几种常规幅相校正方法的优缺点。在雷达上通过软硬件一体化设计,实现了一种基于内部校正的幅相校正方法,增强了工作效率,显著提升了数据的可视化和易读性。

基于星载同步大气参数的多光谱卫星影像校正方法

大气状态随时空变化具有显著差异,因此遥感卫星影像大气校正一直受限于难以动态获取与图像时空匹配大气参数的现实问题。高分辨率多模综合成像(高分多模)卫星作为我国目前空间分辨率最高的民用光学遥感卫星,搭载了首颗民用同步大气校正仪(SMAC)。SMAC是一台偏振多波段大气探测装置,采用时间同步和空间覆盖的探测方式,获取与同平台的主相机时空同步的大气信息。基于SMAC探测反演的大气参数,提出了一种利用星上同步大气参数校正高分辨率卫星遥感影像的方法Syn-AC。首先,基于时间同步的原则,结合主相机辅助数据,对SMAC原始数据进行预处理,形成SMAC-Level1产品;然后根据SMAC-Level1数据,进行SMAC云像元的判别,接着对无云覆盖的像元进行气溶胶和水汽参数的反演,形成Level2产品;最后采用同步反演大气参数,基于6SV辐射传输模型,对高分多模卫星Level1A级遥感影像进行大气辐射校正和邻近效应校正,得到主相机Level2地表反射率产品。在实验部分,利用Syn-AC对高分多模卫星多光谱影像进行大气同步校正试验,对大气校正前后的图像质量进行了定量评价。进一步地,结合地面实测反射率数据分析校正后的地表反射率,讨论同步大气校正方法的校正精度。同时,应用经典大气校正方法-FLAASH对多光谱影像进行大气校正,并与Syn-AC校正结果进行了性能比较。结果表明,同步大气校正得到的地表反射率与地面实测值比较一致,人工靶标校正后的平均反射率与地面实测值的平均绝对误差为0.012 2(FLAASH为0.027 4)。基于SMAC同步大气参数的大气校正方法在提高卫星图像质量和遥感定量化应用中具有很大的潜力。

模型信息联合校正型自抗扰控制策略

为解决微电网受到不确定扰动时,会对直-直变换器输出的电能质量产生严重影响的问题,该文提出一种模型信息联合校正型自抗扰控制技术(ADRC-MIR)。在该控制策略中,首先借助串联超前校正的思想,以比例微分校正环节对线性扩张状态观测器的扰动观测传递函数进行修正,使其可实现对总和扰动更精确的跟踪;然后,根据状态空间平均法从被控系统中提取部分模型信息,将其写入修正后的线性扩张状态观测器的系数矩阵并最终构建出ADRC-MIR;随后基于理论推导,给出改进控制器的参数整定公式及其物理意义,并从噪声抑制、扰动抑制及其频域特性等方面指出改进后的控制器可提升控制品质的原因。最后通过对比不同工况下的数值仿真验证所提控制策略的可行性与正确性。

面向溢流与井漏监测的钻井液池体积趋势校正方法

钻井液池体积是溢流和井漏监测的常用参数。在钻井正常施工时,随着井筒容积的变化以及井筒内钻井液与地层流体的交换,钻井液池体积会产生与溢流和井漏发生时相似的“类风险趋势”,导致现有的溢流与井漏监测方法易产生误报,降低了溢流与井漏监测方法在现场应用时的有效性。针对此问题,文章首先分析了导致池体积产生“类风险趋势”的原因,建立了钻进与起下钻工况下池体积的正常变化模型,利用建立的模型校正池体积的“类风险趋势”,降低溢流与井漏监测的误报率;然后,建立了基于规则推理的溢流与井漏监测模型,用于测试池体积的“类风险趋势”对溢流与井漏监测的影响。利用现场实测的4500组钻井数据,采用基于规则推理的溢流与井漏监测方法开展了风险监测实验,结果表明,在进行池体积趋势校正后,溢流与井漏风险监测的误报率由10.03%降低至3.06%。

