空间目标红外地基探测的信噪比分析

建立了天空背景辐射、大气传输和地基探测系统的仿真模型,并基于已有的低轨道卫星红外辐射特性的模型,整合了一套研究空间目标红外探测的方案。利用该方案计算了探测器对卫星探测的信噪比,分析了卫星在不同过境时间的红外地基探测的效果。通过比较不同红外波段的探测信噪特性,探究了在不同情况下如何选择最佳的观测波段。研究结果显示,当目标处于日照区而观测点在阴影区时,近红外波段的探测信噪比很高,当目标进入阴影区后该波段无探测信号。不论卫星是在日照区还是阴影区,远红外波段始终可进行探测,但是当卫星表面温度较低或者距离较远时,信噪比较低。另外,由于卫星电池板的对日定向特性,探测器接收到的红外辐射信号会随着太阳高度角的变化而出现不同的特性。

云微物理参数的地基探测反演研究综述

云相态、云滴谱分布和云液态水含量作为重要的云微物理参数,对气候变化、天气变化、人工影响天气和飞行安全等很多方面都有着重要的影响。云微物理参数的研究已是国际气象学研究领域中的热点之一,而在国内这方面的研究较少。简要论述了地基方法在云微物理学研究的优越性,扼要总结了国内外地基探测技术的发展现状,重点概括了云相态、云滴谱和云液态水3个参数的地基反演算法,并予以评价,展望了未来发展趋势,为国内云微物理研究提供了参考与借鉴。

地基探测与NCEP GFS模式预报云量在ARM SGP站点对比

使用大气辐射测量实验(Atmospheric Radiation Measurements:ARM)在美国南部大平原站点(Southern Great Plains:SGP)长时间序列(2001 2010年)的地基主动遥感云(Active Remote Sensing of Clouds:ARSCL)和美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction:NCEP)全球预报系统(Global Forecast System:GFS)模式预报资料,对比分析了两者云量在不同时间尺度内(年际、月份和季节)的差异。结果表明,GFS模式预报总云量为83.8%,略高于地基观测结果(78.1%);两者总云量差异在秋季最大(8.8%),春季最小(2.2%)。在低垂直高度分辨率(≥3 km)时,地基探测低云、中云和高云的云量分别为46.1%、43.5%和61.2%;模式预报三类云的云量均要高于地基探测的云量,差异分别为9.6%、17.2%和9.1%。但是,在高垂直分辨率(250 m)时,地基探测云量在大多数高度层上要高于模式预报结果。这应该是两种资料廓线中有云出现的高度层数目存在差异引起的。地基观测和GFS模式预报同时表明,SGP站点上空云量垂直廓线呈现双峰结构,在边界层附近(1 km)和上对流层区域(8-12 km)云量较大,2-3 km高度范围内云量较小。在春夏秋冬四个季节内,两种资料在低层边界层附近的最大云量偏差分别为9.5%、8.8%、7.8%和11.2%。

近地小行星地基雷达探测研究现状

地基雷达探测是研究太阳系中小行星的重要方法。雷达探测主要有两种方式:(1)连续波探测,可得到小行星表面的粗糙度等参数;(2)延迟多普勒探测,用于反演小行星的三维形状模型并确定自转轴状态。与其他探测方法相比,雷达观测具有分辨率高等优势。简要介绍了地基雷达探测的原理和方式,以及通过雷达成像建立小行星形状模型的方法。同时举例说明了雷达探测小行星的成果,并对包括雷达在内的多种探测方法进行了比较。

空间目标地基观测红外辐射特性研究

构建空间目标辐射特性对于发展空间态势感知技术具有重要意义。本文针对空间目标红外辐射特性,基于有限元方法,采用非结构四面体网格研制了仿真程序,通过矢量坐标变换,计算得到了目标各表面受到的轨道外热流,并结合表面材料和双向反射分布函数(BRDF)对目标各表面温度和红外辐射特性进行了仿真,并与文献结果进行了对比。进而考虑大气衰减和背景辐射的影响,对地基探测条件下升轨和降轨弧段的目标光谱辐射强度进行了分析。结果显示:对于三轴稳定太阳同步轨道沿飞行方向固定式帆板卫星,各表面在阳照区和地影区内温度变化范围较小;使用8~14μm长波波段对目标进行观测的效果比3~5μm中波波段好;辐射强度最大值在770 W/sr左右;地基红外光谱探测受大气影响较大,需要对探测波段进行优选。

