基于自适应小波回声神经网络的光纤陀螺测角仪温度误差补偿技术

基于光纤陀螺的测角仪可以实现对各项角运动参数的一体化动态精密测量,但在实际应用中,光纤陀螺测角仪受到温度变化的影响,导致测量精度下降。针对这一问题,本文提出了一种基于自适应小波回声神经网络的光纤陀螺测角仪温度误差补偿技术。为了提高温度误差建模的进度,提高传统神经网络的逼近能力,通过自适应前向线性预测滤波器对建模用测角仪温度漂移数据进行预处理,并采用自适应小波回声神经网络建立温度漂移模型,能够避免传统神经网络结构设计的盲目性和局部最优等问题,增强了网络学习能力和泛化能力,并利用自适应律代替神经网络梯度进行网络训练,提升神经网络的逼近精度和收敛速度。实验结果表明,该模型可以提高光纤陀螺测角仪的测量精度和环境适应性,为光纤陀螺测角仪的性能优化和实际应用提供了可靠的技术支撑。

一次秋季对流性暴雨的双偏振雷达回波特征分析

该文利用黔东南榕江C波段双偏振多普勒天气雷达资料、常规观测资料及地面加密自动站观测资料等,对2021年9月6日傍晚到夜间贵州东部地区出现的对流性暴雨天气过程的环流背景、影响系统和雷达回波特征进行总结分析。结论如下:(1)此次天气过程是在副高西伸北抬形成高压坝的背景条件下,中高纬冷涡低槽与高原东移的短波槽在四川东部同位相合并加强东移,引导冷空气从西北路径和东北路径两面夹击影响贵州东部地区,配合长时间稳定维持的南北向低空切变线,共同触发不稳定能量强烈释放,产生对流性暴雨天气。(2)带状对流回波东段东移至铜仁、黔东南州境内后逐渐转为片状积层混合降水回波,并长时间稳定维持少动。暴雨发生期间,回波具有明显的低质心高效率的热带暖云降水回波特征;VIL值在10~30 kg·m^(-2)之间,局地出现明显的跃增现象;低仰角径向速度图上长时间维持明显的风场辐合。(3)此次过程雷达偏振参量具有产生强降水的特征,最大Z H在40~60 dBz之间,Z DR在0.2~5 dB之间,K DP范围为0.5~7.0°·km^(-1),CC在0.9~0.98之间,最大时≥0.98。

陕西渭北带状中尺度对流雷达回波统计特征

根据雷达回波的形态,把陕西渭北2000—2006年71次带状MCS个例分为拖曳层状、先导层状、平行层状和断裂带状MCS等4种类型,并分析了4类带状MCS的雷达回波统计特征。结果显示:各类带状MCS发生频次的年际变化较大,断裂带状MCS发生的次数最多;拖曳层状MCS的平均最大带长最长,平行层状MCS的平均最大带长最小;带状MCS的移动方向主要为东南;带状MCS在不同朝向上的移动速度差异较大,朝向东南移动的拖曳层状MCS的平均速度最大;拖曳层状MCS降雹概率62%,位居各类MCS之首,造成的灾害最为严重。

利用DDS器件设计高频雷达回波模拟器

基于双直接数字合成器 Q2 36 8芯片能实现任意波形的发生 ,采用单片机控制 Q2 36 8芯片 ,设计了PC机软件 ,使其通过串行通讯间接控制 Q2 36 8芯片产生各种波形 ,通过改变输出波形的时延与频率 ,模拟不同距离、不同速度的目标回波 ,代替实际目标检测雷达性能 ,节省了研制费用 ,缩短了雷达系统的研制周期 .