基于掩模光刻的液晶波前校正器设计与制备

液晶波前校正器通常基于液晶显示器的工艺制备而成,因此其研制成本高、定制难度大。本文基于掩模光刻法制备液晶波前校正器,以实现液晶波前校正器的专用化、低成本研制。基于掩模光刻技术设计并制备了91像素的无源液晶驱动电极,并封装成液晶光学校正单元。设计并制备了驱动连接电路板,实现了液晶光学驱动单元和驱动电路板的匹配对接。对液晶波前校正器响应特性进行检测。结果显示,其相位调制量为5.5个波长,响应时间为224 ms。利用Zygo干涉仪进行球面波的产生和静态倾斜像差的校正。结果显示,其可以产生正负离焦波前,且对水平倾斜像差校正后,Zernike多项式中第一项的值从1.18降至0.16,校正幅度达86%,实现了像差的有效校正。本文的研究工作可为液晶波前校正器的研制提供新思路,进而拓宽其应用领域和场景。

基于双调和插值的锥束CT金属伪影校正算法

在计算机断层扫描(CT)中,金属植入物会引入严重的伪影,导致图像质量降低影响诊断价值。为了对锥束CT中的金属伪影进行校正,提出了一种基于双调和方程的金属伪影校正算法。首先,对含金属伪影的重建图像进行双边滤波和金属阈值分割,获得金属和非金属图像;然后,对二者进行正向投影,获得金属投影区域和先验投影图像;接下来,利用先验投影图像对原始投影进行归一化,并对金属区域进行双调和方程插值修复,获得修复的投影数据;最后,对修复的投影数据去归一化,并利用FDK算法进行重建,再与金属图像融合获得最终的校正图像。为了验证该算法的性能,采用实际拍摄的数据进行金属伪影校正实验。结果表明,与常用的线性插值校正算法和归一化校正算法相比,所提算法ROI区域内图像的均方根误差分别减少了22%和8%,有效地抑制了金属伪影,优于常用的去金属伪影算法。

基于斜孔散射校正板的锥束X射线CT散射校正方法

锥束X射线CT和二维扇束、平行束CT系统相比具有扫描速度快、射线利用率高、重建图像轴向分辨率和水平分辨率一致等优点,是当前工业CT技术发展的重点。然而,由于散射线的存在,其成像质量受到影响。为了减小散射线对图像质量的影响,提出一种新的基于斜孔散射校正板的散射校正方法,对该方法的原理和实现进行了深入的研究,通过获取原始扫描数据以及斜孔散射校正板后的扫描数据,利用插值和平滑处理的方法获得散射场数据。然后,通过将原始数据减去散射场数据后进行重建,即可得到无散射的CT图像。通过与光栅式散射校正板校正方法进行对比,结果表明,该方法应用于涡轮叶片的锥束CT扫描结果校正,典型区域(叶片内冷却通道及叶片内壁)对比度噪声比分别提升了14.2%和56.8%,而光栅式散射校正板校正后,同一位置对比度噪声比分别仅提升了5.6%和27.6%,验证了基于斜孔散射校正板散射校正方法的优越性。

红外高光谱大气探测仪(FY-3E/HIRAS-Ⅱ)在轨数据非线性校正方法

风云三号E星(FY-3E)搭载的高光谱大气探测仪(HIRAS-Ⅱ)能够实现大气的垂直探测,具有高光谱、高灵敏度、高精度的特点。仪器在轨之后由于仪器衰减和环境变化的原因产生非线性响应,影响在轨定标精度。针对非线性响应的问题,提出了一种基于带内光谱的非线性校正方法。首先基于带外低频光谱的非线性特征求解非线性校正系数,将此系数作为初值输入到辐射定标模型中,以星上测量的黑体带内光谱与理想光谱的偏差为目标函数,通过迭代优化非线性校正系数。通过辐射定标实验得出,校正后的黑体亮温偏差明显低于未校正和基于带外光谱的校正方法。将HIRAS-Ⅱ的观测数据与IASI进行交叉比对并计算平均亮温偏差和偏差绝对值,经过带内校正法非线性校正后的亮温平均偏差为-0.13 K,优于带外校正方法。

