用"任意比值法测深尺"改进SUBSITE探测仪的测深功能

SUBSITE探测仪是我国现阶段地下管线探测领域使用相当广泛的一种金属管线探测仪器,但它存在局限,仅有直读法测深功能,无法用比值法测深。因此,通过论证任意比值偏距与埋深的关系,设计了"任意比值法测深尺",使SUBSITE型仪器任意比值法测深在探测施工中得以成功应用。

基于文献计量分析的海洋观探测仪器技术发展态势研究

海洋观探测技术是海洋科学和技术的重要组成部分,对预警海洋灾害、开发海洋资源和空间、保护海洋环境、维护海洋权益、加强国防建设非常重要,海洋观探测仪器的研发是海洋观探测技术发展的重要基础和支撑。本文以Web of Science为数据统计源,基于战略咨询智能支持系统(ISS)平台和CiteSpace工具,通过文献计量和可视化分析,从发文量、涉及学科、作者、机构、关键词等方面对1998—2022年海洋观探测仪器技术论文进行了统计分析,总结了当前海洋观探测仪器技术领域的研究态势和研究热点,得出以下结论:(1)近10余年海洋观探测仪器技术研究呈快速增长趋势。虽然中国在该领域起步较晚,但发展迅速,2018年后发文量稳居世界第一,top 10高被引论文作者有3位是中国学者,中国研究学者在该领域具有较高影响力。但是发文量top 10机构多为美国研究机构,top 10高产作者中尚无中国学者,中国在该领域科研机构和研究人员的影响力和竞争力方面还需继续提高。(2)从词云聚类分析结果看,该领域全球研究热点集中在无人机、地磁仪、微波辐射计、海表温度和水色研究上。需要注意的是,ocean sensor关联词多为聚类分析关键词,表明海洋传感器是该领域的研究重点。从研究重点演变上看,中国在该领域研究虽然起步晚,但研究跟踪能力强,主题演变转移较快,有一定的热点引领作用。

激光云粒子成像探测仪研制

为了研究云粒子微观特性,采用激光成像技术、高斯光束匀化处理技术、高分辨率阵列探测器以及图像抽帧还原算法,研制出激光云粒子成像仪。通过地面模拟测量及实际飞行试验,对仪器性能进行了测试。结果表明,研制仪器可实现对25μm~1550μm云粒子的成像,分辨率为25μm,粒径测量误差小于9.5%;实测的冰晶粒子形态符合云粒子自然分布规律,粒子尺度谱符合指数分布,决定系数在0.58~0.97之间。该研制仪器可为云降水微物理研究提供基础观测数据。

灾后救援生命探测仪的现状和发展趋势

生命探测仪作为灾后及时救援的一种设备,在定位、探索与搜寻生命体方面发挥着不可替代的作用。分析了目前所使用的生命探测仪即雷达生命探测仪、音频生命探测仪、红外生命探测仪及其他种类生命探测仪的工作原理、技术特点、使用场景及优缺点,并结合实际应用指出上述生命探测仪存在的问题:①探测技术单一,综合集成化不高。②探测方式传统、设备智能化程度不足。③探测仪零件未统型,设备维修困难。④部分生命探测仪体积较大,携带不便,影响救援效率。针对现有的不足和问题,提出生命探测仪的发展趋势:①提高生命探测仪的集成程度,设计使用采集信息的多源化融合的生命探测装置,使用多种信息源来进行生命信息的获取探测。②提高生命探测仪的智能化水平,赋予生命探测仪部分自主决策权,降低由于操作人员操作不当导致的生命探测误差。③设计模块化的生命探测仪,并制定相关的标准规程,对同种生命探测仪的零件进行统型,降低生命探测仪的维修和保养难度。④提高生命探测仪的电路板设计精度,充分利用空间构造,在不缩减生命探测仪功能情况下减小体积,提高便携性。

