国际星基增强系统发展现状及趋势

为推动GNSS在高生命安全领域的应用,出现了以星基增强系统(Satellite-Based Augmentation System,SBAS)为代表的增强手段,全面提升了GNSS服务的精度、完好性、连续性和可用性.美国、日本等国家及欧洲均已启动了SBAS性能提升工作,从单频增强系统向双频增强系统进行过渡,以期进一步提升星基增强服务能力.本文对国际SBAS的组成、服务性能、进展情况和后续发展规划进行了总结,并重点介绍了我国北斗星基增强系统(BeiDou Satellite-Based Augmentation System,BDSBAS)的系统架构、服务能力、应用验证评估工作和国际化推进情况.随着国际民用航空组织(International Civil Aviation Organization,ICAO)最新版国际民用航空公约附件10的生效,BDSBAS已成为国际认可的星基增强服务系统.后续,为了推动BDSBAS在高生命安全领域的应用,需要尽快完成民航应用验证评估工作,使得BDSBAS跻身正式服务行列.

基于极值理论的地基增强系统完好性评估方法

针对地基增强系统(Ground Based Augmentation System,GBAS)完好性风险事件的极端性而导致的无法通过风险事件发生频率评估系统性能的问题,提出一种基于极值理论的GBAS完好性评估方法。根据机载端(位置域)输出的位置误差和保护级计算安全系数,并利用区间极大值模型对安全系数进行建模描述以获得其分布模型;利用极大似然法估计安全系数模型参数,进而利用模型外推法计算GBAS完好性风险值。给出GBAS完好性评估流程,并利用GBAS系统进行了验证实验。研究结果表明:对于C类GBAS进近服务而言,基于全球定位系统(Global Position System,GPS)增强GBAS和基于北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System,BDS)增强GBAS可用性均大于99.9999%;对于F类GBAS进近服务而言,BDS GBAS可用性能要优于GPS GBAS;根据7 d观测数据外推得到的GPS GBAS垂直和侧向完好性风险值分别为4.557×10^(-8)/进近和5.152×10^(-8)/进近,BDS GBAS垂直和侧向完好性风险值分别为1.612×10^(-7)/进近和1.823×10^(-7)/进近,满足航空器终端区I类进近与着陆导航性能需求。

核磁共振成像增强扫描患者在检查期间接受全方位系统护理干预的效果评价

目的:探讨核磁共振成像增强扫描患者在检查期间接受全方位系统护理的干预效果。方法:选取2023年1月—2024年1月收治的197例核磁共振成像增强扫描患者,以随机数字表法分为A组(98例)和B组(99例)。A组采用常规检查护理,B组采用常规检查护理+全方位系统护理干预。比较两组各项指标。结果:干预后两组焦虑自评量表(SAS)、抑郁自评量表(SDS)评分均低于干预前,且B组低于A组,差异有统计学意义(P<0.05);干预后B组各项安全质量评分、护理满意度高于A组,差异有统计学意义(P<0.05);B组不良事件发生率低于A组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:核磁共振成像增强扫描患者在检查期间接受全方位系统护理干预,可有效改善其心理状态,提高安全质量和护理满意度,减少不良事件的发生。

基于增强现实技术的高校工科专业实践仿真教学系统设计

为满足高校工科学生的实践教学需求,设计基于增强现实技术的仿真教学系统,通过高性能硬件和增强现实(Augmented Reality,AR)技术实现互动式实验操作模拟、虚拟物体渲染与交互。实验表明,该系统能为学生带来更丰富、直观的虚拟学习体验,提升其学习兴趣和效果。