山西中部一次致灾暴雨中尺度特征

利用常规资料、自动站资料、卫星产品和雷达资料,对2010年9月19日发生在山西省中部的暴雨天气过程进行了综合分析,结果表明:①500hPa副高强盛,由块状转为带状以及对应200hPa图上东西向反气旋的稳定存在是低空横切变线形成和维持的背景因素,而低空低涡横切变线是暴雨的主要影响系统。②降水表现出典型的β中尺度特征,对流云团首先在低涡西侧形成,随着涡前西南气流的加强,迅速发展东移;横切变线上激发出的β中尺度强对流云团是暴雨的直接影响系统。TBB大小与未来1h降水量成反相关关系。700hPa水汽输送的变化和500hPa引导气流风向的变化对6h后对流云团的增强或减弱有指示意义。③此次强降水过程,与低空横切变线相对应,雷达强度回波上表现为线状回波带,其上大于45dBz的区域即是暴雨区。④850hPa上低涡西北侧冷平流的侵入使得低涡发展,500hPa正涡度平流的存在是横切变线维持和发展从而导致强降水的动力因子。

回波抵消中级联神经网络滤波器的研究

针对回波通道同时具有线性和非线性特征以及目前的声回波抵消器主要是基于对回波通道的线性假设,提出可用一个级联的神经网络滤波器来作为一个非线性AEC中的滤波器结构。它由一个前馈的神经网络滤波器构成,即由一系列线性FIR滤波器串联而成;并采用了不同的自适应算法来估算滤波器的线性和非线性。实验结果表明,这种自适应级联神经网络滤波器能收敛于一个比线性自适应FIR滤波器更高的回波损失增益。

机载W波段双线偏振测云雷达回波分析

介绍了 W波段测云雷达的意义及国外现状，对国内研制的首部机载 W波段双线偏振测云雷达回波进行了分析：雷达系统可实现多种扫描探测模式，以雷达波束固定向下探测资料为最便于作合理的分析，在侧向探测时，以距云一定距离作平行于云的直线飞行探测较好；实验中探测到非降水的冰晶云或混合相云的强度为-20～5 dBz，线性退极化比与粒子形状及雷达扫描模式有关。这些分析为进一步研制和改进 W波段雷达奠定了基础。

基于目标波形模型的多脉冲激光雷达目标信号模拟

多脉冲激光雷达发射数个至数百个高重频激光照射目标,利用多脉冲回波累加实现信号积累。多脉冲激光目标检测性能的验证需要基于目标回波波形模型的动态目标信号模拟。脉冲激光目标回波波形可以由激光发射、信道传播、目标反射等环节之间的卷积传递关系加以建模。文中首先通过建立各环节的数学描述得到了回波波形的连续卷积模型。接着,针对积分解析模型不利于工程实现的问题,基于发射脉冲距离分辨单元提出了离散算法实现特定外形目标激光回波波形序列的直接计算。结合远程飞机目标的回波信号仿真,指出了回波波形与目标特性的内在联系,并通过实验进行了可信性验证。最后,应用文中模型及方法给出了多脉冲激光雷达动态目标模拟器的研制实现,为开展多脉冲激光目标检测研究提供必要的验证测试条件。

双线偏振雷达探测的云和地物回波的特性及其识别方法

双线偏振雷达在定量测量降雨量的过程中，经常受到地物回波的干扰和影响。研究云和地物回波的反射率因子ＺＨ、差反射率因子ＺＤＲ的取值大小及两者的关系、空间变化梯度的结果表明：云的ＺＤＲ大于零，且有明显的随ＺＨ增加而增大的趋势，这反映了在强降雨回波中大粒子占的比例较大；而地物回波的ＺＨ和ＺＤＲ无明显变化规律，ＺＤＲ可正可负；云回波的空间变化率也明显小于地物回波。在此基础上建立了一个剔除地物回波的模式，经过实际资料检验。

基于散射中心模型的舰船LFM雷达回波仿真

关于雷达回波的模拟,目前研究最多的是简单场景下点目标模型的回波仿真。针对复杂的海情背景,提出用散射中心模型仿真舰船目标LFM雷达回波的方法。首先模拟了弹道轨迹及舰船摆动,然后利用2D-ESPRIT算法提取出舰船的二维散射中心位置分布及其类型参数,并推导出舰船的散射中心回波模型。该回波模拟方法不仅流程清晰、完整,而且仿真场景复杂、回波结果逼真度好。最后用MATLAB仿真分析了舰船的LFM雷达回波及其一维距离像,验证了模型的正确性和实用性。

