1981-2020年陕西安康冬小麦生育期对农业气象条件的响应

为了明确陕西安康地区冬小麦生育期演变规律及主要影响因素,基于该地区农业气象观测站点的气象观测和小麦生育期观测数据,利用线性倾向估计法和线性多元回归法分析了1981-2020年陕西安康冬小麦生育期变化趋势以及冬小麦生长季(每年10月至翌年6月)气象要素的变化趋势,解析了冬小麦生育期变化与气象因子的关系。结果表明,1981-2020年陕西安康冬小麦生长季日平均气温、日平均地温、气温日较差、降水量和日照时数均呈现上升趋势,相对湿度呈下降趋势(P<0.001),其中3月份日平均气温上升幅度最明显,升幅达0.82℃·10 a^(-1),1和3月份相对湿度下降趋势最明显,降幅分别达1.62和1.65个百分点·10 a^(-1)。1981-2020年,陕西安康冬小麦各生育时期的日期均显著提前,平均每10 a约提前3.18~12.69 d。营养生长期持续时间平均每10 a缩短8.11 d,营养生殖生长期持续时间平均每10 a延长7.67 d。冬小麦生育期变化和气象因子极显著相关。其中生育期与温度相关性最强。冬小麦10个生育时期日序数与气温、地温呈显著负相关,乳熟期日序数与气温日较差呈显著负相关(P<0.001)。各生育时期日序数与相对湿度均呈正相关关系,与降水量、日照时数呈负相关(P<0.001)。影响陕西安康冬小麦生育期的主导气象因子主要是气温、地温和气温日较差(P<0.01),相对湿度、降水和日照时数影响较小。综上所述,温度升高可能是导致陕西安康冬小麦生育期日期提前、营养生长期持续时间缩短和营养生殖生长期延长的主要原因。

MaXPol雷达及在人影探测业务中的应用

成都信息工程大学科研团队以全球广泛应用的X波段磁控管天气雷达为蓝本,主导研制了基于大功率长寿磁控管发射机与接收相参体制一体化结构的X波段双偏振多普勒天气雷达系统MaXPol。该雷达系统在75 km处的观测灵敏度优于−10 dBz,最大程度地解决了速度精度与速度模糊问题,具有反射率因子Z_(h)、差分反射率Z_(dr)、相关系数ρ_(HV)、差分相移率φ_(DP)(或称比相差,K_(DP))、平均多普勒速度(V)和速度谱宽(W)等6种物理量测量参数,这些参数可以确保数据质量可控,并形成多种气象产品。该雷达系统在贵州省气象部门构建基层人工影响天气科学作业和管理模式——“威宁模式”的工作中,充分发挥了强对流天气监测预警方面的优势,其丰富的高时空分辨率雷达产品为天气雷达与高炮火箭智能联动的人工影响天气作业指挥提供有效依据,能够有效提升人工影响天气作业质量。

地面气象观测数据三维可视化技术研究

针对气象观测数据更新速度快、数据量大的特点,通过对气象数据采用Shepards预处理为离散栅格数据,并对处理结果采用地图比例尺的优化策略,结合VTK(Visualization ToolKit)将四川省地面气象观测文本数值数据用视觉观察的图像形式三维呈现,使用户能够直观地对数据进行观察、分析和交互操作,从而实现在平台上动态分层绘制大容量多组气象数据,实现四川省地面气象观测数据的三维可视化显示.

基于SPEI的儋州市气象干旱特征分析

以儋州市16个乡级行政区和三都区M1176气象自动站的降水量、气温等资料为基础,采用多尺度标准化降水蒸散指数(SPEI)对2012—2020年儋州市的干旱特征进行分析,结果表明:(1)近9年来儋州市季节性干旱较明显,呈冬季-春季-秋季-夏季干旱依次递减的规律。(2)近9年来儋州市干旱覆盖范围为18%~100%,其中5年为全域性,干旱问题突出。(3)儋州市干旱时长占总时长的33.5%,总体历时偏长,各区域干旱历时性无较大差异。(4)儋州市干旱呈轻旱-中旱-重旱-特旱的递减趋势,极端干旱事件多发于西部和北部地区。(5)儋州市干旱强度总体呈现西部沿海强、东部弱的空间分布特征。

一种应用于无人机的小型超声波风速风向仪设计

利用无人机搭载风速风向仪能很好地探测近地面风场结构,进行污染物溯源及污染物扩散速度和方向的预测,但受限于无人机尺寸,搭载的风速风向仪尺寸较小且有较高的测量精度。根据声共振原理设计了一款小尺寸的超声波风速风向仪,相比传统的超声波风速风向仪,设计采用非对发对收式结构,并使用国产FPGA进行相位检测,整机尺寸小巧,重量仅120 g,整机功耗低于0.5 W,风速风向测量精度接近于同类型超声波风速风向仪。并与TP-M12D超声波风速风向仪进行风洞实测对比,实测最大风速35 m/s,低风速时风速测量误差±0.5 m/s,较高风速时风速测量误差±5%以内,固定方位角下风速段内风速波动下风向测量误差±4°以内,不同方位角下风速测量最大误差在10%以内,可很好地应用于无人机测风中。

