卫星点波束天线指向切换最短时间间隔计算方法

针对在点波束天线波束扫描修正的时间间隔(天线波束最小切换时间间隔),理论与实际工程实现之间存在互相矛盾的修正频率问题,提出了一种卫星点波束天线指向切换时间间隔的计算方法。该方法通过卫星平台位置、地面站位置及卫星飞行方向3个因素确定坐标系,根据卫星半波束宽度进行推导计算。仿真结果表明,此算法可作为明确天线波束最小切换时间间隔的依据,尤其适用于波束切换需求较快的低轨点波束指向切换策略。

三维凸域中候选卫星点集的确定算法

局部网格生成是无缝有限元并行计算的关键问题,然而,不恰当的局部网格生成算法会产生不一致网格。借助Delaunay三角剖分的唯一性,指出了三维凸域中Delaunay网格局部生成的不一致性,分析其产生的原因,建立避免局部网格不一致性的关键算法——搜索候选卫星点集的优化探索球算法,为网格并行生成做好数据准备。并从理论上证明了任意节点的优化探索球域包含其所有卫星点,从而,保证全域网格没有不一致性。通过算例分析了算法的正确性和局部性。

基于卫星火点排放清单(FINN)的我国东北三省生物质户外燃烧网格化清单建立及时空演变特征分析

生物质户外燃烧是影响环境空气质量的重要污染源,东北三省作为我国的重要农业产区,分析其生物质户外燃烧情况能够为当地秸秆资源综合利用和环境质量改善等提供依据.该研究基于卫星火点排放清单(Fire INventory from NCAR,FINN),分析了我国东北三省2016-2020年生物质户外燃烧火点的时空分布特征,结合空气质量监测数据进行了重污染天气成因分析,并建立了可用于数值模拟的生物质户外燃烧源网格化清单.结果表明:①东北三省2018-2019年火点数量较2016-2017年大幅减少,2020年有所增加.年内火点主要出现在春秋两季,春季相对更多.火点主要分布在东北平原,即黑龙江省的东部和西部,以及吉林省西部等,其他地区火点数量相对较少,呈零散式分布的特点.②该研究搭建了东北三省2016-2020年生物质户外燃烧源网格化清单,清单空间分辨率为3km,污染物种类包括SO_(2)、NOx、CO、NMVOC、NH_(3)、PM_(10)、PM_(2.5)、BC和OC等,2016-2020年污染物排放量总体上呈下降趋势,2020年NOx、SO_(2)、PM_(2.5)和PM_(10)的排放总量分别为3479.81、13418.5、215702.87和235495.21 t.③将2019年和2020年生物质户外燃烧污染物排放数据与空气质量数据进行时间拟合,发现部分城市在两个年份的春季秸秆集中燃烧时段均发生了重污染天气事件,且大气污染物浓度峰值与生物质户外燃烧排放污染物峰值出现的时间一致.研究显示,近年来东北三省生物质户外燃烧管控工作成效明显,大气污染物排放量总体上呈下降趋势,但仍然是东北三省部分城市春季发生重污染天气事件的重要原因之一,对部分生物质户外燃烧污染物排放量较大的城市应进一步严格秸秆禁烧等防控措施.该研究建立的生物质户外燃烧源网格化清单,可以更好地服务于区域空气质量数值模拟研究,应用在大气污染成因分析等多个方面,为制定更为精准的大气污染防治措施提供技术支撑.

北斗新频点B1C/B2a精密单点定位综合性能

为对比北斗三号卫星导航系统新老信号的定位性能,利用连续两周17个MGEX测站观测数据对BDS-3新频点B1C/B2a消电离层组合精密单点定位(PPP)服务进行全面评估。结果表明,单系统BDS-3 B1C/B2a静态PPP在E、N、U三方向的精度分别为1.3 cm、0.8 cm、1.9 cm,仿动态E、N、U三方向的精度分别为2.6 cm、1.8 cm、4.2 cm;与BDS-3 B1I/B3I组合相比,静态E、N两方向精度相当,U方向提升13.6%,仿动态三方向精度相当,差值在1 mm以内。BDS-3 B1C/B2a静态PPP三维精度40 min可达cm级,仿动态PPP三维精度5 min达到dm级。双系统BDS-3 B1C/B2a+GPS L1/L2静态PPP三维精度20 min达到cm级,仿动态PPP三维精度30 min达到cm级;与双系统BDS-3 B1I/B3I+GPS L1/L2对比,两者定位精度和收敛速度基本一致。综上所述,可以证明B1C/B2a信号的定位性能优于B1I/B3I信号。