星基增强系统单频服务性能评估方法

针对星基增强系统(SBAS)用户差分距离误差(UDRE)完好性参数评估时双频无电离层组合放大观测噪声的问题,提出伪距域完好性评估方法,该方法反映了SBAS电离层改正数和星历时钟改正数的综合影响。利用240天共100个国际全球导航卫星系统(GNSS)服务组织(IGS)测站的数据对美国广域增强系统(WAAS)和欧洲地球静止轨道导航重叠服务(EGNOS)的性能进行评估。结果表明:WAAS和EGNOS格网电离层垂直误差(GIVE)参数的完好性分别为99.96%和99.91%,电离层延迟改正精度达到0.56 m。WAAS和EGNOS伪距域完好性优于99.999%,经改正后的GPS用户测距误差(URE)精度达到0.34 m。WAAS 95%的水平和垂直定位误差为1.19 m和1.72 m,EGNOS的则为1.18 m和1.68 m。评估时段内均未发生完好性风险事件,验证了测地型接收机用于SBAS服务性能评估的可行性。WAAS在一类垂直引导进近(APV-I)阶段的定位精度平均可用性为99.9%,二类垂直引导进近(APV-II)阶段在服务中心区域的定位精度可用性为80%~95%;EGNOS APV-I阶段平均定位精度可用性为99.9%,APV-II阶段平均定位精度可用性为94.2%,可用性较高,主要是由于EGNOS评估测站多处于服务区中心。SBAS定位精度可用性在服务区边缘部分下降较明显。

基于热流固耦合的单井增强地热系统数值模拟

为提高深井换热器的取热效率,借鉴干热岩的开发思路,本文提出了一种单井增强地热系统。对单井套管底部岩体进行小范围压裂改造,将单井套管由封闭式系统改为开式系统来提高单井系统的取热性能。建立了热-流-固耦合的三维非稳态数值模型,研究了单井增强地热系统的系统性能表现和各关键参数的影响。结果表明:与传统深井换热器相比,单井增强地热系统的取热性能有较大提升,相同注入工况下,生产温度和取热功率分别提高了62.21℃和2 612.99 kW;从地热工程周期和优化角度出发,单井增强地热系统流量控制在10 kg/s较为适宜,过小的单井增强地热系统流量导致取热效率较低,过大使得系统运行寿命较短;增大井筒封隔间距、减小内管导热系数是提高系统取热性能的有效方法。本文研究可为单井增强地热系统的理论分析和实际应用提供参考。

基于博弈竞价的区域综合能源系统运营弹性增强策略

能源系统故障可能导致巨大的经济损失,因此,提升能源系统的运营弹性具有重要意义.为了提高区域综合能源系统在市场机制下的弹性,本文提出了一种基于博弈的能源竞标策略.首先,建立了区域综合能源系统模型,其中包括能源控制中心、能源枢纽、储能系统和用户聚合商.为了在市场环境下通过价格引导弹性增强,构建了基于Stackelberg博弈的能源竞标框架,通过调整能源零售价格和需求响应激励价格等策略,以减小能源缺口并降低价格波动.考虑到参与者间的隐私保护,设计了双层迭代定价算法.最后,通过仿真算例说明了所提策略在保证供需平衡的同时有效抑制价格波动,从而降低经济损失.

表达增强型绿色荧光蛋白的C型禽偏肺病毒反向遗传系统的构建及优化

【目的】禽偏肺病毒(Avian metapneumovrus,aMPV)是副黏病毒科偏肺病毒属成员,其所造成的鸡肿头症和产蛋率下降对养殖业造成严重危害。为更好地预防aMPV并研究其发病机制,本研究将增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein,EGFP)插入C型aMPV(aMPV/C)基因组中,构建表达EGFP的重组aMPV,并使用不同的载体及启动子构建aMPV迷你基因组,来优化aMPV反向遗传操作系统(reverse genetic system,RGS)的构建。【方法】将EGFP插入pBluescript-aMPV RGS的P和M蛋白之间非编码区并进行拯救,观察绿色荧光蛋白的表达情况,同时测定重组病毒滴度及遗传稳定性。为优化RGS的构建,采用含有T7启动子的pBluescript SK(+)和含有T7、CMV启动子的pcDNA3.1两种载体构建aMPV迷你基因组。首先将aMPV/C基因组两端的先导区(leader)和尾随区(trailer)与EGFP的cDNA进行PCR扩增,并切胶回收;其次将各胶回收片段按照leader-EGFP-trailer的顺序进行无缝克隆连接,并测序验证;最后将连接完整的迷你基因组反向插入两个载体中,构建aMPV/C的迷你基因组(pBR-aMPV/C和pc-aMPV/C)。在拯救迷你基因组的试验中,将两个aMPV/C迷你基因组与3个表达N、P和L蛋白的质粒共转染到BHK-21细胞中,观察绿色荧光蛋白的表达情况。【结果】拯救的aMPV-EGFP重组病毒测序结果显示,EGFP已成功插入aMPV基因组中,并在前3代aMPV-EGFP重组病毒中稳定表达。aMPV-EGFP重组病毒滴度在感染96 h后达到105.5 TCID 50/mL。而pBR-aMPV/C和pc-aMPV/C两个重组质粒的测序结果也证明了含有EGFP的aMPV迷你基因组构建完成。将3个重组质粒分别与辅助质粒共转染至BHK-21细胞中,转染24 h后观察到细胞中绿色荧光蛋白表达,证明aMPV-EGFP重组病毒及pBR-aMPV/C和pc-aMPV/C两个aMPV迷你基因均都成功表达了EGFP。【结论】本研究成功构建了两个aMPV迷你基因组并拯救了aMPV-EGFP重组病毒,重组病毒具有良好的遗传稳定性。而CMV和T7作为aMPV/C RGS中的启动子时,二者的拯救效率相同。pBluescript SK(+)和pcDNA3.1均可用于aMPV/C RGS的构建,本研究为aMPV/C RGS的构建提供了多种方法。