云闪定位算法及误差分析

为了降低云闪对空间飞行器的危害,同时能够更全面地研究雷暴活动,并为地闪的探测预警提供技术支持,开展云闪定位方法的研究具有重要的价值。本文根据现场云闪探测仪采集到的VHF辐射源入射方向信息和达到探测站的时间差信息,结合无线电测向时差定位技术,研究了VHF云闪的四站定位算法及其误差精度分析。在对该算法和误差精度进行matlab仿真的基础上,得到了不同布站方式和基线距离情况下定位误差分布图,为探测站的布站选址提供了理论支撑。

基于FPGA的雷电定位系统高精度时标设计

介绍了一种基于到达时差法(TOA)的雷电定位系统中高精度时间标记产生方法。目前全球定位系统(GPS)可以提供协调世界时(UTC)和精度达微秒乃至纳秒级的秒脉冲(PPS)。在雷电定位过程中,不同探测站需要对采集到的闪电辐射脉冲进行时间标记以确定雷电信号到达各站之间的时间差,并由多站定位算法得到闪电发生的位置。该时标系统采用Altera公司的FPGA芯片EP2C8Q208和U-BLOX公司的GPS芯片NEO-6M实现,其时间标记精度可达1μs。

基于神经网络的导体柱单站微波成像

提出基于神经网络对导体柱目标实现单站微波成像的方法。通过时域有限差分方法获得横磁波(TM)模式下一系列不同形状导体柱目标的散射场,组成神经网络训练样本。再通过组合运用整数微分进化策略和误差反向传播(BP)算法形成混合自学习策略,克服传统BP神经网络收敛速度慢等不足,提高系统自学习能力。最终基于所得神经网络获得二维导体柱微波成像结果。

介质圆柱的单站微波成像方法

提出一种对介质圆柱实现单站微波成像的方法。该方法通过时域有限差分法进行电磁场正过程的仿真计算,采用整数微分进化策略实现逆过程的寻优计算。分别分析TE模式和TM模式的近场散射信号得到介质成像目标在电磁波传播方向上尺寸大小的估计,并以此为依据,确定成像目标的尺寸范围,从而确定逆过程的寻优区间。该方法无需像传统成像方法围绕成像目标设置多个发射/接收天线以获取成像信息,从而大大减少了成像的必要条件。采用该方法,在TE模式和TM模式下分别对介质圆柱目标进行仿真成像,获得了良好的效果。

基于线程池技术的云闪定位远程控制软件设计

根据云闪定位系统远程控制软件的功能需求,采用客户端/服务器(C/S)结构模式,将远程主机作为服务器,各探测站作为客户端,服务器创建线程池分别与客户端建立网络连接,客户端和服务器之间采用自定义的应用层协议实现数据传输,用户在远程主机即可接收各探测站的数据并进行处理,最后将云闪的定位结果显示在地图上。采用线程池技术减少线程的创建与销毁开销以提高系统的工作效率,满足系统对实时性的要求。

基于CY7C68013的USB2.0通信接口的设计

介绍了一种利用USB通信协议的方法实现下位机与上位机之间的通信传输。该方法以满足符合标准的USB2.0协议为基础,以EZ-USB FX2为设计的基础构架,以Cypress公司推出最具性价比的一种内嵌增强51单片机的芯片CY7C68013为核心,来构建下位机与上位机的数据传输通道。给出了系统的硬件设计方案、固件驱动程序以及计算机端的应用程序设计方法及流程。通过USB数据通信表明,USB2.0高速接口的带宽能够达到480 Mb/s的通信速率,能够充分满足普通接口数据传输所需速率,有效提高了传输效率,并且能将接收到的数据保存在计算机系统中,以备使用。因此,USB2.0通信接口的设计在数据传输的实际运用中有值得探索的价值。

自适应水平集模型在云图弱边界分割的应用

针对云图复杂且形态多变、边缘模糊,若利用单一分割模型进行云图的自动分割无法兼顾分割速度和分割精度的问题,提出了一种新的自适应水平集算法的云图分割方法。该算法根据零水平集上每一点所在邻域的灰度变化程度为其自动建立能量模型。运用改进后的算法,闭合曲线对边界分明的区域收敛迅速,对云图弱边界的区域降低收敛步径。实验结果表明,提出的新水平集图像分割算法能够有效实现对全天空云图弱边界的分割,提高了感兴趣区域云点识别的准确率。

