基于无人机/无人艇的最优动态覆盖观测技术

针对无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)/无人艇(unmanned surface vehicle,USV)对海面区域的最优动态覆盖观测问题,提出了一种以最大化观测收益为指标的航路优化方法。采用区域分解、子区域分配、航路规划相结合的分层求解思路:首先,根据信息密度等先验知识,采取基于高斯混合模型(Gaussian mixture model,GMM)的区域特征提取理论,从任务区域中提取出若干个子区域;然后,将子区域进行排序与分配,从而将复杂的协同优化问题转化为多个简单的单UAV或USV航路规划问题;最后,各UAV或USV在分配的子区域内采用并行滚动时域控制(receding horizon control,RHC)算法进行航路规划。仿真结果表明,本文提出的GMM-RHC方法具有更高的观测效率,可有效解决无人机/无人艇最优动态覆盖观测问题,具有重要的应用价值。

多次覆盖观测系统在瑞雷波勘察中的应用

在工程勘察领域经常用到瑞雷波勘察,目前的主要方法是基于单炮的多道瞬态瑞雷波法,这种方法的观测方式是一维的,出来的频散曲线主要是多道计算的平均效果,勘探精度较低。本文主要系统介绍多次覆盖观测系统在瑞雷波勘察中的应用,并对这种方法的原理和观测系统详加分析。最后结合实例得出多次覆盖观测系统勘探精度较高的结论。

针对可观测性语句覆盖准则的RTL激励生成

传统的语句覆盖准则只考虑语句的可控制性,忽略其可观测性,这可能导致表面上很高的覆盖率数据所蕴含的可信度不高·鉴于此,可观测性覆盖评估准则被提了出来·随着设计规模不断加大,该准则变得越来越重要·首先提出一种可观测性信息的表征方式以及可观测性判定规则,在此基础上,提出一种针对可观测性语句覆盖准则的RTL激励生成方法·这是一种基于模拟的方法,它以所有未观测语句的分布作为启发式信息,指导激励生成·实验结果显示,提出的方法是高效的·

天基星空背景观测覆盖范围计算方法研究

针对日趋复杂的空间环境,天基观测由于其分布灵活和全天候观测的特性受到越来越多的关注,该类问题为典型的星空背景观测(above-the-horizon,ATH)问题。基于分段积分思想,提出了一种ATH观测三维空间覆盖范围的计算方法,涵盖了该问题所有可能的10种积分形式,适用于因观测约束参数不同取值而形成的任意几何构型场景。不仅在二维平面覆盖问题上与现有方法进行了比较并验证,还首次解决了ATH在三维空间中覆盖体积的定量解析计算难题。仿真结果表明,平面和空间覆盖最大化所对应的最优观测轨道高度存在明显差异,空间覆盖计算模型能更为准确有效地表示卫星覆盖性能,同时能为星座优化设计提供参考。

深海滑翔机技术与应用现状

水下滑翔机是一种无外挂驱动、依靠自身浮力和姿态调节控制其运动的新型水下机器人,是一种逐渐成熟的适用于长时间、大范围海洋环境观测的新技术平台。本文概述了深海滑翔机在动力、控制、通信以及探测方面的系统组成,介绍了国内外水下滑翔机技术的发展和现状,以及水下滑翔机应用的国内外现状。以中国科学院沈阳自动化研究所开发的Sea-Wing水下滑翔机为例,详细阐述近年来国内深海滑翔机在平台技术和科学应用上取得的成果。最后结合深海滑翔机发展现状,分析其核心技术及发展趋势,展望深海滑翔机未来在我国周边海域观测组网的应用前景。

