宇宙黎明全天频谱实验研究进展

探索宇宙黑暗时代、黎明时代和再电离时代对于理解宇宙的演化具有重要意义,一直是天文学研究的一个重要方向。从2000年前后开始,人们尝试利用200 MHz以下的红移中性氢21 cm辐射对宇宙早期的演化进行探测,主要是两条路径,一种是利用大规模阵列对中性氢辐射进行三维成像或空间功率谱测量,另一种是通过单天线对21 cm中性氢全天平均频谱进行测量。后一种测量设备规模小,只需要单天线,但要求接收机具有高精度的校准能力。本文主要介绍近年来我们在国家天文台红柳峡观测站开展的全天频谱探测实验的进展情况,包括多种非频变天线设计、创新性的多通道交叉验证接收系统设计思想,以及初步的实验进展等,实验结果显示利用天线模拟器得到系统校准精度残差小于0.025 K,达到了自校准精度的国际水平。这些设备的研制和实验的开展将有力地推动我国未来的月球轨道或月基全天频谱探测项目。

低空复杂风场全天候雷达精细探测技术

低空复杂风场通常指距离地面高度600 m以下,局地风速、风向快速变化的风场.其全天候大范围精细探测是雷达科学、气象学等领域的长期难题.低空复杂风场的全天候雷达精细探测涉及传感器设计、三维风场反演和全天候融合等关键技术.本文从激光雷达探测、微波雷达探测、全天候融合及特征危害提取等方面对风场探测的技术内涵及研究现状进行了梳理,并分析了发展趋势,为低空复杂风场全天候精细探测技术发展与应用提供参考.

风云三号C星微波湿度计资料全天候同化对台风玛莉亚预报的影响

随着风云三号系列卫星的成功发射,越来越多的卫星微波直接观测资料应用于数值天气预报的资料同化系统。并且由于卫星微波全天候同化技术可以充分利用晴天及云雨区微波观测资料,在增加同化使用的观测数据的基础上,有效提高数值天气预报准确率,该技术在卫星资料同化领域也颇受瞩目。本研究选取2018年7月的台风玛莉亚,利用WRF(Weather Research and Forecasting)模式及其同化系统WRFDA(WRF Data Assimilation)中三维变分方法,探讨风云三号C星微波湿度计观测资料的全天候同化技术在区域模式中的适用性,以及其在不同模式驱动场中的预报表现。通过对比仅同化晴空区域卫星资料的试验和全天候同化的试验结果发现,全天候条件下更多的云雨区域观测资料被有效利用,能够更好地模拟出台风玛莉亚核心区域的暖心和对称风速结构,有效改善湿度场的预报,对台风路径的预报误差平均降低了大约34%~62%,且这种正面影响均能在不同模式驱动场中得到体现。

黄河工情险情全天候监测感知预警系统的研究与应用

针对黄河河道工程出险后短时间内有迅速扩大的危险,对重要险工、控导等水利工程进行信息化强监管,开发、敷设及时可靠的黄河工情险情全天候监测感知预警系统,提升监测能力。黄河工情险情全天候监测感知预警系统是数字孪生黄河工程建设的重要内容之一,利用物联网、大数据、云存储等技术,借助黄河河道工程内部埋设的传感器,对根石和坦石的出险情况进行实时监测与监视,并以此为基础,通过现有黄河网和公网,实现工程的网格化分级管理,为指挥中心防汛抢险决策提供准确、及时、科学的数据信息支持,推动治黄信息化发展与治黄业务的深度融合,有效实现险情的“抢早、抢小、抢住”。

基于视频智能分析的配电房全天候监控系统设计与研究

合理运用视频智能分析技术可以智能化识别配电房中真实安全状态,从而增强配电房全天候监控系统监控精度与监控效率,约束工作人员的日常行为,减少设备发生故障、人员发生事故的概率。基于此,本文简单分析了配电智能监控系统结构,并深入探讨视频智能分析技术的具体应用功能,以供参考。

IEC推广全天候油温计的目的与意义

IEC通过推广全天候油温计实现允许误差公示值与测量误差最大值之间保持一致,进而达到消除实验室油温计温度监测失准风险和保护拒动(误动)风险的目的。

225/45R17 ALL CLIMATE AC-1高性能全天候子午线轮胎设计

介绍225/45R17 ALL CLIMATE AC-1高性能全天候子午线轮胎设计。结构设计:外直径633 mm,断面宽度241 mm,行驶面宽度189 mm,行驶面弧度高6.6 mm,胎圈着合直径434 mm,胎圈着合宽度220 mm,断面水平轴位置(H_(1)/H_(2))1.08,胎面采用3条沟槽设计,仿生V形互锁式花纹,花纹深度7.4 mm,花纹饱和度70.07%,花纹周节数61。施工设计:采用双层胎面设计,采用2层带束层+1层冠带层设计,1^(#)和2^(#)带束层采用3×0.28ST钢丝帘线,冠带层采用锦纶66帘布,胎体采用1层1440dtex/2-115聚酯帘布,采用成型机成型、液压硫化机硫化。成品性能试验结果表明,轮胎的充气外缘尺寸、强度性能、低气压耐久性能和高速性能均满足设计要求。

