弱引力小天体的自主捕获与相对导航方法

远距离自主捕获与近距离高精度自主相对导航是小天体探测任务中的关键问题,并且目标尺寸越小,问题越突出。首先,针对数万千米到数千千米远距离范围内的星空背景暗弱目标难以识别的问题,提出综合利用运动学和亮度的全自主捕获和识别方法,可以实现距离大范围变化的快速准确捕获,具备了3万千米以远捕获10等星暗弱目标的能力;其次,针对数千到数十千米范围交会段视线测量可观性不足的问题,提出基于视线和轨迹机动一体化设计的相对导航方法,在考虑燃料消耗的前提下有效地提高了轨迹可观性,实现了交会段优于5%精度的相对位置导航;最后,针对近距离不规则小天体表面附近的相对导航问题,提出基于图像陆标和点云特征相结合的光学导航方法,可同时适应阳照区和阴影区的探测需求,并结合基于多源数据融合的弱引力小天体重力场反演方法,进一步提高近距相对导航的精度,近距采样相对位置优于1 m,相对速度优于1 cm/s。对所提出的方法进行了数学和物理的仿真验证。提出的方法有效解决了小天体探测中的高精度相对导航问题,也能适用于数十米量级直径大小和明暗快速交替变化的小天体着陆探测任务。

PMF+双门限Tong检测的北斗B1I信号捕获算法

针对传统Tong检测算法检测时间长、漏警概率大的问题,提出将PMF+双门限Tong检测算法应用于北斗B1I信号的捕获中。首先,将射频前端模块处理得到的中频信号下变频至基带,对基带信号进行降速等预处理;然后,利用部分匹配滤波(PMF)算法计算相关值,通过PMF算法将数据信号分成几个均等片段,对每一段信号都分别计算相关值,会出现三组具有同相位的相关结果;最后,利用双门限Tong检测算法对PMF算法计算得到的相关结果检测,达到捕获B1I信号的目的。仿真结果表明,利用该算法捕获北斗B1I信号,有效提高了捕获时的检测概率并缩短了检测时间,提高了捕获B1I信号的速度。

金湖凹陷基性岩捕获锆石年龄及其区域构造意义

郯庐断裂带的形成演化是中国东部中生代关键大地构造事件,该断裂带起源机制问题是了解华南与华北板块汇聚过程与方式的基本前提。本文利用郯庐断裂带东侧金湖凹陷内7个新生代基性岩样品394个点的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学数据,在分析岩浆活动时代基础上,利用捕获锆石年龄信息探讨了大别造山带的古生代演化及郯庐断裂带起源机制问题,为认识上述问题提供了一个全新的视角。研究表明,金湖凹陷的基性岩浆活动时代为古近纪早期(66.1~56.5 Ma),与围岩的沉积时代吻合;基性岩中的捕获锆石来自大别造山带,是印支期板块碰撞造山中楔入郯庐断裂带东侧华南板块的造山带物质,具有华南板块、北淮阳和华北板块的混杂岩石圈信息;捕获锆石中445 Ma(变质锆石)、290 Ma(岩浆锆石)及214 Ma(变质锆石)等峰值年龄信息指示古生代以来北淮阳构造带经历了与北秦岭构造带类似的弧—陆俯冲、碰撞历程,暗示秦岭造山带的二郎坪洋、商丹洋和勉略洋可延伸至大别造山带东端;年代学数据及构造分析支持郯庐断裂带起源于嵌入碰撞背景下的华南板片撕裂边界,其起源形式为陆—陆碰撞下的板块斜向汇聚边界。

