TECS|H_∞控制在无人机纵向着舰中的应用研究

针对无人机纵向自动着舰,运用总能量控制(TECS)的思想建立了无人机纵向自动着舰系统,设计了H∞输出反馈控制器。为了实现对移动目标的跟踪,引入了一种新的着舰导引控制算法,通过对所设计的先锋无人机的纵向自动着舰导引系统仿真表明,通过升降舵和油门的协调控制,实现了速度和航迹的解耦控制,且该设计能满足着舰要求,能有效地抑制舰尾流干扰的影响,具有良好的鲁棒性能。

基于TECS/H_∞的无人机自动着舰技术研究

针对无人机自动着舰,运用总能量控制(TECS)的思想建立了无人机自动着舰系统,设计了H∞输出反馈控制器,H∞控制综合设计采用包括增量线性化动力学模型、反馈控制器和权阵系数选择的增广对象模型。为了实现对移动目标的跟踪,引入了一种新的着舰导引控制算法。通过对所设计的"先锋"无人机自动着舰导引系统仿真表明,该设计能满足着舰要求,能有效地抑制风干扰的影响,具有良好的鲁棒性能。

电子温控辊形描述方法及其特征调控规律

从辊形电子温控技术原理及电子温控辊形构成特点出发,选取3种典型多项式拟合模型对局部辊形进行了拟合分析,确立了辊形描述基础模型;提出了两种辊形有效影响区边界评价方法,分析了辊形描述方法在不同电流参数及温控片长度参数下的普遍适应性;以提升预设效率为目的,采用切比雪夫多项式对辊形曲线进行划分,以特征分量作为技术应用中的预设辊形调控量,探究了调控参数对辊形曲线参数化的影响。结果表明,拟合模型阶次越高,拟合效果越好,但提升效果随阶次增高而减弱。不同有效辊形区域评价标准下,比例边界相较于定值边界表现出更稳定的评价表现,更适用于电子温控技术。以辊形二次凸度及四次凸度作为预设调控量可高效表述局部辊形,电流参数对二次凸度更具调控力,温控片长度二次凸度及四次凸度具有相似调控力。研究提供了一种电子温控辊辊形预设参量评价标准。

子午工程二期GNSS电离层TEC与闪烁监测仪样机测试及数据对比分析

子午工程二期电离层TEC与闪烁接收机布网采用国产设备.经过连续3天的运行测试,本文以同台站同天线的国外对比设备PolaRx5数据为参考,对样机的数据进行质量评估.对于科学研究,数据的连续性和有效性,VTEC、幅度闪烁指数、相位闪烁指数这三项数据的精度是最重要的指标.本文根据科研场景设计了这些方面的数据比较标准,评估样机的数据质量,并对两种设备探测结果特征的原因进行了分析,为数据准确性的评估提供参考和借鉴.

2015年3月特大磁暴期间中国区域电离层TEC NeuralProphet预报模型研究

延迟是全球卫星导航定位中重要的误差源之一,提高电离层TEC建模和预报精度对改善卫星导航定位精度至关重要.本文构建了以太阳辐射通量指数F_(10.7)、地磁活动指数Dst、地理坐标和中国科学院(Chinese Academy of Sciences,CAS)GIM数据为输入参数的NeuralProphet神经网络模型(NP模型),实现在2015年3月特大磁暴期中国区域电离层TEC短期预报.为验证NP模型的预报精度,本文同时构建了长短期记忆神经网络(Long Short-term Memory Neural Network,LSTM)模型进行对比分析.结果统计分析表明,NP模型在磁暴期(2015年DOY076-078)TEC预报值RMSE和RD分别为0.83 TECU和3.13%,绝对和相对精度较LSTM模型分别提高1.49 TECU和10.25%;且NP模型RMSE优于1.5 TECU的比例达97.24%,远高于LSTM模型.NP模型预报值与CAS具有较好一致性和无偏性,偏差均值仅为-0.01 TECU,而LSTM模型预报值的均值偏大,偏差均值为1.49 TECU.从低纬到中纬度的三个纬度带内,NP模型RMSE分别为1.12、0.83和0.44 TECU,精度比LSTM模型提高1.94、1.56和1.23 TECU.整体上,在磁暴期NP模型预报性能明显优于LSTM模型,能够精细描述中国区域电离层TEC时空变化.