基于多时相热红外遥感的全天候地表温度动态监测研究

为提高全天候地表温度动态监测的精度,提出基于多时相热红外遥感的全天候地表温度动态监测方法。采用多尺度小波分解,构建多时相热红外遥感成像模型,采集地表温度统计序列,根据采集结果,提取地表温度动态监测多时相热红外特征;结合图像融合滤波方法,进行图像降噪处理,并通过测度融合分解,获取图像灰度像素值,采用信息增强方法,对全天候地表温度红外遥感图像增强处理,在增强的视觉信息分布空间中,进行全天候地表温度动态监测。仿真结果表明,采用该方法进行多时相热红外遥感下的全天候地表温度动态监测的准确性较高,输出误差率能够保持在0.10%以下。该方法的最长监测时间仅为13 s,监测时间较短。

全天候AI交通状况检测系统构建

随着城镇化的加速和机动车保有量的急剧增长,交通拥堵和交通事故问题日益严重。由于夜间可见光相机无法获取足够清晰的视频流,本文提出基于人工智能和大数据的全天候AI交通状况检测技术,通过可见光和红外相机在白天/夜间切换,实时监测高速公路交通状况,包括车流量、车速、道路占用情况等,对于解决新展高速的交通问题具有重要意义。

面向准全天候通行的广义车路协同系统建设思考

雾、雪、雨等天气导致高速公路能见度降低、路面湿滑,诱发交通拥堵、交通事故和交通阻断,影响路网运行安全和效率。本文针对传统封闭管控模式造成社会舆论反应强烈的问题,提出了基于“交通监测预警、主动交通管控、伴随信息服务和行车安全保障”技术路径的高速公路准全天候安全通行广义车路协同系统建设方案,保障恶劣天气下路网通行能力和用户出行体验。

基于车路协同技术的准全天候出行平台

本文设计了一种基于车路协同技术的智慧准全天候出行平台。通过融合多源数据,实现对高速公路设备状态、实时路况、交通流量、交通事件、交通气象、重点车辆等的实时监测及异常预警、态势研判分析;在虚拟数字空间中对现实交通系统进行仿真重建,实现高速公路三维可视化、精准化管控。通过实施建设,在全国率先探索全天候契约式通行,每年因恶劣天气封路时长可降低10%,货车限行时长降低20%,因恶劣天气造成的交通事故降低80%。

大冶住建:建筑工地的“全天候安全卫士”

“从工地大门到塔吊上空,施工现场由内到外、从上到下的安全生产重点监测场景,我们在办公室就能‘一触即达’。”大冶市住建局建设工程质量安全监督站(以下简称质安站)站长曹军告诉记者,依托“智慧工地”系统,这种“超视距”的“四不两直”安全监管在这间小小的办公室内成为现实。“不管是常规的线下巡查,还是线上的随机抽查,都能不折不扣地把各项检查标准贯彻到底。”

国内首创全天候智能激光除草机器人

近日,华工科技产业股份有限公司中央研究院同哈尔滨工业大学机器人技术与系统全国重点实验室正式签约,双方就共同探索先进激光、人工智能与机器人技术产业深度融合发展道路,助力产业加速实现规模化发展的合作目标达成共识,正式签约并进行华工科技中央研究院专家委员会专家聘任。中国第一台全天候激光智能除草机器人落地。

全天时单光子激光雷达技术进展与系统评价

单光子激光雷达(又称光子计数激光雷达)具有单光子量级的探测灵敏度,相比于传统的线性探测激光雷达,能够获得更远的探测距离,已经成为激光雷达探测技术的前沿和发展趋势。然而,极高的探测灵敏度也使单光子激光雷达在探测中极易受到背景噪声光子的干扰,这在很大程度上降低了其在白天工作的性能,也极大地限制了其适用范围。文中从单光子激光雷达的探测原理出发,简要回顾了其技术发展,分析了全天时工作对单光子激光雷达探测系统的需求,在此基础上,采用一种新型的光谱滤波技术,极大地提升了单光子激光雷达在白天的探测性能。同时,还提出了一种普适性的评价模型,能够极为直观地对各种激光雷达系统的探测性能进行评价。