基于增强型Benders分解的区域综合能源系统联合规划

随着能源交易的逐步市场化,区域综合能源系统(RIES)内部将形成综合能源服务商(IESP)和用户聚合商(UA)等多类经济实体,如何在保护隐私的情况下协调各方参与联合规划,制定全局最优的规划方案成为RIES规划面临的新挑战.首先,明确电-气-热耦合RIES的结构,并从IESP、UA和电-气-热网络3个方面构建数学模型.其次,以经济性最优为目标提出考虑IESP和多个UA的RIES联合规划模型.再次,出于对各实体隐私保护的考虑,采用基于增强型Benders算法的分布式求解方法,以适应含非凸子问题的联合规划问题.最后,通过对比4组算例分析联合规划方案在经济性和能源利用效率方面的优势,同时验证了所提分布式算法良好的收敛性.

虚拟与增强现实对孤独症谱系障碍儿童青少年认知、情绪和适应性行为干预效果的系统综述

目的 系统分析虚拟现实技术(VR)与增强现实技术(AR)对孤独症谱系障碍(ASD)儿童认知、情绪以及适应性行为的干预效果。方法 采用主题词检索法对PubMed、Cochrane Library、Embase、Web of Science、中国知网、维普、万方数据库进行检索,检索时限为2008年1月至2024年8月,选择主题为VR或AR干预ASD儿童青少年认知、情绪及适应性行为的随机对照试验(RCT),进行系统综述。结果 最终纳入9项RCT,来自中国、意大利、西班牙、伊朗、英国5个国家,涉及384例参与者,发表时间在2016年至2024年。研究对象年龄2~15岁。干预技术包括VR沉浸式头盔、Xbox 360 Kinect游戏控制台、CAVE式沉浸式虚拟环境、AR。干预内容为基于VR与AR的日常生活场景体验,认知、社交情景训练,情绪识别任务等。结局指标包括高水平认知功能、情感功能、注意力、记忆力、基本人际交往、适应性行为。干预频率通常为每次15~60 min,每周1~3次,共3~24周。基于VR的训练提高整体认知、情绪识别准确率、情绪控制与表达、基本人际交往和适应性行为;AR训练提高执行功能、空间定位能力、完成任务的专注度和记忆力。结论 VR与AR有助于提高ASD儿童青少年的整体认知功能、情感功能、注意力、记忆力,改善基本人际交往和适应性行为。

基于语音增强的改进型英语课堂交互系统的研究

针对复杂噪声环境下英语课堂交互系统语音识别性能下降的问题,文章提出将双路Transformer语音增强网络作为降噪模块引入该系统,通过对噪声环境下的英语语音数据进行降噪增强,提升英语交互系统的语音识别准确性。搭建实验环境对改进的方式进行验证,实验结果表明,改进后的方式能够有效提升复杂噪声环境下英语课堂交互系统的语音识别准确性。

星基增强系统码噪声和多路径误差处理方法研究

星基增强系统(Satellite-Based Augmentation System,SBAS)利用伪距测量校正值实现对导航卫星的差分完好性增强,码噪声和多路径误差处理精度是影响系统服务性能和用户定位精度的重要因素.本文详细介绍了三种不同的原始伪距码噪声和多路径误差处理方法,包括单频平滑方法、码噪声和多路径改正方法(code noise and multipath correction,CNMC)以及广域增强系统(Wide Area Augmentation System,WAAS)使用的码噪声多路径方法(code noise multipath,CNMP),并通过正式运行的SBAS数据,验证了不同的码噪声和多路径误差方法对于用户定位精度的影响.结果表明:CNMP能够有效消除SBAS服务性能评估中的原始伪距码噪声和多路径误差影响,相较于CNMC方法,全球参考系统(wide-area reference station,WRS)站点95%水平定位精度提升0.2 m,95%垂直定位精度提升0.47 m.