基于ERA-Interim资料的青海省空中云水资源评估

利用ERA-interim再分析资料分析2009—2018年青海省云液水含量和云冰水含量时空分布特征。结果表明:青海省云液水含量和云冰水含量自西北向东南逐渐增多,玉树南部、果洛东南部和祁连山区为云水资源较为丰富的地区,夏秋季节云水资源最为丰富,可达60~70 g·m^(-2)。从云水资源的垂直分布来看,云液水含量和云冰水含量随海拔高度增高呈先增多后减少的变化趋势,云液水含量在海拔4~6 km高度较多,云冰水含量在海拔7~8 km高度较多,云冰水含量峰值所在高度高于云液水含量峰值所在高度。夏秋季节,青南高原云液水含量和云冰水含量垂直变化幅度大,柴达木盆地云液水含量和云冰水含量垂直变化幅度小。从年际变化趋势来看,2009—2018年青海省大部地区云液水含量、云冰水含量呈增多趋势,且秋季增多趋势最为显著。从月际变化看,云液水含量和云冰水含量9月最高,1月最低。柴达木盆地云液水含量和云冰水含量的月际差异最小,东部农业区云液水含量月际差异最大,青南高原云冰水含量月际差异最大。

基于光电原理的日照传感器初步研究

本文基于光电效应的原理,设计了以高性能光电二极管为探测装置,以低功耗的MSP430F149微控制器为核心的日照传感器,该系统可实现信号采集、数据处理、远距离通信和日照强度的连续观测等功能,其观测精度和灵敏性等技术指标达到设计目标。该研究结论对我国日照观测自动化仪器的发展有一定的参考价值。

基于以太网的高精度温湿度智能传感器的设计

通过分析气象数据采集系统的功能需求,确定高精度温湿度智能传感系统总体设计方案,介绍系统的软硬件设计与实现。系统以低功耗LPC1768为主控芯片,配合低功耗、16位串行模数转换芯片AD7792以及低功耗、物理层收发器KSZ8041NL等实现基于以太网的高精度测量、自动采集和实时处理等功能,与现有气象数据采集器相比,具有体积小、功耗低、组网灵活和测量精度高等特点。实验结果表明,高精度智能传感器工作稳定,绝对测量误差在0.06℃内。

多源降水量数据融合分析及评价

利用2018年5月贵州省黔西南州自动气象观测站的降水量资料、兴义站雷达资料和CMORPH卫星降水反演产品资料,采用最优插值法对3种降水量数据开展融合试验.试验设计4种降水量数据融合方案,分别对融合的降水量数据进行区域精度检验.结果表明,经概率密度匹配法订正后的卫星-地面融合降水量与订正之前相比,相关系数由66.19%提升至79.68%,偏差由-0.544mm/h降至-0.247 mm/h,均方根误差由2.944 mm/h降至1.353 mm/h.当融合降水模型仅输入2种降水量数据源时,具有较高精度的一方对融合降水量的精度影响更大.卫星-雷达-地面数据融合降水量的相关系数为81.32%,偏差和均方根误差分别为-0.219、1.037 mm/h,精度高于其他降水量数据融合方案,说明融入更多有效降水量数据源能明显提高面降水量的精度.

基于空间谱估计的闪电定位算法研究与分析

为了减少闪电对人类生命财产和各种电子设备造成的损失,同时研究雷暴活动的形成机制,并为闪电监测预警提供技术支持,开展闪电定位算法研究具有重要意义。闪电发生时辐射从极低频到甚高频范围的电磁脉冲,通过闪电定位系统获取闪电辐射源脉冲信号参数便可定位闪电。概述了闪电定位原理及基本方法,比较了基于空间谱估计的Capon算法、MUSIC算法及2种改良算法,介绍了基于均匀圆阵的二维MUSIC算法。采用Matlab分析了这几种闪电定位算法的性能,最后提出二维修正MUSIC算法,为闪电定位系统提供坚实的理论依据。

Web服务器端二进制验证系统设计

随着网络技术的不断发展,Web信息系统的安全性与服务器端的系统安全应用紧密联系在一起,为了保证存在于Web服务器上的服务过程,例如网络数据库、数据库应用系统、文件服务等在网络应用中不被非法用户使用,提出通过引入二进制验证文件的方法,利用设计的软件对服务器端的ASP程序进行验证,并且在成功连接数据库后实时地对验证文件进行验证码位修改及加密。通过这种方法可以达到对ASP连接过程安全控制的目的。

一种光源空间角度的测量方法

基于光的直线传播特性,提出一种用多面体不同面上的传感器来测量光源空间角度的方法.通过建立等效矢量模型,将光源空间角度的测量变换为空间几何模型中几何角度的计算,降低了测量的复杂度,测量范围包括光源与检测点间的方位角和俯仰角,解决了现有技术测量范围不全的问题,适合在空中或地面对光源空间角度的测量.通过对太阳角度的实测分析,验证了方法的正确性和可行性.

一种基于双曲余弦型变步长LMS算法研究

变步长LMS算法较好的克服了固定步长LMS算法中收敛速度与稳态误差之间不可兼得的矛盾。变步长LMS算法中步长因子μ应该按照一定的要求变化,即在误差较大时取较大的μ值,误差较小时取较小的μ值,直到随着误差接近于零,μ值也缓慢收敛于零值。建立了步长因子与误差信号之间的一种双曲余弦非线性函数模型,在此模型的基础上提出一种新的LMS算法,将该算法对比传统固定步长LMS算法和Sigmoid型变步长LMS算法仿真分析,仿真结果表明,新的LMS算法在不失精度和计算复杂度的情况下,算法性能较好。