线性预测盲源提取算法应用于阵列雷达的分析

通过深入分析阵列雷达的杂波/干扰抑制问题,提出应用基于线性预测的有噪盲源提取算法来提取阵列雷达的回波信号,实现杂波/干扰的同时抑制,最终提高阵列雷达的目标探测能力。在建立逼真的阵列雷达接收信号模型的基础上,通过仿真分析了该算法提取阵列雷达回波的能力和改善阵列雷达的目标探测能力。结果表明,该算法提取雷达回波信号的效果理想,平均相关系数大于0.93;当运动目标的归一化多谱勒频率大于±0.1Hz时,阵列雷达的检测概率接近1,验证了该算法的可行性和有效性。

固体火箭发动机药柱超声检测技术

针对火箭发动机某型号药柱,利用超声反射法分别对人工标准缺陷和自然缺陷进行了试验检测,并根据超声缺陷特征和信号幅值信息进行了成像处理,通过X射线CT对自然缺陷的扫描结果对比表明,该检测方法能较好地实现该型号药柱的线性定量无损检测。

一次由气旋发展与边界层东北气流触发的强对流天气分析

利用多种探测资料及NCEP/NCAR FNL 1°×1°再分析资料,对2019年4月24日发生在山西的大范围强对流天气进行了分析。结果表明:1)此次过程是在弱天气尺度强迫背景下,地面锋面气旋发展和低层偏东北气流伸入河套地区,触发了1个持续拉长状对流系统(persistent elongated convective systems,PECS)和1个β中尺度持续拉长状对流系统(meso-β-scale PECS,MβECS)发生发展造成的。2)与MβECS对应,雷达回波上表现为涡旋状的回波中镶嵌着多个对流单体,PECS则表现为4个线状回波和1个强降水单体风暴。雷达产品能更精细刻画较小尺度系统特征,但分类强对流的某些典型特征并不明显。3)物理量诊断揭示,低层锋生作用不仅使暖锋加强触发MβECS发展造成北部强对流,且使得冷锋加强和气旋发展,此背景下形成的边界层急流和地面中尺度系统导致中南部对流单体合并、加强并高度组织化。强对流范围和强度与涡旋或辐合线尺度及风场辐合强度密切相关,气旋内温压风湿场的扰动特征能更好地解释较小尺度系统形成发展的物理机制,且这些特征较强对流提前1~3 h出现,对强对流临近预报具有很好的指示意义。4)低层东北气流是干冷与暖湿空气的一个倾斜交界面,该面上各种要素并不均匀,围绕该支气流形成一个气旋式次级环流圈,是中尺度对流系统的重要触发机制;气流两侧存在较大纬向风垂直切变,是造成对流风暴传播、持续时间长的重要原因之一。

CINRAD/SB雷达回波强度定标调校方法

回波强度定标和调校方法是保障CINRAD/SB回波强度测量精度的关键技术,方法不当会导致回波强度测量误差增大,直接影响雷达定量估测降水产品的可靠性。为了满足回波强度测量误差在±1 dBZ范围内的技术要求,根据雷达气象方程,通过对CINRAD/SB接收机测试通道、主通道、天馈系统相关影响回波强度测量误差的因素进行分析,提出了从接收机动态范围和雷达参数调整、线性通道增益定标目标常数定标,到测试通道参数调整的回波强度定标工作流程。总结出以线性通道增益定标目标常数定标为基准,采用测试通道参数测量法或基准法调校,以保证发射功率和接收机动态范围变化导致的回波强度测量误差得到在线实时校正,提高了CINRAD/SB回波强度测量精度。从接收机测试通道、主通道、天馈系统及发射功率4个方面,给出了回波异常的分析和诊断流程。并提出在接收机保护器前端增加机外信号注入口和定标信号功率检测功能,以利于机内外回波强度定标对比校准和消除测试通道参数变化导致回波强度测量误差的建议。