2024年5月8日至16日太阳风暴对电离层影响及效应分析

太阳风暴会造成地球电离层剧烈扰动,影响导航定位性能.本文针对2024-05-08—16太阳风暴期间发生的电离层扰动事件,分析了东、西半球不同纬度台站的电离层总电子含量(total electron content,TEC)、电离层TEC变化率、电离层F2层临界频率、卫星导航单点定位误差等.分析认为:电离层向日面会对X射线耀斑发生响应,但是扰动主要来源是太阳风南向磁场能量注入引起的地磁暴;太阳风暴期间电离层顶部和底部的响应并不是同步的;卫星导航单点定位误差在太阳风暴期间会有明显增大,尤其在垂直方向会增大至±10 m,且在电离层暴恢复相期间会持续存在,并随电离层状态趋于平静呈逐渐减弱趋势.

京津冀区域电离层TEC多参数融合预测模型

本文利用中国地壳观测网络(陆态网络)GPS站点实测总电子含量(Total Electron Content, TEC)数据,建立了京津冀区域电离层经验模型,并通过引入太阳通量和地磁活动数据来提高模型的性能。本文研究了电离层TEC的日变化、季节变化和地磁影响分量的函数模型,采用非线性最小二乘法拟合待定系数,提出了一种多参数经验融合模型——电离层TEC京津冀区域模型(Multi-Parameter Empirical Fusion Model-Ionospheric TEC Beijing-Tianjin-Hebei Region, MEFM-ITBTHR)——来预测京津冀区域电离层TEC。结果表明,MEFM-ITBTHR模型能够很好地拟合建模数据集。本文还对MEFM-ITBTHR模型的性能进行了地理位置变化分析、季节变化分析和地磁扰动分析。结果表明,在京津冀区域,MEFM-ITBTHR模型在不同经纬度、不同季节、不同地磁扰动下与实测TEC的预测效果、线性相关性、模型精度都优于IRI2020和NeQuick2模型。本文构建的区域TEC经验模型可为GNSS单频用户提供新的电离层延迟改正方法,同时对建立其他新的和改进现有的电离层经验模型具有重要的参考意义。

FY-3E掩星反演电离层foF2、hmF2和TEC参数精度评估

在分析FY-3E提供的每日掩星数据数量及其全球分布特征基础上,利用电离层垂测仪数据获取的F2层临界频率值(foF2)和F2层峰值高度(hmF2)、高精度全球电离层格网(GIM)及国际参考电离层模型(IRI2016)提供的总电子含量(TEC)对FY-3E掩星反演的foF2、hmF2和TEC精度进行评估。结果表明,电离层垂测仪和FY-3E反演的foF2和hmF2数据的相关系数分别为0.86和0.75,RMSE分别为0.99 MHz和19.26 km。以GIM数据获取的TEC为参考,FY-3E GPS和北斗(BDS)数据反演的TEC精度大致相当。FY-3E TEC精度与太阳活动呈负相关;FY-3E TEC与GIM TEC的相关系数为0.90,RMSE为5.23 TECu。FY-3E TEC与同高度范围的IRI2016 TEC的相关系数为0.88,RMSE为3.70 TECu。

基于陆态网和IGS站联合数据的中国区域电离层建模方法

为了提高中国区域电离层垂直总电子含量(vertical total electron content,VTEC)建模的精度,减少区域建模边缘误差,利用中国地壳运动观测网络(Crustal Movement Observation Network of China,CMONOC)和国际GNSS服务组织(International GNSS Service,IGS)GPS数据联合进行电离层建模,并对中国区域电离层建模策略进行定量考察,对比给出各类建模策略对中国区域电离层建模精度的影响,从而给出更符合中国区域的电离层建模方式。将建模后的结果同IGS中心的全球电离层格网产品进行比对,结果显示:基于本文方法对中国区域电离层建模的结果精度更高,与IGS数据中心发布的电离层格网产品相比误差平均值为1.2109 TECU,与卫星实测电离层TEC的内符合精度误差为1.050 TECU。说明利用联合数据建模能一定程度上提高中国区域建模的精度,同时减少区域建模边缘的误差。

Assessment of International GNSS Service Global Ionosphere Map products over China region based on measurements from the Crustal Movement Observation Network of China

The global ionosphere maps(GIM)provided by the International GNSS Service(IGS)are extensively utilized for ionospheric morphology monitoring,scientific research,and practical application.Assessing the credibility of GIM products in data-sparse regions is of paramount importance.In this study,measurements from the Crustal Movement Observation Network of China(CMONOC)are leveraged to evaluate the suitability of IGS-GIM products over China region in 2013-2014.The indices of mean error(ME),root mean square error(RMSE),and normalized RMSE(NRMSE)are then utilized to quantify the accuracy of IGS-GIM products.Results revealed distinct local time and latitudinal dependencies in IGS-GIM errors,with substantially high errors at nighttime(NRMSE:39%)and above 40°latitude(NRMSE:49%).Seasonal differences also emerged,with larger equinoctial deviations(NRMSE:33.5%)compared with summer(20%).A preliminary analysis implied that the irregular assimilation of sparse IGS observations,compounded by China’s distinct geomagnetic topology,may manifest as error variations.These results suggest that modeling based solely on IGS-GIM observations engenders inadequate representations across China and that a thorough examination would proffer the necessary foundation for advancing regional total electron content(TEC)constructions.