联合静止气象卫星成像仪和高光谱红外大气探测仪观测的三维水平风场反演

风云四号A星(FY-4A)上搭载的干涉式红外探测仪(GIIRS)是首个地球静止轨道上的红外高光谱大气探测仪,它可以提供连续的三维大气温度和水汽的观测,通过追踪水汽的移动可以反演得到不同高度的大气水平风场。本研究利用台风玛丽亚(2018年)期间FY-4A加密观测(15分钟间隔)的GIIRS数据开展晴空和部分云区的三维水平风场算法研究,重点研究如何联合同一卫星平台的多光谱成像仪(AGRI)改进GIIRS部分云视场区的三维风场反演结果。利用ERA5独立测试集、CRA40再分析和空投探空数据开展对晴空和云区的三维风场反演结果的检验,基于该个例的反演结果表明:(1)基于GIIRS亮温信息反演得到对流层水平风场,在晴空区均方根误差小于1.5 m s^(-1),方向绝对差基本在15°左右,在部分云视场区,均方根误差为1.5~1.7 m s^(-1),方向绝对差基本在20°左右。与光流法相比,基于GIIRS亮温的直接反演表现出更好的优势,其均方根误差和方向绝对差明显小于光流法的结果。(2)按云量和云顶高度分类后,表现出云量越多、云顶高度越高则RMSE(Root Mean Square Error)越大。在部分云视场区,进一步在反演模型输入中加入来自同平台上成像仪(AGRI)云量和云高信息后,RMSE有所减小,表明更高空间分辨率的AGRI产品可以改进GIIRS部分云覆盖区的风场反演精度。(3)基于GIIRS亮温信息反演的风廓线与CRA40再分析、空投探测风廓线有较好的一致性,表明利用静止卫星红外高光谱大气探测仪观测亮温反演风场的合理性和可行性。

雷达生命探测仪用生命体征模拟系统研制

根据雷达生命探测仪标定测试与实战训练的应用需求,开展了雷达生命探测仪用生命体征模拟装置的研究。该装置实现了埋压人员不同阶段时呼吸与心跳运动的模拟,同时具有真实的人体胸廓曲线与解剖标志,既能满足实验室精准快速的测试要求,也可以适应复杂严苛的废墟演练现场。通过本模拟系统的研制,为现有雷达生命探测仪提高对微弱生命体征信号探测的准确性提供了测试对象,也为消防队伍有效开展埋压人员搜救训练演习提供技术支持。

大气环境监测卫星紫外高光谱大气成分探测仪技术发展及应用

大气环境监测卫星是我国民用空间基础设施中长期发展规划中的科研卫星。本文介绍了搭载于该卫星的新一代紫外高光谱大气成分探测仪,通过发展紫外高光谱大幅宽高分辨超光谱成像技术,使紫外谱段高光谱大气观测空间分辨率提升一倍,大幅提升气态污染物监测能力,取得良好的应用效果。

棉包垛探测仪的研究与应用

针对检查人员难以发现棉包垛内部霉变、空心等异常情况的问题,提出了棉包垛探测仪的研究。仪器利用伸缩杆将摄像头送入棉包垛缝隙内部进行可视化探查,能够及时发现棉包垛内部的异常情况。通过在两个示范点的应用示范,仪器达到了研究的目的,解决了目前存在的问题,确保了储备棉的存储质量安全。

神经探测仪于甲状腺手术中应用

探讨神经探针在甲状腺手术中的临床应用。方法选择我院2020年4月至9月收治的82例甲状腺手术患者,分为对照组(n = 40)和监测组(n = 42) ,比较两组患者的喉返神经、手术时间、麻醉时间、失血量和术后损伤情况。结果: 比较两组患者麻醉开始时间、喉返神经确认时间、手术时间和出血量,对照组分别为(2.63±0.37)分、(13.2±1.5)分、(133.5±15.8)分、(35.08±7.62)ml;监测组分别为(2.85±0.25)分、(5.0±1.9)分、(104.6±12.2)分、(26.15±6.39)ml,除麻醉起效时间差异不大(P>0.05)外,其他三项指标组间均存在明显差异(P<0.05)。对照组喉返神经的暂时性和永久性损伤率分别为17.50% (7/40)和10.00% (4/40),均超过监测组的4.76%(2/42)、0.00%(0/42),上述2项计数指标经x2检验组间差异,均得出P< 0.05。结论 在甲状腺手术中应用神经探针实时监测,不仅可以缩短确诊喉返神经和手术时间,而且可以保护喉返神经,减少术中出血量,避免或减少喉返神经损伤的发生,应用效果显著。

四象限探测仪测角新算法

实验结果表明 ,传统的四象限探测仪测角算法具有较大的误差。即使落在各个象限的光斑面积均未到饱和 ,最大误差也在二十角秒以上。本文给出一种新的四象限测角仪测角算法 ,这种算法不仅可用于在线测量 ,而且可使最大测量误差降低到 2 .