应用微卫星多态位点对X连锁型视网膜色素变性疾病进行遗传连锁分析的研究

目的应用遗传连锁分析方法对X连锁型视网膜色素变性家系进行分析,确定其致病基因的所在位点。方法在2个目前常见的X-连锁遗传位点———RP2和RP3处分别选取具有高信息量的微卫星位标,对2例疑似X连锁型视网膜色素变性家系进行遗传连锁分析。通过对家系成员的单倍型分析,并使用两点法计算其最大优势对数(LOD Score)值,确定致病基因所在的染色体位置。结果微卫星标记DXS 993与2例遗传家系表型间最大LOD值分别为:<-2和0.8;DXS 1068在2例遗传家系LOD值分别为0.4和0.8。结论RP2基因可能不是XY家系的致病性基因;在ZLK家系,怀疑疾病位点与RP2或RP3基因连锁。用遗传连锁分析方法确定致病基因所在染色体的范围起到重要的作用。

多点波束宽带卫星系统波束间功率优化分配算法

为满足多点波束宽带卫星系统各波束不同的业务需求,提高星上功率利用率,对多点波束卫星的功率分配进行优化。在充分考虑卫星下行链路信道条件的不同及各波束最小容量需求的基础上,以服务公平性和容量最大化为目标进行建模,提出了一种波束间功率优化分配算法OIBPA(optimized inter-beam pow-er allocation),并采用凸优化理论对该优化算法进行分析。通过仿真分析,该算法与传统的功率分配算法相比,在考虑信道条件的基础上提高了卫星的功率利用效率,降低了计算复杂度,且可以根据业务优先级进行灵活地调整,适用于多点波束宽带卫星系统。

绘制卫星定位等级点符号的程序设计方法

研发测绘软件中,常需建立控制点符号库,以备应用。介绍了在测绘软件研发过程中绘制卫星定位等级点符号的程序设计方法和实践中应用的数学模型。

云南省红河州森林防火期卫星热源点时空分布特征及其风险评估研究

基于GIS技术探讨云南省红河州森防期卫星热源点时空分布特征,并从气象致灾因子和孕灾环境进行森林火灾风险评估。结果表明:(1)红河州12月至次年5月森防期2012~2021年累年平均卫星热源点416个/a,最多年745个,最少年121个;2015年以来热源点呈减少趋势;(2)热源点集中在中北部4个县市(占71%),高密度区1~3月增加且自北向南变化;(3)热源点面积与最高气温和平均气温均呈正相关,与降水量呈负相关;(4)坡度≤15°地区,热源点随坡度增加而增加,坡度>15°地区呈减少趋势;不同坡向热源点发生频率由大到小依次为:东南、西南、南、东、西、西北、东北、北、平坡;有89%的热源点集中在海拔1 000~2 000 m的地区;林地和草地(共占86%)发生热源点最多,其中灌木林多达31%;距离居民点0.5~2 km的缓冲区很容易出现热源点(73.5%)。

卫星频点资源在大型直播互动活动中的调度

在实施多点互动大型直播节目活动时,利用卫星频点资源,采取卫星上星设备频点整体管理灵活调度方式,依靠频谱分析仪和接收信号监视器监控,可以有效的节约卫星频率资源,降低租用频点费用。目的:实现多地少频点的互动节目直播,节约费用。

顾及地球引力摄动的卫星和卫星星下点位置计算

本文叙述了顾及地球引力摄动的卫星化置计算方法；利用天球坐标系与地球坐标系之间的坐标变换关系，给出了由卫星位置计算卫星星下点位置的严密计算公式。

2011～2016年卫星火点与广州市PM_(2.5)的变化趋势

使用卫星火点观测数据与广州市美国大使馆PM_(2.5)的长期观测数据,分析了2011～2016年广东省的露天焚烧情况的变化,以及珠三角核心地区空气污染的变化情况。总体而言,2011与2015年广东省的露天焚烧情况比较严重,特别是粤东地区,但在2016年火点数量显著减少。2012～2016年广州市PM_(2.5)年均浓度呈现逐年下降的趋势,从58微克/立方米逐渐下降到33微克/立方米。广州市PM_(2.5)年均浓度变化趋势与火点计数结果的变化趋势存在一定的差异,表明露天焚烧并不是广州市PM_(2.5)的主要来源。