基于Informer的电离层电子总量预测

电离层会影响卫星导航和通信信号的传播和反射,而电离层总电子含量(TEC)则是评估电离层异常扰动的关键指标,因此,精准预测电离层TEC具有重要意义。本研究从国际GNSS服务(IGS)电离层分析中心获取全球1999—2011年的电离层TEC的时间序列数据,时间分辨率为2小时。选取5个位置,构建了Informer模型预测未来24小时的TEC数据,为研究电离层异常扰动提供科学依据。在多个模型对比中,Informer模型的R-Squared和RMSE表现最佳,验证了Informer方法的可行性。

海绵城市建设适宜性评价及建设指引

科学的海绵城市建设对改善城市生态环境和合理利用水资源具有重要作用。文章以无锡市区为研究对象,参考相关规范及文献资料,结合德尔菲法构建TEC海绵城市建设适宜性评价体系,利用层次分析法确定指标权重,基于ArcGIS10.7加权叠加工具分析无锡海绵城市建设适宜性。依据适宜性评价结果,将研究区建设适宜性划分为3个级别;并结合实际情况,针对各区域特征提出无锡海绵城市分区建设指引,为无锡系统化推进海绵城市建设提供策略和技术指引。

半导体制冷辅助直接蒸发冷却空调器性能试验

为改善蒸发冷却空调出风温度不能很低的缺陷,通过设计搭建半导体制冷降温喷淋水辅助直接蒸发冷却空调器实验台,对半导体制冷(TEC)功率分别为0、385、616、847 W工况条件下,直接蒸发冷却器的冷却效率和性能系数(COP)进行了实验及分析。结果表明,相比无半导体制冷辅助工况,有辅助系统,可降低喷淋水温4.7℃,空气与水间的换热效果增强,系统出风温度降低4.6℃,直接蒸发冷却效率提升40%,扩大了蒸发冷却系统的使用范围。

基于注意力机制LSTM的电离层总电子含量预测

电离层总电子含量(Total Electron Content,TEC)的预测是空间环境研究的重要内容,对卫星通讯和导航定位等有重要意义。设计了一个包含注意力机制的LSTM预测模型,利用连续5天的TEC来预测未来1天的TEC。在两个站点上将本文提出的模型与ARIMA和LSTM进行了对比实验。结果表明,所提模型的拟合程度可达0.9965,明显优于对比模型。

电离层层析辅助等离子体泡的TEC空间梯度研究

在严重的电离层活动时,发生的极端电离层扰动会对GNSS地基增强系统(Ground-based Augmentation Systems, GBAS)的用户构成完好性威胁,例如中国低纬地区出现的等离子体泡现象。本文针对等离子体泡造成的TEC空间梯度展开研究,提出了一种电离层层析辅助研究等离子体泡造成的TEC空间梯度的方法。首先,通过多分辨率电离层层析成像技术重构中国及周边中低纬地区在2017-09-08T12:00—17:00UT扰动最强烈时段的电离层层析图像,发现该时段内中国低纬地区出现电子密度耗竭的等离子体泡现象;其次,利用短基线双站法和时间步长法两种方法计算等离子体泡附近区域TEC空间梯度;最后,结合两者进行比较研究,验证了较大的TEC空间梯度往往存在于等离子体泡的侧壁周围,如本文在14:06UT出现在香港空域附近的最大TEC空间梯度为133.16 mm/km。同时还可以看出:层析反演的电离层图像不仅能直观地分析等离子体泡的三维电子密度分布,还可以帮助发现TEC空间大梯度产生的原因。

宝鸡地区电离层TEC的变化特征研究

目的 分析宝鸡地区电离层TEC的日变化和季节变化特征。方法 通过统计太阳极大年(2014年)和极小年(2019年)的GNSS TEC数据,以及与IRI 2016模型对比,分析宝鸡地区电离层TEC的变化特征。结果 除了极大年的夏季,其他季节的日变化都类似正弦变化,在太阳极大年,电离层TEC随季节单调下降,而在太阳极小年,电离层TEC夏季最大,冬季最小。结论 宝鸡地区电离层TEC存在显著的日变化和季节变化特征,可为电波信号通过电离层的时间延迟修正提供一定的参考。