基于ML估计的高动态GNSS信号快速捕获检测方法

针对高动态环境下GNSS因频域带宽增加导致捕获难度增大的问题,分析了接收端数字中频采样信号的传输特性及复基带信号经FFT模块处理后的相关峰的检测,提出了基于极大似然(ML)估计的高动态GNSS信号快速捕获检测方法。首先,根据随机信号的统计理论建立二元假设检验条件,构建了奈曼-皮尔逊准则下的GNSS信号捕获判决门限模型;其次,通过判决量的统计特性对等效高斯白噪声方差进行ML估计,根据其估计值计算捕获判决门限,其中通过虚警率的量化放大处理,解决了判决量样本值的增加带来的估计偏差问题;最后,对不同高动态条件下北斗B3I信号进行了捕获检测仿真实验。结果表明采用ML估计方法确定捕获判决门限从而提高高动态GNSS信号捕获的检测方法对高动态适应范围较宽,其频移捕获精度与SINS信息辅助捕获相当,比序贯检测算法提高约28%以上,相同条件下具有更快的平均捕获检测速度。

自适应双稳态浮子式波浪能发电装置在不规则波中的能量捕获性能研究

传统双稳态波能装置已被证实在规则波中可以通过添加“自适应”特性,来解决由阱内振荡引起的低能量吸收问题。本文以自适应双稳态浮子式波浪能发电装置为研究对象,探讨装置在不规则波中的能量捕获性能情况。通过四阶龙格库塔法数值求解装置的运动控制方程,探究在不同装置参数下,自适应双稳态浮子式波浪能发电装置和传统双稳态浮子式波浪能发电装置以及线性浮子式波浪能发电装置的能量捕获性能表现。结果表明,选取适当的装置参数可以使自适应双稳态浮子式波浪能发电装置显著提升能量捕获性能,而且与线性和常规双稳装置相比,更适应于实际海况中波浪能量捕获。

自由漂浮空间机器人捕获翻滚目标的力-位-型融合控制方法

翻滚目标捕获过程中,空间机器人的运动会对基座产生扰动、接触过程的冲击碰撞容易产生安全风险。因此,为了在捕获翻滚目标的同时抑制空间机械臂对基座的扰动和对目标的碰撞冲击,提出一种自由漂浮空间机器人力-位-型融合控制方法。首先将自由漂浮空间机器人的非完整冗余性、运动冗余性表征为型空间,构建由末端位姿、型状态组合的广义状态空间并建立系统的运动学和动力学模型;通过优化基座与机械臂的位-型及零空间运动,减小机械臂抓捕运动在基座产生的扰动;通过优化基座、机械臂与翻滚目标的相对位-型,减小碰撞冲击力在基座产生的姿态扰动。给定最优位-型及末端操作力,基于阻抗控制原理及零空间投影策略,实现多优先级力-位-型融合控制。最后,开展了空间机器人捕获翻滚目标的典型任务仿真,结果表明通过力-位-型融合优化与控制方法可以有效减小空间机器人捕获过程产生的基座扰动。

正交通道中码分干扰对载波捕获的影响分析及研究

在多功能数字基带的信号处理过程中,由于正交通道的码分干扰较大,传统的FFT算法无法进行载波捕获。文中从理论上分析了正交通道中扩频码对FFT算法的影响,并进行了仿真分析,最后提出双向搜索捕获算法和增加平方算法两种方法在消除码分干扰中的应用。双向搜索捕获算法在完成码捕获的同时能获得多普勒频率;增加平方算法能有效消除码分多址的影响,精确计算多普勒频率,简单实用。实验结果表明,两种消除码分干扰的算法各有优点,在实际工程应用中可根据需要选择使用。

共生种群的有限时间稳定性分析及最优捕获算法

针对共生种群在有限时间内的最优捕获问题,通过讨论共生种群的有限时间稳定性,并利用Pontryagin极大值原理及Hamilton函数方法,给出共生种群的最优捕获策略.首先,基于养殖过程的数据信息对共生生物生长过程建立非线性模型,并在保证生态环境平衡的条件下,深入分析共生生长过程和共生系统的有限时间稳定性,给出了严格的证明过程;其次,应用基于Lyapunov方法的Pontryagin极大值原理推导出一种最优采收方法,并得到了最优采收解的一般算法;最后,用仿真对比实验结果证明该算法的有效性.