圆周SAR与线性SAR成像特性分析与对比

圆周合成孔径雷达因其独特优势已经成为雷达领域的研究热点。分析圆周合成孔径雷达与线性合成孔径雷达在成像区域大小、点散布函数特性、回波频谱特点、三维成像能力等方面的差异,凸显了圆周合成孔径雷达的成像特点。发现单航过圆周合成孔径雷达频域成像处理的难点在于其回波频谱的空变性。为提高频域成像处理的效率,分析了平面圆周合成孔径雷达与多航过圆周合成孔径雷达成像模式,并指出这两种模式易于在频域开展一致化处理。仿真试验证明了分析内容的正确性。

脉冲噪声下基于FLO-WHT的雷达回波LMFS检测

线性调频信号(LMFS)是雷达回波信号的一种常见形式,Wigner-Hough变换(WHT)常用于LMFS的检测。复杂环境下雷达回波中的尖峰脉冲噪声服从α稳定分布,在这种噪声环境下WHT性能退化。基于此提出了能工作在稳定分布噪声环境下的分数低阶伪Wigner-Ville时频分布方法(FLO-PWVD),结合已有的Hough变换,提出了分数低阶伪Wigner-Hough变换(FLO-PWHT)新方法。在脉冲噪声环境下,应用FLO-PWHT对多个LMFS信号进行检测,计算机仿真结果表明,提出的FLO-PWHT算法性能明显优于已有的PWHT方法,能较好地在脉冲噪声环境下工作,且具有一定的韧性。

基于分数阶傅立叶变换的线性调频回波参数估计

本文提出了一种适用于宽带线性调频回波的分数阶傅立叶变换参数估计方法。它通过寻找合适的信号代替发射信号做模版,使得模版信号与接收信号的模糊函数匹配度高,峰值尖锐,失真率低。再利用分数阶傅立叶变换与模糊函数的关系,使用两次分数阶域的峰值搜索代替原有的一次二维搜索降低计算量。仿真实验结果表明,本文提出的方法在精确估计宽带回波的时延和频移的同时降低了计算复杂度。

限幅失真对线性调频脉冲压缩的影响

针对探测目标处于强点杂波干扰环境时,对因限幅失真而引起的线性调频(LFM)信号脉冲压缩输出波形的影响进行了理论分析与仿真。仿真结果表明:限幅失真对脉压输出波形的主要影响是在时域形成了与目标信号具有相同多普勒特性但幅度始终小于目标信号幅度的镜像回波,易造成信号检测时虚警率的升高;限幅比例、信杂比以及信号重叠度对因限幅失真而产生的镜像回波均有不同程度的影响。并且提出了一种解决因镜像回波的出现而使虚警率升高这一问题的方法。

一次海面降雪的双线偏振多普勒雷达回波特征分析

以X波段双线偏振多普勒天气雷达在葫芦岛探测到的2004年4月1日的一次海面降雪过程为例，概述了雷达主要性能参数。通过分析雷达二次产品开发平台运行后得到的强度、速度、谱宽和双线偏振差分反射率等产品，探讨了海面降雪和海杂波Z值及差分反射率因子zDR的取值大小及空间变化特征。结果表明：雪花降落过程中，ZDR值由正值逐渐转变到为-0.5～0.5dB，且Z值随高度降低而增大，而海杂波Z及ZDR值空间变率不大。

基于线性调频技术的超声波测波方法

线性调频相关技术在超声波测波仪中的应用大大提高了测波仪测量精度和分辨力,解决了其在大风浪或近岸破碎波的情况下测量误差过大或检测不到回波的难题.本文阐述了基于线性调频技术的超声波测波原理以及线性调频信号的设计,进行了调频信号相关性分析,并基于该技术设计了测波系统.通过模拟波浪实验对系统的性能、波浪数据的质量进行了验证,结果表明:在大风浪情况下采集到的原始数据未出现丢失现象,1/3波高的误差为5 cm.实验结果证明所研发的测波系统精确度高,适合近岸观测波浪.