面向嵌入式系统多通道回声消除语音增强方法

语音增强在当代社会成为了一种语音前端处理技术,为了满足通信交流日益增长的需求,为了发掘效果更优、复杂度更低的语音增强系统,设计了一种面向嵌入式系统多通道回声消除语音增强方法,该方法结合了UNet网络结构和通道注意力机制,提出了两种回声消除算法模型:MP-UNet模型和轻量化版MP-UNetS模型,在两种模型中可以同时处理语音的幅值和相位,并输出消除回声和抑制噪声的语音。实验验证了所提方法中在性能上的优越性,在资源受限的嵌入式平台开发环境下对语音增强系统具有较大的意义。

基于检索增强生成的智能问答系统关键技术研究

大语言模型(LLM)能高效理解和处理复杂语义问题,在智能对话系统中得到广泛应用。然而,在结果生成的准确性和时效性上,LLM仍受到限制。检索增强生成(RAG)通过检索海量文档、网站或数据库等电子资源,将获取的信息融入LLM生成文本中,为智能对话系统处理复杂问题时提供更准确、更深入的答案,可有效提高对话系统的准确性和时效性。文章通过概述智能问答系统发展源流、RAG深度学习核心原理,深入研究该系统构建过程(数据索引、文档检索、文本生成)及其中涉及的关键技术(语义表示、大语言模型研究、提示工程),以期为智能问答系统的进一步开发与应用提供参考。

基于增强现实的经皮角度定位系统对肝穿刺的精准度

目的评价基于增强现实的经皮角度定位系统在提高肝脏穿刺精准度的应用价值。方法在比格犬肝内置入显影环作为穿刺靶点,由有5年以上穿刺经验的熟练医师及穿刺经验不足的初学医师分别采用基于增强现实的经皮角度定位系统(导航)和不使用该系统仅CT引导下(非导航)对预设穿刺靶点进行穿刺获得相应穿刺数据组:非导航熟练组(A组)、非导航不熟练组(B组)、导航熟练组(C组)、导航不熟练组(D组)。对比A组与B组间、C组与D组间,A组与C组间、B组与D组间CT扫描次数、调针次数、手术时间、误差距离等评价指标的差异。结果A组与B组、A组与C组及B组与D组间比较,扫描次数、调针次数、手术时间、误差距离差异均有统计学意义(均P<0.05);而C组与D组间比较,扫描次数、调针次数、手术时间、误差距离得分情况及总分差异均无统计学意义(均P>0.05)。结论经皮穿刺角度定位器能减少穿刺的CT扫描次数、调针次数并节约手术时间、提高穿刺精度,为由该系统引导的穿刺技术在基层医院的推广提供依据。

基于比色法和表面增强拉曼光谱双传感系统检测水中的芘

设计了一种基于AgNPs-AuNPs的核-卫星纳米结构检测水样中多环芳烃芘的比色和SERS双通道传感系统。首先将单巯基β-环糊精修饰到纳米金颗粒和纳米银颗粒的表面。受益于氧化态的四甲基联苯胺的触发,当体系中存在多环芳烃芘时,纳米颗粒会自组装形成AgNPs-pyrene-AuNPs的核-卫星结构。芘分子在其中充当分子桥的作用,拉近纳米粒子距离,使得纳米粒子发生一定的聚集。所以芘分子的个数直接影响AgNPs-pyrene-AuNPs的核-卫星结构数量,使溶液颜色发生变化,能够通过目测法建立溶液颜色与芘浓度的关系;组装形成的的核-卫星结构具有非常丰富的“热点”而表现出较强的表面增强拉曼光谱(SERS)活性,可通过SERS方法实现芘分子的高灵敏高特异检测。此结构可通过比色法和SERS方法实现水中芘的高灵敏高特异性检测。该方法可以在25 min内快速完成微量芘的检测,比色法对芘的检出限为3.4μmol·L^(-1), SERS法的检出限为0.42μmol·L^(-1)。根据上述原理,基于AgNPs-PAHs-AuNPs核-卫星结构的SERS传感器可用来检测水样中的多种多环芳烃。这一双通道传感系统提供了一种检测水样中多环芳烃芘的新方法,并为开发多路复用的传感系统提供了新的思路。