SYT型物性探测仪探测精度浅析

ＤＴＹ型地电探测仪后来发展改型为ＳＹＴ型物性探测仪。现以河北磁县新兴煤矿探测小构造为例，对该种物探方法从仪器制造的机理方面对其探测精度加以论述。

星载微光探测仪器的发展及其数据应用

星载微光探测仪器可以在低照度条件下获取可见光至近红外谱段的云图及地面特征资料,是监测夜间和晨昏时段低云大雾的最有效手段。本文介绍了星载微光探测原理;综述了国内外星载微光探测仪器的发展历程,对其卫星系统、仪器技术指标、成像关键技术、数据特点等做了详细论述;最后总结了星载微光探测技术在低云大雾监测、城市灯光和火情监测、烟雾和尘埃监测等方面的应用,它可为我国气象卫星发展相近载荷起到借鉴作用,并完善和丰富我国现有的气象业务观测体系。

^(99)Tc^m-MIBI联合γ-探测仪定位甲状旁腺瘤

目的探讨99Tcm-MIBI联合γ-探测仪在甲状旁腺瘤术中定位方法和效果。方法15例经内分泌科确诊的甲状旁腺瘤患者,男性2例、女性13例,平均年龄41(17~63)岁,血钙平均2.94(2.76~3.43)mmol/L。12例采用常规探查方法手术,3例术前1h静脉注射99Tcm-MIBI0.555GBq,术中采用γ-探测仪探测到核素热点直接手术探查并切除甲状旁腺瘤。结果15例中甲状旁腺瘤位于右侧11例,左侧4例;位于上甲状旁腺者2例,位于下甲状旁腺或甲状腺下方13例。采用常规探查方法的12例中有1例因甲状旁腺瘤位置变异,经两次手术才找到并切除病灶。常规手术探查方法切除的12例平均手术时间165(120~240)min。采用γ-探测仪探查的3例甲状旁腺瘤均位于甲状腺下方。3例手术时间分别为95、105、110min,平均103min。15例术后第1天血钙即降至正常以下,经静脉及口服补充钙剂后于1周左右恢复正常。15例中11例随访3个月至10年,术前症状均得到缓解或控制。结论术前注射99Tcm-MIBI,术中采用γ-探测仪定位能简便快速地准确寻找病灶,避免盲目探查和反复冰冻切片检查,在临床有较大的应用价值。

风云三号C星微波湿温探测仪的定标和验证

风云三号C星（FY-3C）已经于2013年9月23日发射升空,其上装载的微波湿温探测仪（MWHTS）已于9月30日开机正常工作.MWHTS具有对大气温度和湿度垂直分布进行同步探测的能力.MWHTS为跨轨扫描式微波辐射计,在89-191GHz毫米波段内设置了十五个探测通道,其中包括118.75GHz氧气吸收线附近的8个大气温度探测通道,183.31GHz水汽吸收线附近的5个大气湿度探测通道,以及89GHz和150GHz两个窗区通道.设置在118.75GHz的一组毫米波探测通道是国际上业务卫星首次使用的大气探测通道,这组通道和183.31GHz通道对大气进行联合探测,将获得更加精细的大气温湿度垂直分布数据,为数值预报和气候研究提供丰富信息.为保证MWHTS观测资料的定量应用,对仪器性能和定标精度进行了在轨测试.利用MWHTS在轨正常工作后的三个月数据,对仪器在轨定标的基础数据：冷空和黑体计数值,黑体和仪器温度进行监测分析和质量检验,经过质量检验的在轨定标基础数据,结合发射前真空试验得到的非线性订正项在轨定标生成MWHTS观测亮温数据.评估MWHTS在轨辐射定标结果的精度和偏差特性使用了三种方法：1通过场地定标试验获取大气温湿廓线和地面温度等大气参数信息,结合微波逐线正演辐射传输模式MonoRTM（Monochromatic Radiative Transfer Model）模拟MWHTS的上行微波辐射亮温,与MWHTS实际观测结果进行对比分析;2两个通道特性一致的同类星载被动微波载荷同时观测同一目标,观测亮温的差异主要取决于两个载荷的定标系统偏差.选取美国SNPP上搭载的微波探测仪器ATMS作为MWHTS的参考载荷,基于SNO（simultaneous nadir overpass）技术,对两个仪器的观测亮温进行交叉比对,观测亮温时空匹配及均匀性检验的条件为：观测时间差异小于20min,观测像元中心距离小于3km,观测角度在星下点附近差异小于5°,观测像元周围3×3像元内的亮温标准差小于1K;3基于美国国家环境预测中心的全球数据同化系统GDAS（Global Data Assimilation System）数据,利用快速辐射传输模式CRTM（Community Radiative Transfer Model）对MWHTS各通道亮温进行正演模拟,模拟结果（O）和仪器实际观测的亮温（B）之间的差异记为＂O-B＂,对偏差值＂O-B＂进行统计特征分析.仪器中心频率的变化、正演模式模拟精度和模式输入廓线自身的误差都会对＂O-B＂产生影响.但是对于首次使用的探测频点而言（如118.75GHz通道）,由于国际上没有同类载荷可以进行交叉比对,借助于正演辐射传输模式计算得到＂O-B＂偏差的分析结果可以在一定程度上反映仪器整体定标情况.外场地定标试验结果显示除通道14外,其他14个通道的亮温差都在1.3K以内;与同类载荷ATMS的在轨观测进行直接交叉比对表明通道14与ATMS的亮温偏差最大,但中心频点一致的5个水汽探测通道的标准差都小于1K;将MWHTS观测结果和正演辐射传输模式模拟结果即＂O-B＂进行偏差分析显示,靠近118.75GHz吸收线中心的通道2—6＂O-B＂标准差小于0.5K,其他通道＂O-B＂标准差和ATMS相应通道的结果相当;MWHTS观测和模拟偏差随角度变化的研究表明通道1,7-13和15观测结果对角度有一定依赖性.