稳定段曝气时间对高负荷接触稳定法碳捕获影响及微生物群落结构分析

为探究高负荷接触稳定法(HiCS)中稳定段曝气时间(ts)对废水碳捕获的影响,分析不同ts下HiCS系统的碳捕获率及污泥性质的差异,同时分析微生物群落结构差异。结果表明:当ts为1.0、2.0、3.0 h时,碳捕获率分别为43.0%、42.4%、39.2%,显著高于ts为0.5、4.0 h的20.3%和25.3%;污泥粒径较小且分布集中、微观结构粗糙多孔,有利于污泥和有机物接触絮凝。微生物群落结构分析表明,与接种污泥相比,ts为0.5 h的HiCS污泥中变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)的相对丰度由24.7%、25.8%上升至40.0%、30.8%。FAPROTAX功能预测结果显示,与碳循环代谢相关的微生物丰度最高,占比达到60%以上,其相对丰度受ts影响显著,在1.0~3.0 h时高于0.5、4.0 h时。

基于PMF-FFT的北斗B2a信号捕获算法研究

为了对北斗三号B2a信号进行快速且准确地捕获,提出了一种基于PMF-FFT的捕获算法。首先,通过建立数学模型,分析了PMF-FFT算法的特性;然后,对PMF分段长度、FFT运算点数、相关积分时间、非相干积分次数和判决门限等参数的选取进行了详细地分析;最后,利用Matlab工具对PMF-FFT捕获算法性能进行了仿真与分析,验证了算法的有效性,为算法的实现解决了首要问题。

可信赖云计算的通信防火墙攻击捕获系统设计

为提高通信防火墙攻击捕获的有效性,提出基于可信赖云计算的通信防火墙攻击捕获系统。系统硬件设计过滤器、内核防火墙和捕获器,过滤器执行数据分流过滤,内核防火墙执行iptables命令和ebtables命令完成信息匹配,捕获器对5种虚拟路径进行分析,完成信息捕获。可信赖云计算软件设计,构建不同数据包的概率密度函数,判读数据是否为攻击信息。实验结果表明,所设计系统能够保证计算密集型任务的执行成功率达到90%以上,降低计算过程的收敛程度。

基于多重长PCR靶向捕获测序技术的高同源SNP鉴定

为建立一种高同源区段的单核苷酸多态性(SNP)基因分型技术,通过构建本地Blast对SNP所在的200和400 bp区段进行同源性评估,并筛选出高同源区段的SNP。利用第一轮多重长PCR(polymerase chain reaction)捕获329个样本的9个高同源区段SNP所在的长片段,使用纯化后的第一轮PCR产物作为模板进行扩增子建库测序,检测样本共得2 928个SNP位点信息,测序成功率高达98.885 6%。利用Hardy-Weinberg(HWE)法则计算试验研究的9个高同源区段SNP位点的基因频率(p值均大于0.05,符合HWE法则),并与NCBI(national center for biotechnology information)中千人基因组数据库中获取的基因频率相比对,发现二者单碱基基因频率一致(误差限<0.15)。研究表明,利用多重长PCR靶向捕获技术结合二代测序技术为高同源区段的SNP分型提供一个准确、快速、大样本检测方案。

核桃壳生物炭制备及其碘捕获性能

将农业废弃物制备成生物炭用于碘捕获具有以废治废的生态功能.废弃核桃壳制备的生物炭具有丰富的孔隙结构和良好的热稳定性,孔径分布以微孔为主,介孔和大孔为辅.静态吸附实验表明,生物炭对气态碘捕获量可达2027mg/g.水溶液中碘捕获实验表明0.1g/L的生物炭在pH=5时对20mg/L和100mg/L的单质碘在90min内均达到97%以上的碘去除.0.4g/L的生物炭对环己烷中20mg/L的单质碘在90min内达到99%以上的碘去除,上述性能均优于同条件下商业核级活性炭的性能.机理研究表明核桃壳生物炭对碘的捕获机制主要为物理吸附作用,吸附后的碘通过电荷转移形成多碘离子.良好的孔结构是核桃壳生物炭具有高碘捕获性能的重要原因,微孔对于碘捕获具有主导作用,分级多孔有助于碘在生物炭结构内外的迁移传递.密度泛函理论(DFT)计算结果支持实验结论,对于单分子层吸附,碘分子更易吸附在与自身动力学大小相匹配的孔径内.