全天候多模式森林火险监测预报与火灾早期精准探测研究

火灾作为森林最主要的自然灾害,突发性强、破坏性大,如处置不当,就会造成严重的人员伤亡和财产损失。中国科学技术大学、国家卫星气象中心、中国科学院空天信息创新研究院、应急管理部沈阳消防研究所等10家单位的优势团队针对全天候多模式森林火险监测预报与火灾早期精准探测进行研究。

全天时星敏感器视场选通成像系统的微开关阵列设计

针对全天时星敏感器视场选通成像系统的应用需求,设计了一种基于静电驱动的单元尺寸为4 mm、开口面积占空比为90%、响应时间为25 ms、单元数为7×7的微开关阵列。考虑到微开关阵列体硅加工工艺中材料的特性,首先确定电极宽度、支撑梁宽度和支撑梁厚度等参数,再根据微开关单元结构的数学模型对支撑梁数目及长度进行理论分析,优化设计了微开关阵列主要结构参数。利用电磁场仿真软件和有限元仿真软件对微开关单元的驱动特性进行仿真分析,结果表明,仿真计算的微开关单元驱动电压为106.4 V时可以开启微开关单元,与理论计算结果114 V基本吻合,验证了微开关阵列设计参数的可行性。此外,利用杂光分析软件对微开关阵列引入系统内的杂散光进行仿真分析,结果表明,微开关阵列的表面反射率对系统杂散光的影响较小,即使80%的表面反射率也不会明显增加视场选通成像系统的杂散光。该研究为视场选通成像系统的微开关阵列提供了一种有效的设计方案,推动了视场选通成像系统的实际应用。

一种星辐射模式下全天区星图识别算法及FPGA实现

针对在DSP中实现全天区星图识别算法耗时长导致实时性差,提出并实现了一种基于FPGA的星辐射模式下的全天区星图识别算法。该方法利用FPGA并行性、高主频等特性,在保证算法高精度、高准确度的前提下,解决了全天区星图识别耗时长的问题。首先,根据星点信息构建星辐射模式;其次,基于FPGA实现了星辐射模式下对应特征向量的计算;最后,提出了一种可预读、流水化的星辐射模式匹配算法,极大地缩短了星辐射模式匹配的时间。在Xilinx公司的Xc7a75tfgg484-2平台上进行实验验证,结果表明,在相同时钟主频下,基于FPGA的星图识别算法速度比基于DSP的算法速度快10.95倍以上,而且在使用三组特征向量同时进行匹配时,识别率超过99%。

隧道减光格栅段全天候路面照度计算模型

掌握隧道减光格栅段路面照度分布特征和时变特性是进行减光格栅设计和光环境评价的基础。本文基于太阳辐射理论和CIE亮度分布函数构建了同步考虑太阳直射和天空散射的隧道减光格栅段路面全天候照度计算模型,并通过实测数据验证模型的准确性和有效性。结果表明,该模型可准确预测不同季节和天气条件下减光格栅段路面亮区和暗区照度的时空变化规律,计算结果与实测数据吻合良好(平均偏差百分比<8%)。增加天空元数量可提升本文模型的计算精度,且对路面暗区照度计算值的影响更大。综合考虑精度与计算效率,建议应用本模型时天空划分为12层共247个天空元。

低功耗全天候边海防监控系统硬件电路设计

边海防是国家安全的战略防线,是维护国家根本利益的安全屏障。近年来,我国经济社会的发展和国内外的安全环境都发生着巨大变化,边境与沿海地区日益成为内外矛盾和利益的交汇地带,但是边防区域地理位置复杂、边境线漫长,无人值守边防站、出入境口岸等边境监控重点区域分布广、与监控中心距离远,且微波、雷达等周界防护手段受限于自然天气,对边海防地区的安全管理造成极大影响。因此,该文旨在设计一款超低功耗、低成本、分布式且全天候远距离边海防监控系统,适用于对无人区、边境区等点多线长面广的区域进行长期监控,可全面提升边海防管控能力。

全天候移动车间巡检机器人目标定位算法

全天候移动车间巡检机器人移动轨迹复杂,为获取高精度的巡检机器人目标定位结果,提出一种全天候移动车间巡检机器人目标定位算法。优先标定得到移动车间环境的相机,获取相机参数,通过高低纹理匹配完成移动车间环境重建。然后通过相机内外参数将匹配点的图像坐标和世界坐标相关联,以此为依据估计巡检机器人的位姿。最终将得到的移动车间环境地图和周围数据相结合,采用粒子滤波算法对全天候移动车间巡检机器人位置组建的粒子群集合优化处理,通过不断迭代更新,输出目标定位结果。结果表明,所提算法可以有效降低巡检机器人目标定位时间以及联合定位误差,获取准确率更高的目标定位结果。