短周期线性密集台阵揭示宣城地区浅部地壳速度结构及断裂发育特征

宣城市位于东南丘陵与长江中下游平原过渡地带,区内经历多期构造活动,地质构造复杂且断裂十分发育,开展宣城地区浅部速度结构和断裂带探测,不仅有助于深入了解区内地质构造和成矿作用,还可以为区域地震危险性和危害性评价提供重要的参考模型.本文在研究区布设了一条由110套三分量地震仪组成的短周期线性密集台阵,利用采集的一个月的三分量背景噪声数据,采用噪声谱比方法(HVSR)探测研究区场地峰值频率及基岩界面结构;通过垂直分量背景噪声数据重建经验格林函数,采用拓距相移法(ERPS)提取相速度频散曲线并反演线性台阵下方浅部地壳精细横波速度结构.基于HVSR计算的场地峰值频率和基岩界面埋深,刻画了测线下方浅部地表松散沉积层的结构,结果显示研究区内皖南山区基岩埋深较浅,盆地区域基岩埋深较深,地表松散沉积层的厚度最大可至地下80 m,此外还评估了区内地震破坏性和建筑的抗震性,认为研究区内平均振幅放大系数相对较高,局部区域可能会产生明显的地震放大效应,并且皖南山区低矮建筑(1~2层)及宣城—南陵盆地区域的高层建筑(7层及以上)在抗震设防上应当特别注意;依据反演的二维横波速度模型,获得了研究区浅部地壳6 km以深的结构,结果显示宣城—南陵盆地在浅部表现为明显的低速特征,其基底深度可达2 km,并且盆地部分区域呈现相对高速的异常特征,指示在区域多期构造活动中产生的岩浆侵入和逆冲推覆构造作用。此外,区内深部总体表现为高低速异常交替分布的“叠瓦状”构造模式,出现的多处低速异常带推断分别是周王断裂、江南断裂和茅山断裂以及清水河—河湾断裂的构造破碎带,指示了研究区内经历的多期次挤压—拉伸的强烈变形改造.综合上述研究成果,本研究为宣城地区地质构造条件的分析、地震危险性及危害性的评价以及区域找矿勘查等相关工作提供了新的依据.

基于相位追踪的SAR运动目标高阶距离徙动校正方法

距离徙动校正(RCMC)是合成孔径雷达(SAR)实现运动目标参数估计和聚焦成像的关键环节。当目标或平台运动复杂时,传统低阶RCMC方法将不再适用,而现有基于参数化的高阶RCMC方法易存在模型失配和计算复杂度高的问题、现有非参数化方法在低信噪比下性能也将大幅下降。对此,该文借助扩展卡尔曼滤波(EKF)对造成RCM的相位进行追踪,进而构建RCM补偿函数实现RCMC。所提方法不依赖于RCM的具体模型,追踪得到的相位包含高阶分量,因此可以实现SAR运动目标的高阶RCMC。此外,EKF在进行相位追踪的同时能对信号进行滤波处理,可有效降低所提方法的信噪比(SNR)门限。与传统方法相比,该方法适用性广,计算量适中,且能校正不可忽略的高阶残余距离徙动。该文详细阐释了所提方法的原理及数学模型,并通过多组仿真和实测数据处理验证了所提方法的有效性和优越性。

热成象系统对扩展源目标的视距估算

从热成象系统静态性能出发，研究了热成象系统对扩展源目标的视距估算模型．给出了计算机分析模拟时目标形状、大气衰减、探测概率及信噪比等的处理方法，编制了计算程序．计算结果表明：模型是可行的，对系统视距的估算与实际试验结果基本一致．

基于恒加速度模型的斜视SAR成像CA-ECS算法

针对空载SAR俯冲模式下的高精度运动补偿方法进行研究,推导了恒加速度运动条件下的等效斜视距离模型,基于该模型推导出Extend Chirp Scaling相位补偿因子的数学表达式,提出了一种CA-ECS(Con-stantAcceleration ECS)算法.该算法的相位补偿因子包含多个方向速度和加速度参数,能够实现恒加速度条件下的运动补偿,是一种通用性强、适用面广的子孔径成像算法.计算机仿真结果表明本文使用的等效斜视距离模型的误差较小,CA-ECS算法能有效地完成加速度运动补偿.

基于激光测距的机载光电成像系统目标定位

针对小型机载光电平台无法准确获取视轴指向问题,设计了一种基于激光测距的目标定位算法。利用机载光电侦察平台锁定跟踪目标的特性,对同一目标多次测量,采用激光测距装置获取目标与载机间的距离信息。根据WGS-84定义的地球椭球模型建立系统的测量方程。考虑到测量方程的非线性,利用扩展卡尔曼滤波对目标位置进行估计。该定位方法精度只受到GPS接收机定位精度和激光测距机测量精度的影响,目标定位误差与机载光电侦察设备视轴指向测量无关。采用蒙特卡洛法仿真分析载机位置测量误差及激光测距系统位置误差对目标定位的影响,结果显示该算法定位精度较高。采用飞行试验数据验证了该目标定位算法的有效性,在飞行高度8 000m时,目标定位精度优于8m。相比于传统定位算法,该方法可将定位精度明显提高。同时此定位方法易于部署,可操作性强,具有较大的应用价值。