Cu_(50)Ni_(50)合金凝固过程中的空位捕获

通过分子动力学(molecular dynamics,MD)模拟,研究了Cu_(50)Ni_(50)合金在不同温度下凝固及其退火过程的空位捕获.结果发现:凝固过程中的空位捕获效应,即被捕获空位浓度的过饱和现象非常明显;随着凝固温度的降低,空位浓度显著上升,与平衡浓度随温度的变化规律正好相反;Cu_(50)Ni_(50)存在一个特征温度T∗,在T>T∗浅过冷温度下,凝固速度随着凝固温度的降低快速增加,在T<T∗深过冷温度下,凝固速度随着凝固温度的降低缓慢下降,表明空位浓度并不是界面生长速度的单值函数;作为合金元素,Cu比Ni更倾向于形成空位原子(vacancy atom,VA).

模型辅助抗体连续捕获过程表征和关键影响因素分析

针对双柱连续流层析CaptureSMB连续捕获过程,提出了模型辅助过程表征方法。首先,比较了传统实验设计方法(DoE)和模型辅助方法,对6个中高风险参数进行了表征。结果表明,传统DoE方法无法准确表征参数对过程性能的影响,而模型辅助方法可排除无效操作点且考察范围更广。其次,通过模型确定了连接上样流速、连接上样时间和断开上样流速的参数范围,预测了最大过程产率操作点,进一步通过蒙特卡罗模拟和评估操作点的稳健性,得到最优的过程产率操作点。实验结果表明,模型辅助方法准确可靠,节约了时间和材料成本,可为连续捕获过程表征与优化提供指导,促进连续制造的工业应用。

数字化如何影响中国制造业价值捕获——基于要素组合视角分析

本文基于2016版WIOT数据库,分析数字化对制造业价值捕获的影响及作用机制,从要素组合角度探寻人力资本与数字化匹配程度在数字化影响制造业价值捕获中发挥的调节作用。研究发现:(1)从整体上看,数字化可以促进制造业价值捕获;(2)从数字化来源看,国内数字化对制造业价值捕获的积极作用大于国外数字化;(3)分产业来看,数字化对低技术产业的价值捕获存在正向促进作用,对高技术产业的价值捕获影响不显著;(4)人力资本偏离数字化程度在数字化影响制造业价值捕获中发挥负向调节作用。根据上述结论,提出相应政策建议。

旋转磁岛对捕获快离子输运影响的研究

采用漂移动理学理论,研究了旋转磁岛与捕获快离子的反弹运动和进动频率(包括极向进动和螺旋进动)之间共振引起的快离子输运。求解捕获离子香蕉轨道回旋心动理学方程,获得了共振和非共振情况下的快离子分布函数。计算了磁漂移、电漂移和磁岛旋转产生的快离子输运通量。与极向角周期性相关的磁漂移和电漂移产生的输运在磁岛分界线附近存在强烈的流剪切,在磁岛靠近等离子体边界一侧输运向内;磁岛旋转诱发的输运则与磁漂移和电漂移产生的输运相反,在磁岛靠近等离子体边界一侧输运沿径向向外,并起主要作用。当磁岛宽度大于某一阈值岛宽时,捕获快离子输运增长缓慢,趋于饱和。