系统性硬化症无症状心肌纤维化的延迟增强MRI指标与血清HA、AngⅡ、NT-proBNP的相关性分析

目的探讨系统性硬化症无症状心肌纤维化的延迟增强MRI指标与血清透明质酸(HA)、血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)、血浆N末端B型脑钠肽前体(NT-proBNP)的相关性。方法选取2017年1月至2022年7月72例系统性硬化症无症状心肌纤维化患者为观察组,同期选取50例单纯系统性硬化症患者为对照组。所有患者均进行心肌延迟增强(LGE)扫描,并检测血清HA、AngⅡ、NT-proBNP水平。对LGE检查的心肌节段进行定性(LGE阴性,LGE阳性)和定量分析(LGE积分)。比较两组患者血清HA、AngⅡ、NT-proBNP水平,并分析LGE积分与血清HA、AngⅡ、NT-proBNP的相关性。结果观察组患者血清HA[(187.15±43.25)VS.(117.36±38.81)]、AngⅡ[(4357.71±977.31)VS.(3616.59±705.42)]、NT-proBNP[(174.51±46.37)VS.(136.55±40.06)]水平均高于对照组(P<0.05)。观察组LGE阳性节段检出数和LGE积分均高于对照组(P<0.05)。LGE阳性节段≥6个患者血清HA、AngⅡ、NT-proBNP水平高于LGE阳性节段<6个患者和LGE阴性患者(P<0.05)。Pearson相关分析结果显示,LGE积分与HA(r=0.456,P<0.001)、AngⅡ(r=0.384,P=0.001)、NT-proBNP(r=0.299,P=0.011)均呈正相关性。ROC曲线分析结果显示,HA(AUC=0.760,95%CI:0.658~0.861)、AngⅡ(AUC=0.773,95%CI:0.684~0.862)、NT-proBNP(AUC=0.834,95%CI:0.755~0.913)对系统性硬化症无症状心肌纤维化均有较高诊断价值(P<0.001)。结论系统性硬化症患者血清HA、AngⅡ、NT-proBNP升高可能与心肌纤维化有关,可作为评估心肌纤维化程度的有效指标。

北斗星基和地基增强系统在宜涪高铁中的应用

针对山区铁路定位难题,基于宜昌至涪陵高铁项目,探讨北斗卫星导航系统中地基增强和星基增强技术的应用效果。首先,介绍山区铁路定位困难的原因,分析卫星定位在铁路安全运行和线路管理中的重要性;然后,详细描述基于地基增强系统和星基增强系统的空间定位精度测试方法。测试结果显示,基于北斗地基增强定位系统精度表现优异,内符合中误差<1 cm,外符合中误差≤2 cm;而基于北斗星基增强系统定位平均收敛时间在3 min以内,内符合中误差≤2 cm,外符合中误差<3 cm。研究结果表明,宜涪高铁星/地基增强联合定位能够满足铁路勘测的要求,在山区铁路的实际应用中具有广阔的发展前景。

增强现实视频系统方案设计与实验系统搭建

增强现实(AR)技术现已普遍应用于广播电视机构的内容制作环节,但在终端通过AR视频系统呈现的视听方式还在进一步探索实验中。本文首先简述了AR视频的关键技术,随后面向广播电视端到端链路开展了应用场景设计,并综合分析了各场景所需的技术能力要素,研究提出了AR视频端到端系统方案,最后选取了天气播报的具体场景搭建了原型实验系统开展实验。

基于声音信号的中波广播应急系统快速增强技术

声音信号作为信息传递的基本媒介,通过其独特的物理特性实现信息的有效传递,已广泛应用于中波广播。然而,受限于技术和环境因素,中波广播在应急响应中常常面临信号衰减和干扰等问题。为提高应急广播的响应速度和信号质量,研究中波广播应急系统快速增强技术显得尤为关键。基于此,提出基于声音信号的中波广播应急系统快速增强技术,探讨在实际应急响应中如何应用该技术提升系统的性能和响应速度。