基于节点的局部网格生成算法

讨论了基于节点的有限元方法的网格生成算法及其产生的不一致性问题,提出了基于D e launay三角剖分的唯一性来克服网格不一致性现象的思想,并建议使用局部区域分割方法合理地确定探索圆半径,使中心节点的探索圆包含它的所有卫星点,进而确保算法无不一致性。理论分析和算例表明了该方法的可靠性及有效性。

卫星天线双轴定位机构建模与仿真

卫星天线定位机构对控制天线的运动精确具有重要的意义。本文介绍了卫星点波束天线双轴定位机构的基本组成,建立了刚体动力学模型、仿真模型,并开发了仿真软件,对系统进行了仿真。

Inmarsat-B与Inmarsat-F系统点波束控制比较

在介绍卫星全球波束与点波束概念及其工作特点的基础上,对Inmarsat-B、F系统中的点波束控制机制分别做了研究、分析,归纳出F系统点波束工作优于B系统之处。

基于点云的空间非合作目标结构识别问题研究

在空间非合作目标捕获任务中,从传感器数据中识别出目标表面的可抓取结构是一个有待解决的问题。以卫星点云数据集作为对象,对4种基于神经网络算法(PointNet、PointNet++、SPLATNet和SO-Net)在卫星结构分割识别任务中的性能进行了比较分析。为了能够更好地测试算法性能,基于NASA在线数据库构建了训练测试数据集,并给出一种点云数据的快速构建方法。使用该方法,可以实现成批量地生成点云数据。仿真测试结果显示:PointNet++在卫星完整点云数据集和非完整点云数据上的分割准确率都是最高,并且分割效果也优于其他算法。

局部网格生成中初始探索圆半径的搜索算法

无网格不一致性的基于节点的局部网格生成(NLMG)算法是基于节点的局部有限元方法(NLFEM)实现无缝连接的核心算法之一,而快速合理的确定中心节点的初始探索圆半径是降低NLMG算法计算量和确保其可靠性的关键一步。本文提出了基于均匀桶的快速局部搜索算法(UBFLSM),并将其成功应用于NLMG算法,解决了初始探索圆半径和探索圆半径优化后候选卫星点集的确定这两个难点,确保NLMG算法无网格不一致性。并/串行数值试验(实现从网格生成到总刚度矩阵生成之间的无缝连接)均表明,该算法是快速及可靠的。

GNSS反射测量技术在水位变化探测中的应用

为进一步研究全球卫星导航系统(GNSS)反射测量技术(R)在不同水域环境中水位变化监测的精度,提出利用GNSS R技术对大坝、航道以及海域等3种水域环境进行水位变化探测反演。结果表明:在3种水域环境下,大坝水位反演精度最高,北斗卫星导航系统(BDS)和全球定位系统(GPS)的卫星信号反演水位变化量与实测水位变化量相关系数均达到0.99,并且在该环境下,BDS卫星信号反演水位变化量与实测水位变化量差值的均方根(RMS)值为0.09 m,GPS卫星信号反演得到的RMS为0.11 m;在航道环境中,反演精度最差,GPS卫星信号反演水位变化量与实测水位变化量相关系数达0.94,二者差值的RMS值为0.58 m;在海域环境中,GPS卫星信号反演水位变化量与实测水位变化量相关系数达0.96,二者差值的RMS值为0.16 m。

多源数据融合的森林火灾监控方法

针对林区人员巡视难度大、效率低的问题,提出了一种多源融合的火灾监控方法。首次引入烟尘颗粒浓度来识别可能发生火灾的异常区域,并结合人类活动和气象因子与森林火灾间的关联性来评估火险程度,进而筛选出高风险的区域。实验结果显示提出的方法能够在一定程度上过滤掉伪火点的区域,从而促进巡防人员集中有限力量快速处置火情隐患。