基于主成分分析的空间外差干涉数据校正研究

空间外差光谱技术(SHS)是一种新型的高光谱遥感探测技术,被广泛应用于大气观测、天文遥感、物质识别等领域。通过空间外差光谱仪获取的二维实测干涉数据会受到多种影响因素干扰,其中高频噪声、不规则暗斑、干涉图非均匀性是其中最常见的影响。这些影响会降低复原光谱的精度,因此需要对这些影响发展有效的数据校正方法,提高反演光谱准确度。采用钾灯和氙灯两种光源产生准单色和连续光信号,以它们形成的干涉数据作为研究对象。针对这两种实测干涉图中的多种噪声影响,提出了一种基于主成分分析的空间外差干涉数据校正方法。首先采用一阶差分法对实测干涉图的所有行数据进行预处理,去除基线影响,将处理后的行数据进行傅里叶变换获得光谱数据。然后对所有行光谱数据进行主成分分析,计算出多个相互正交的主成分及每个主成分的贡献率,将贡献率小于2%的主成分当作噪声并加以扣除,保留其他主成分作为有效光谱信号进行光谱重建,重建光谱经过傅里叶逆变换得到校正后的干涉图。最后从干涉图和光谱两个维度对校正方法的有效性进行对比分析。结果表明,单色、连续两种光源实测干涉图中的暗斑得到有效扣除,非均匀性影响得到极大改善。针对暗斑影响明显的干涉图第536、600、982行数据,对比其光谱校正前后效果,结果显示:校正方法有效抑制了光谱中的高频噪声,使光谱变得平滑、清楚,特征峰等细节获得凸显,信噪比得到改善,三行光谱的均方误差分别由校正前的0.03777、0.02733、0.03099降低到校正后的0.01331、0.01220、0.01234,定量说明了方法的有效性。

旋变二次谐波测角误差自校正

旋变幅值误差和正交误差在角速度频谱上表现为旋变转频的二次谐波,是旋变测角误差的主要来源,影响伺服系统角速度控制精度和稳定度。本文提出了一种基于特征频率参考的二次谐波误差自校正方法。首先,分析旋变测角误差产生的机理,获知其幅值误差和正交误差的互不相关性,并证明对旋变输出信号进行幅值调整和相位差调整可实现二次谐波误差校正。然后,在旋变和旋变数字信号转换器(Resolver-to-Digital Converter,RDC)之间设计基于比例放大的幅值校正器和基于交叉调节的相角校正器。最后,根据误差信号在线性控制系统中特征频率不变的特性,对伺服系统进行匀速控制,以角速度频谱中二次谐波频率的幅值为参考基准,分别调整幅值校正器和相角校正器,校正二次谐波误差。实验结果表明:本方法可将旋变二次谐波测角误差幅值降低78.5%,伺服系统速率波动量降低40.5%。本方法实现了旋变二次谐波测角误差的自校正,大幅提升了旋变的测角精度和伺服系统的转速控制稳定度。

高能闪光照相阵列屏非一致性响应校正技术

阵列屏采用大量独立晶柱组合而成限制了可见光在转换屏内的扩散,能够在提高X光转换效率的同时保证照相系统有较高的空间分辨能力,是高能闪光照相系统中的重要器件。阵列屏由于各晶柱之间的转换系数不同而导致接收图像中存在非一致响应现象,必须将其校正才能对图像进行有效判读。研究了中阵列屏接收图像中非一致响应现象的校正方法,首先使用平板照相获得空场图像,然后对实验图像和空场图像扣除暗电流本底和消除脉冲噪声,最后将实验图像与空场图像进行像素相除运算。针对强振动环境下空场图像与实验图像不匹配问题,提出对空场图像进行位移的方法以实现空场图像与实验图像的重新匹配,采用校正后图像的标准差数据来判断两者的匹配性。实验结果表明位移后的空场图像能够校正强振动环境下阵列屏图像的非一致性响应。