肝癌细胞株-乙型肝炎病毒DNA整合事件的高通量靶向捕获测序分析

目的 采用探针捕获和高通量测序技术研究HepG2.2.15与HepAD38 2个乙型肝炎病毒(hepatitis B virus, HBV)肝癌细胞系中病毒DNA在宿主基因组中的整合位点特征。方法 提取HepG2.2.15与HepAD38细胞基因组DNA,采用探针捕获和高通量测序策略对2个肝癌细胞株中整合的HBV DNA进行捕获测序,使用Trimmomatic、BBAP、BWA(Burrows-Wheeler Aligner)等生物信息学软件进行数据分析;最后通过聚合酶链反应(polymerase chain reaction, PCR)及克隆测序对病毒DNA整合特征进行验证。结果 利用探针捕获和高通量测序技术分别在HepG2.2.15与HepAD38细胞系中检测出12、7个HBV DNA整合事件,随机分布在chr1、chr2、chr7、chr9、chr16、chr17、chr19、chrX染色体上,整合位点上下游基因出现频率较高的有DPP7、TRIM56、GPC3等。结论 成功建立基于探针捕获和高通量测序技术检测HBV DNA在宿主基因组上的整合片段的方法,HepG2.2.15与HepAD38细胞系中HBV整合事件在染色体上随机发生,大部分整合位点发生在HBV基因组上的X基因区域。

基于捕获点理论的混合驱动水下刀锋腿机器人稳定性判据

由8个推进器和6条刀锋腿混合驱动的水下机器人可在水底或水下结构物表面上行走.所提方法旨在研究这类机器人运动稳定性的评判准则,即稳定性判据.现有的稳定性判据多集中于同一机构(腿)驱动的陆地机器人,未涉及混合驱动的水下刀锋腿机器人.针对该问题,提出了基于捕获点理论的混合驱动水下刀锋腿机器人稳定性判据.首先,在建立混合驱动水下滚动倒立摆模型的基础上,利用机器人运动状态预测摆动腿和支撑腿切换瞬间机器人的动能;然后,根据推进器所能提供的推力范围,计算迫使机器人静止的捕获点变化范围,即获取捕获域;最后,根据捕获域与支撑域的空间关系,判断机器人是否稳定,并计算机器人的稳定裕度.水下实验结果表明,所提出的稳定性判据具有较好的充要性和普适性.

栎属麻栎亚组与冬青栎组的质体捕获历史研究

栎属(Quercus)麻栎亚组(subsect.Campylolepides)包括麻栎(Q.acutissima)、栓皮栎(Q.variabilis)及小叶栎(Q.chenii)3个物种,是栎属土耳其栎组(section Cerris)的东亚分支,前人已经对麻栎亚组或组内物种的物种形成和谱系地理做过深入研究,也发现了土耳其栎组(section Cerris)曾与冬青栎组(section Ilex)发生过古基因渐渗并导致质体捕获,但目前麻栎亚组与冬青栎组质体的具体进化历史仍不清楚。该研究对15个冬青栎组的样品进行了基因组浅层测序,并整合先前发表的麻栎亚组及其近缘类群共计325个重测序数据,其中麻栎亚组3物种19居群276个体,利用这些数据进行质体基因组组装和分析。结果表明:(1)麻栎亚组3个物种间存在共享单倍型,但整个麻栎亚组的质体单倍型基本构成一个单系分支,嵌套在华中至四川凉山州一带冬青栎组物种组成的分支中。(2)麻栎亚组物种中一个来自辽东半岛的孑遗麻栎单倍型与冬青栎组物种万山栎(Q.pseudosetulosa)聚为一个进化枝。(3)两次质体捕获事件均发生在中新世中期,在此之后麻栎亚组与冬青栎组未发生过质体捕获,推测麻栎亚组跟冬青栎组物种目前已经形成近乎完全的生殖隔离。该研究表明冬青栎组和麻栎亚组在质体基因组的演化历史中经历了古老的质体捕获事件,并最终逐步形成了相对独立的演化路径。