地质雷达探测技术在地基空洞探测中的应用

地质勘查在工程建设中发挥着重要作用,而地基中存在的空洞可引起地基沉降、塌陷,进而引起墙体出现裂缝,不仅影响到建筑物的正常使用功能,严重的可危及住户的生命财产安全。在前期地基勘察中,地质雷达探测技术逐渐得到了应用。文章结合实例对地质雷达探测技术在地基空洞探测中的应用问题进行分析。

基于不同地基红外视距模型的低特征飞行器可探测性分析

多模式探测成为目标探测识别领域重点发展的技术手段之一,其中视距模型的优选成为指导探测器件设计的重要依据。本文以飞翼布局的低特征飞行器为研究对象,采用计算流体动力学(CFD)方法结合辐射平衡壁面模型预测本体温度,结合MODTRAN大气红外衰减数据库,采用视在光线(LOS)法计算考虑壁面遮挡效应的辐射传输,建立基于噪声等效辐照度(NEFD)、最小可探测温差(MDTD)和最小可分辨温差(MRTD)的地基探测视距模型,计算探测系统对低特征飞行器的最大探测距离和最大探测天顶角。结果表明:低特征飞行器在典型飞行工况下的光谱辐射强度在长波波段(8~12μm)较中波波段(3~5μm)辐射积分强度高出2个数量级;NEFD视距模型在长波波段的探测距离高出中波波段近1个数量级,MDTD和MRTD视距模型在中长波波段探测距离基本一致;三种视距模型在长波波段对应的探测能力依次为NEFD>MDTD>MRTD;在中波条件下MDTD视距模型的探测距离最大,对飞行器底部的探测距离约为57km;MRTD视距模型在观察等级为辨认时无法辨别飞行器具体类型。该研究可为低特征飞行器的探测识别以及探测器的设计提供理论支撑。

探地雷达在马来西亚某石灰岩工地探测实例

石灰岩地区地质条件比较复杂,进行建筑施工之前了解清楚石灰岩的起伏及岩溶破碎带的分布情况对分析地基的稳定性非常重要。马来西亚某石灰岩工地探地雷达探测实例显示,探测解释结果同钻孔验证结果基本吻合,说明利用探地雷达可以获得关于地基的地质信息,可为建筑设计和施工提供参考依据。

地基空间目标红外视景仿真

建立空间目标的几何模型,分析目标的热平衡,利用有限元的方法计算目标的热分布以及辐射强度。利用STK(卫星工具包)导出某在轨卫星的轨道数据,计算大气对红外辐射的衰减,在地基红外探测系统的平台仿真,卫星的红外视景图像。

地基多站低轨卫星可见光特性建模与影响因素

根据复杂目标光散射、阳光与大气光辐射与传输以及结合卫星几何建模、卫星表面粗糙面光散射以及卫星运行轨道和姿态确定,研究在阳光、地球-大气系统下地面观测低轨卫星空间可见光散射特性.并在此基础上讨论了目标可观测条件及影响因素.此关键技术应用于目标探测跟踪、识别和对抗.

磁测井法在既有建(构)筑物桩长探测中的应用

在改造或加固既有建(构)筑物中,地基基础探测技术得到了广泛应用,而在探测之前需要先查明原有基础的详细情况,桩长的探测就是其中的一个重要任务。磁测井法可以很好地探明既有建(构)筑物基础中的桩长,为改造或加固基础的设计提供依据。文章围绕磁测井法在既有建(构)筑物桩长探测中的应用进行研究,首先介绍磁测井装置及应用条件,然后结合具体的工程实例,对该技术的工作原理、应用方法及应用效果进行分析,以供参考。

基于风云四号闪电成像仪的高原闪电探测分析

闪电是引起输电线路跳闸的重要原因之一,准确的探测及预测闪电发生区域对于保障电网安全稳定运行具有重要意义。本文利用风云四号闪电成像仪(LMI)数据对云南高原地区闪电探测效果进行评估,可以得出,云顶亮温与雷电发生区域存在着相关性,并通过统计得出LMI数据探测的闪电总数为地基闪电探测的30%左右。