空间外差遥感数据光谱-干涉图双向校正算法研究

空间外差光谱技术(SHS)作为新型高光谱分析技术,被广泛应用于大气检测、卫星遥感等领域,但由于空间外差光谱仪的制作不理想或工作环境的变化都会改变仪器参数而引入误差,使干涉图数据不准确,需要进行误差校正。在卫星平台下,由于与地面环境的巨大差异,导致地面测定的校正参数对空间外差干涉图数据不再适用,特别是调制项误差(相位误差和非均匀误差)的改变,极大影响了光谱的准确性。针对空间外差遥感数据的调制项误差,从光谱与干涉图两个方面入手,进行误差分离与原因分析,认为空间外差遥感数据误差主要来源于CCD尺寸伸缩导致的光谱频率变化和CCD响应改变导致的干涉图强度变化,提出了光谱-干涉图双向校正方法。校正测试数据选取高分五号搭载检测仪(GMI)实测的12条O 2吸收光谱。取其中一条作为标定光谱,以SCIATRAN仿真的无误差光谱为基准,与标定光谱进行对比,分析两者在光谱维的频率偏差,通过特征峰频率确定两者的频率变换关系。然后根据变换关系将仿真光谱进行频率拉伸,使拉伸后的仿真光谱与实测光谱谱峰重合,计算拉伸仿真光谱与实测光谱干涉图,将两者干涉图相比得到干涉图强度的变化关系。最后将干涉图强度变化关系用于其余11条光谱的校正,得到校正后光谱。为了衡量校正效果,以校正前后光谱的标准差、均方误差和信噪比作为评价指标。结果显示标准差、均方误差都明显降低,同时信噪比显著增大,且标准差基本都在0.07以下,信噪比基本能达到20以上。其中校正效果最好的实测光谱,标准差减少了0.3767,信噪比提高了25.1016,均方误差降低了0.1587,校正效果较差的实测光谱,标准差减少了0.2296,信噪比提高了9.6328,均方误差降低了0.1049。因此所提出的光谱-干涉图双向校正方法对空间外差遥感数据的误差校正起到较好的效果,且处理过程简单,为同类数据的处理提供了一种新思路。

一种基于相位误差校正技术的快速启动晶体振荡器

随着超低功耗(Ultra-Low Power,ULP)物联网(Internet of Things,IoT)系统的发展,采用能量注入技术的快速启动晶体振荡器因对IoT系统功耗影响巨大而逐渐成为研究热点.能量注入技术可以显著降低晶体振荡器的启动时间和启动能量,但是对注入源的精度要求苛刻.为了扩大注入频偏容限以及实现高注入效率,本文提出了一种基于延迟锁定环的相位误差校正技术.该技术将注入频偏容限扩大到2%,启动过程的非注入持续时间仅为4个周期,实现了高效注入.本文所述晶体振荡器采用40 nm CMOS工艺设计并流片.在1.0 V电源电压下采用24 MHz晶体进行测试,当注入频偏高达2%时,实现了7.2μs的启动时间,启动能量为5.1 nJ.相比同频偏下的传统注入方案,启动时间缩短了99.66%.

基于深度学习的机载遥感通信系统自适应光学波前校正技术

自适应光学波前校正过程易受复杂背景、光照强度、噪声信号等问题的干扰,导致校正的效果降低。为了解决上述问题,提出基于深度学习的机载遥感通信系统自适应光学波前校正技术。通过相位差法实现自适应光学波前的探测,采用小波变换算法剔除其中的噪声,避免噪声对校正过程产生干扰。根据深度神经网络的预测与自学习能力构建动力学模型网络、策略网络与决策单元,通过与校正阈值的对比,完成机载遥感通信系统自适应光学波前的校正。实验结果表明,所提方法的斯特列尔比接近1,且校正时间短、校正效果好。