测雨雷达在暴雨山洪灾害防御中的应用初探

面对全国极端天气灾害带来的防汛新形势和新挑战,测雨雷达建设是提升暴雨山洪灾害防御能力的必然要求。分析了传统地面点雨量站在应用中存在的不足和雷达定量降水估算方法。探讨测雨雷达布局和在暴雨山洪灾害防御中的应用:在测雨雷达布局中,雷达0°仰角观测覆盖范围应尽可能减少重点区域观测盲区;在暴雨灾害预警应用中,测雨雷达可有效前移灾害防御时间线和提高灾害防御识别区确定性;在洪水流量模拟应用中,测雨雷达将洪峰预报时间提前了25 min,但出现模拟流量峰值相对实测流量峰值偏低的情况。未来,测雨雷达与气象卫星、地面水文站网和监测平台实现更深入的融合应用可为防灾、减灾、救灾工作提供更好支撑。

基于多模态分离的CMP解析法在面波勘探中的应用

为了提高瑞雷面波探测的横向分辨率,在工程勘察领域通常采用类似地震反射多次覆盖叠加技术的瞬态多道瑞雷面波方法,由于该方法直接使用原始数据进行CMP叠加处理,在计算频散曲线时高模式面波对其产生较大干扰,从而影响最终的解释结果。因此提出将原始数据利用多模态分离之后,用分离的基阶面波数据,进行CMP解析处理,使用SASW法提取频散曲线,并用粒子群算法进行频散曲线的反演。通过理论模型及实例分析得出基于多模态分离的CMP解析法可以提高频散曲线计算的准确性,从而进一步提高了瑞雷面波探测的可靠性。

环境减灾二号A/B卫星成像模式设计与效能评价

针对环境减灾二号A/B卫星有效载荷类型多、数据量大、各载荷成像约束不同等特点,根据多用户对图像质量、数据需求量、获取时效性的应用需求,设计了环境减灾二号A/B卫星常规成像模式、应急成像模式、特殊成像模式等各类成像模式,并进行了说明。在轨测试结果表明:环境减灾二号A/B卫星成像模式设计正确、合理。经卫星成像效能分析,两颗卫星两天时间内可对全国陆地区域进行覆盖性观测,并可对全球南北纬80°内任一目标进行观测。此文可为后续光学遥感卫星成像模式设计提供参考。

基于CMPCC处理技术的多道面波法在岩溶探测上的应用

随着人类工程活动频繁带来的地质灾害问题日渐突出,具有抗干扰能力强、效率高、频散等特点的多道面波法近些年来得到蓬勃发展。但由于受到理论的制约,多道面波法在探测采空区、岩溶等横向不均匀地球介质时往往精度不高,易受高阶模态等因素影响,为了改善效果精度,利用较为成熟的CMPCC处理技术,压制高阶模态发育,降低野外工作对解释结果的影响。并以湘桂铁路某段路基为例,证明了基于共中心点互相关道集处理技术的多道面波法在岩溶探测中处理效果改善明显,结果具有实际生产指导意义。

GPM卫星微波辐射计SST产品观测覆盖度与不确定性分析研究

全球降雨观测(Global Precipitation Measurement,GPM)卫星微波辐射计(GPM Microwave Radiometer,GMI)是一种新型微波传感器,至今尚无其海表温度(Sea Surface Temperature,SST)产品应用性能相关研究,为给该产品的后期应用提供信息参考,统计了GMI SST 2014年4月~2016年3月的月、年平均覆盖度,并分析SST观测覆盖度的时空变异;选用浮标、志愿观测船(Voluntary Observing Ship Climate,VOSClim)数据作为验证数据,进行匹配数据集构建和分析,并基于匹配数据集分析GMI SST产品的反演不确定性。结果表明:GMI SST的年平均观测覆盖度达0.51,略低于全球平均覆盖度(0.59),但远高于红外SST产品覆盖度;以±3h/0.1°作为时空匹配窗口,6.5m/s作为风速阈值构建匹配数据集可有效消除不确定性分析的部分误差;基于该匹配数据集验证GMI SST精度为-0.02±0.89℃(Bias±RMSE)。