利用Rayleigh波反演浅土层的剪切波速度结构

根据均匀半空间Rayleigh波相速度与介质剪切波速度之间的关系，对某一频率面波的影响深度内各层介质进行"均匀"化，使其等效于均匀半空间．并利用模型进行正演，以确定在这种均匀化的前提下，面波勘探深度与波长的关系．应用相匹配滤波技术从实测面波信号中分离出基阶Rayleigh波信号，对它进行多重滤波和叠加处理，精确地计算出5．0-30．0Hz之间的基阶面波相、群速度频散．使用"均匀"化的方法，从相速度频散曲线中获得反演的初始模型，利用群速度频散反演得到35m以上各土层的剪切波速度结构．结果表明。

弹道导弹防御系统体系架构设想和仿真分析

针对弹道导弹防御系统体系架构进行研究,从军事需求角度分析周边国家和地区弹道导弹对我国安全构成的可能威胁及美军弹道导弹防御技术发展趋势,提出适合我国的弹道导弹防御系统发展的系统架构设想。针对现实威胁,通过仿真分析了末段两层拦截的区域弹道导弹防御系统的方案,提出适合我国国情的发展途径。

光度曲线反演空间目标形状的发展现状

光度曲线反演空间目标形状和姿态等参数为空间目标监视与识别提供了新的技术途径。首先分析了基于光度曲线反演空间目标信息的必要性,之后通过关注和跟踪国内外最新发展情况,全面总结了目前进行形状反演的3种主流方法的研究现状及优缺点,对3种反演方法进行了比较分析,指出基于非线性滤波技术的形状反演方法是未来的主要发展方向,并分析了3种非线性滤波技术的优缺点。最后针对反演存在的问题,指出了基于改进的实时性更好的粒子滤波算法,融合多种传感器信息反演几何形状和表面材料更为复杂的空间目标是下一步研究发展的主要方向。

隋唐长安城通化门遗址考

隋唐长安城通化门,是隋唐西京通往东都洛阳和中原的主要城门。公元9世纪朱温毁唐长安城之后,通化门遗址尚存至20世纪50年代。陕西省文物管理委员会曾对唐长安城的外郭城、兴庆宫、大明宫、曲江池和芙蓉园做了实地探测。但关于通化门遗址位置的探测,认为在今西安市长乐西路北侧陕西省电力建设总公司(原火电公司东南角)。根据历史文献记载和隋唐长安城有关考古发现,论证隋唐长安城通化门遗址应在今长乐西路南100米,东距金花北路180米处。

基于亮度先验的星图杂散光噪声去除方法

针对地基可见光观测图像中存在的杂散光干扰问题,提出了一种基于星图亮度先验的杂散光噪声去除方法。首先,通过分析杂散光形成的原因及其在星图中的空间分布特征,建立星图在杂散光干扰下的退化模型;然后利用星图的亮度先验,估计大气的深度信息并去除分布不均的杂散光噪声;最后,在地基光学望远镜拍摄的实际星图上进行验证。与现有的算法相比,对于受不同程度杂散光干扰的目标,该方法在背景抑制和目标信杂比提升上均获得了更好的实验效果。其中,针对序列星图中信杂比为2.05以上的空间目标,处理后能够获得7.39以上的信杂比增益和1.92以上的背景抑制因子。

空间目标红外仿真

本文通过建立空间目标的几何模型,分析了目标的热平衡,计算了目标的热分布以及辐射强度。利用卫星工具包(STK)导出了某在轨卫星的轨道数据,计算了大气对红外辐射的衰减,并仿真了在地基红外探测系统的平台下卫星的红外视景图像。

地基光电探测中曝光时间影响分析

地基光电探测系统是获取空间目标信号的重要探测手段,而曝光时间是影响其探测性能的主要参数。以空间目标的光学特性为基础,计算出系统的极限探测距离、最小可探测尺寸和极限探测星等,分析了其与曝光时间等影响因素的定量关系。结合空间目标的像移模型,得到动态条件下,系统探测能力随曝光时间的变化关系,并进行仿真研究。研究结果表明:目标相对静止时,系统探测能力随曝光时间延长而增加,变化趋势趋于平缓;目标相对运动时,系统探测能力随曝光时间延长先增加后减小,并存在一个最优曝光时间,且与目标相对角速度有关。仿真结果可为地基光电探测系统曝光时间的设定提供一定的优化可行性。

空天目标探测预警技术分析

分析了传统的地基、空基和天基探测预警技术,并对已经引起广泛关注的临近空间飞行器预警技术进行介绍,特别对4种预警探测技术的性能指标做了定性比较。