集成双光栅干涉微梁位移测量方法

介绍了一种基于集成双光栅干涉和CCD图像测量的微梁位移测量方法,并利用相位差约为π/2的一组光栅实现了扩量程位移检测。利用表面牺牲层工艺制作敏感芯片,在玻璃基底上刻蚀深度约为入射激光波长1/8的凹槽,凹槽上下的两组光栅与正上方对应的梁分别构成两组相位敏感集成光栅单元。利用1级衍射光将集成光栅单元成像在CCD靶面上,梁的位移变化通过CCD图像上对应光斑的灰度值变化来反映。实验结果表明,虽然玻璃凹槽腐蚀深度的误差导致光栅之间的相位差偏离π/2,但所制作的集成双光栅结构实现了多周期的扩量程位移检测,通过接近π/2相位差的两个光栅得到的光强信号的错峰使用,避免了干涉法正弦位移检测信号的峰谷不灵敏位置,实验测得微梁的位移变化为650nm。

基于LUPA4000图像传感器扩展动态范围方法研究

基于CMOS图像传感器LUPA4000,对双斜率光积分进行研究。选用Altera公司的EP3C25Q240C8N作为硬件设计载体,使用VHDL语言对LUPA4000像素内部驱动信号进行描述,并采用Qutartus Ⅱ软件对所做的设计进行功能仿真,最后采用基于LUPA4000的相机系统,实现了同步快门模式下的双斜率光积分操作。实验结果表明,双斜率光积分有效扩展了普通线性转移成像器的光学动态范围,提升了成像质量。

无人机在安防工程中的应用

阐述无人机工作原理与特点,无人机在安防领域中的应用,包括无人机图传信号增程装置、无人机图传智能分析装置,无人机在治安管理、侦查执法、应急救灾、巡查巡防中的应用。

脉冲调制激光雷达水下成像系统

针对水下目标探测应用场景,给出了相应的532 nm波长激光雷达系统参数,结合条纹管激光雷达和载波调制激光雷达的优点,设计研制了一套水下三维成像增程激光雷达原理样机。相对于常见的微波调制激光产生高频脉冲的方案,该原理样机采取调Q技术压缩激光脉冲,再结合F-P腔的特性产生高频激光脉冲,具有峰值功率高和输出能量高的优点。实验结果表明,该原理样机在清水环境中成像距离优于20 m,能够捕捉到13 m处直径9 mm的目标细节;在浊水环境中的信号处理增程能力达到81.4%,相对距离分辨误差为0.01 m。所获得的实验结果为进一步提升水下激光雷达的成像距离和分辨率进而发展水下成像装备奠定了基础。

增强型微电阻率成像测井资料的应用

简要介绍了增强型微电阻率成像仪(XRMI)的测量原理和结构。以长庆油田测得的资料为例,叙述了该仪器测井资料在裂缝识别、岩石结构和测井相分析、不整合面识别、地层应力方向分析、沉积相分析、古水流方向分析等方面的应用情况。认为XRMI对地层的地质特征有良好显示,有益于油田勘探与开发。

基于多分辨率融合的X射线图像动态范围扩展技术

针对X射线图像增强器所成图像动态范围小的缺点,提出一种基于多分辨率图像融合的动态范围扩展方法。通过小波变换,将两幅不同管电压条件下采集的X射线图像融合为一幅图像,以扩展单幅X射线图像的动态范围。试验结果显示,与两幅源图像相比,融合图像的动态范围得到显著扩展,各项量化指标均优于射线管电压取两次采集时的中间值的射线图像。

对指数采样CMOS图像传感器动态范围扩展方法的改进

为了进一步减少CMOS图像传感器的采样次数,系统分析了基于指数时间采样扩展CMOS图像传感器动态范围的基本方法,并对其进行了改进,提出了通过合理选取采样时间,可以进一步减少采样次数的方法.在此基础上,提出了一种新型的电路实现结构,采用此方法在每个积分周期采样N/2+1次(N为大于零的偶数),最大可以扩展CMOS图像传感器动态范围2N倍,较以往的方法减少采样N/2次.最后,在CSM 0.35μm 2P4M 3.3V的工艺下,利用Hspice软件进行仿真实验,证明了此方法的有效性.

基于长椭球面波函数去卷积方法的高动态范围太阳射电成像

利用综合孔径射电望远镜对太阳进行观测时,通过对图像中存在的明亮扩展源进行准确建模并移除,可以更好地观测视场内的微弱源并提高图像的动态范围。在射电天文领域,主要利用CLEAN算法对图像中的明亮源进行移除,以显示微弱的背景。然而,使用图像像素作为基函数的CLEAN算法的固有限制导致其对扩展源的建模效果较差。为了克服这种限制,将基于长椭球面波函数(Prolate Spheroidal Wave Functions,PSWF)的去卷积方法应用于太阳射电成像。PSWF最优正交基由脏图中的感兴趣区域(Region of Interest,ROI)和UV覆盖共同决定。为了验证该方法的有效性,基于PSWF正交基对均匀圆环阵观测的太阳射电图像进行去卷积,并从动态范围和保真度两个方面定量化对比了CLEAN算法和基于PSWF正交基方法的性能。基于PSWF正交基去卷积方法剩余脏图中的微弱源更接近真实情况且动态范围更高。

一种高分辨力雷达扩展目标模拟系统设计与实现

针对高分辨力雷达扩展目标回波模拟,文中设计并实现了一种高分辨力雷达扩展目标模拟系统。建立了一维距离像目标、二维面目标、三维体目标的目标回波模型,结合宽带射频接收机技术、大瞬时带宽基带回波信号产生技术、目标RCS(Radar Cross Section)数据获取与调制技术以及宽带捷变频率合成器等关键技术完成了高分辨力雷达扩展目标模拟系统的设计与实现。使用该系统对某典型战斗机目标进行了射频仿真和二维成像处理,并将射频仿真和二维成像处理结果与使用RadBase仿真软件对该典型战斗机目标的仿真结果进行对比,验证了该系统的有效性。验证结果表明,该系统的射频仿真二维成像处理结果和RadBase仿真软件的仿真结果基本一致。