他莫昔芬联合TEC方案治疗晚期乳腺癌的近期疗效及对肿瘤标志物的影响

目的 观察他莫昔芬联合TEC方案治疗晚期乳腺癌的近期疗效及对肿瘤标志物的影响。方法 选取2021年2月—2022年2月南华大学附属长沙中心医院收治的晚期乳腺癌患者70例作为研究对象,采用随机数字表法分为观察组和对照组,各35例。对照组常规行TEC方案治疗,观察组在对照组基础上加予枸橼酸他莫昔芬片治疗,连续治疗至疗程结束。比较2组患者近期疗效,治疗前后肿瘤标志物[糖类抗原19-9(CA19-9)、糖类抗原125(CA125)、癌胚抗原(CEA)]、血脂指标[总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)]及不良反应。结果 观察组患者疾病控制率为97.14%,高于对照组的80.00%(χ^(2)=5.081,P=0.024);治疗后,2组CA19-9、CA125、CEA水平和TC、TG水平均较治疗前下降,HDL-C水平较治疗前升高,且观察组下降/升高幅度大于对照组(P<0.05或P<0.01);观察组不良反应总发生率为5.71%,低于对照组的25.71%(χ^(2)=5.285,P=0.022)。结论 他莫昔芬联合TEC方案治疗晚期乳腺癌的近期疗效较好,可促进患者肿瘤标志物、血脂水平改善,且不增加不良反应发生风险。

地磁暴期间电离层监测及不同GNSS观测模式下受扰分析

基于IGS全球观测站观测数据及IGS电离层格网数据,分析了2018年8月26日地磁暴事件引发的北半球地区电离层总电子含量(TEC)异常变化和观测数据质量变化。结果表明,北半球TEC异常存在纬度差异,高纬地区响应快,低纬地区异常值变化大;磁暴期间高纬地区观测数据周跳变化明显,数据完整率在北半球范围内都有下降,最大下降出现在高纬地区,达38.65%,数据质量与TEC异常变化规律较为一致。对GPS双频精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)结果进行分析,发现磁暴期间高纬地区测站动态PPP定位误差显著增大,水平和垂直均方根误差增至约0.7m及1.8m,静态PPP部分测站受影响。RTK观测在磁暴期间也存在受影响的可能,表现为固定率下降,定位误差增大。

基于掩星数据的全球电离层地图精度评估

全球电离层地图数据被广泛应用于电离层的研究中,其精度评估对于研究电离层的性质、提高定位精度具有重要意义。为了评估全球电离层地图的精度,本文基于美国大学大气研究联盟提供的ionPrf产品,计算2008年和2012年的电离层和气候卫星联合观测系统(COSMIC)垂直总电子含量(VTEC)。本文通过直方图统计、纬度分布统计、年积日分布统计和地方时分布统计等方法,对国际全球导航卫星系统服务组织(IGS)全球电离层地图(GIM)的精度进行了评估。结果表明:(1)2008年的偏差平均值为5.09 TECU,2012年的偏差平均值为9.90 TECU;(2)2008年各纬度偏差介于3~8 TECU,2012年各纬度的偏差介于6~16 TECU;(3)偏差平均值在1月取得最大值,在夏至与秋分中间取得最小值;(4)2008年各地方时的偏差介于3~7 TECU,2012年各地方时的偏差介于6~14 TECU;(5)在太阳活动高年,偏差体现出赤道异常、半年度异常和冬季异常特征。综上所述,全球电离层地图的精度与太阳活动、地理位置、季节变化、日变化密切相关。

基于SSA-PSO-LSTM模型的电离层TEC预报

受多种因素影响,电离层电子总含量(TEC)时间序列具有非线性、非平稳性特征,为提升长短期记忆(LSTM)神经网络模型在电离层TEC预报中的精度,本文在该神经网络模型的基础上,引入奇异谱分析(SSA)与粒子群优化(PSO)算法,构建了新的SSA-PSO-LSTM模型。一方面,利用了SSA对TEC时间序列进行数据预处理;另一方面,利用粒子群优化算法改进LSTM神经网络模型参数。选用欧洲地球参考框架(EUREF)提供的格网点电离层TEC时间序列数据进行实验,实验结果表明,在磁平静期与磁暴期,该组合模型的TEC预报结果均方根误差分别为0.28个总电子含量单位(TECu)、0.83个TECu,平均相对精度分别为96.35%、91.33%,均优于对比模型,验证了本文提出的组合预报模型的有效性与优越性。平均相对精度分别为96.35%、91.33%,均优于对比模型,验证了本文提出的组合预报模型的有效性与优越性。