FY-3气象卫星紫外臭氧总量探测仪辐亮度在轨定标与反演结果分析

FY-3气象卫星上搭载的紫外臭氧总量探测仪TOU是我国自主开发研制的首台用于全球臭氧总量定量测量的探测仪,自发射以来已成功在轨运行近两年.由于TOU发射前辐亮度定标存在偏差,为了得到高精度的产品,TOU必须进行在轨定标.本文介绍了基于辐射传输模式计算对TOU辐亮度进行在轨道定标的方法,定标过程中用于模拟辐亮度计算的臭氧总量由与TOU观测时刻相近的国外臭氧总量探测仪器MetOp/GOME-2提供.文章将在轨定标后TOU的反演结果与AURA/OMI以及地基的产品进行比较,结果表明,用辐射传输模式对TOU辐亮度进行在轨定标的方法是可行的,反演结果能够真实地反映臭氧的时空分布特性,在全球部分地基观测站所处的位置上对TOU,OMI以及地基的臭氧总量进行比较的结果表明,TOU与OMI的相对偏差均方根约为2.52%,TOU与地基以及OMI与地基观测结果之间的相对偏差均方根分别为4.45%和3.89%.

多功能墙体探测仪的设计方法

针对墙体中水管、电线、金属物体的探测问题,设计了3种无源传感器,并设计了相关数据处理方法以确定被测物体的中心位置。利用PCB覆铜,制作了用于探测水管的电容极板以及用于探测电线的金属天线。建立了水管检测模型,得到输出信号随被测物体位置的变化规律。基于差分探头模型,提出了一种利用PCB线圈作为敏感单元的金属探测方法,通过数值计算,保证了差分线圈的平衡。最后,针对上述传感单元,设计了被测物体的中心检测算法。测试数据表明,各传感单元均具有较大的探测深度,中心检测误差均在合理范围之内。

风云三号红外高光谱探测仪的光谱定标

风云三号D星(FY-3D)于2017年11月15日成功发射,是我国第二代极轨气象卫星,其上搭载了红外高光谱大气探测仪(HIRAS),实现了地气系统的高光谱分辨率红外高精度观测,由于光谱频率的精确性会直接影响辐射精度,红外干涉仪器必须进行逐通道的光谱定标。首先对干涉图数据进行傅里叶变换获得粗定标结果,再基于仪器参数计算仪器线型函数,进行光谱精校正,开发了风云三号D星HIRAS的光谱定标技术,并用发射前和在轨数据进行了精度验证。光谱定标方法能有效订正由于仪器离轴探元设计引起的光谱位置偏差,基于地面单色激光测量数据验证,长波4个探元20×10^(-6)左右的偏差可订正到0.5×10^(-6)(1和2探元)和7×10^(-6)(3和4探元)以内;中波1四个探元50×10^(-6)左右的偏差可分别订正到6×10^(-6)(1和3探元)、8×10^(-6)(2探元)和13×10^(-6)(4探元)以内;基于在轨数据验证三个波段光谱订正后光谱精度偏差和标准差均可达到5×10^(-6)以内。三个波段光谱定标结果均满足卫星使用技术指标10×10^(-6)的要求,有效保证了辐射精度评估和后端遥感产品开发应用的要求。

雷达-雨量计-粒子激光探测仪联合估算降水量

为了提高区域降水量观测的空间分辨率,提出了雷达-雨量计-粒子激光探测仪联合校准法。首先,利用粒子激光探测仪观测到的滴谱资料建立实时的Z-I关系,然后,利用变分法对同时有雷达回波和雨量计资料的点的实测校准因子进行校准,获得最优校准因子分析场,最后,对有雨量计的点取雨量计实际观测值,没有雨量计的点利用最优校准因子分析场估算降水。利用此方法对辽宁省2007年5月15日一次天气过程进行降水量估算,结果表明:雷达-雨量计-粒子激光探测仪联合校准法结合了雨量站观测资料单点精度高和雷达资料时空分辨率高的优点,提高了降水量的估算精度,更好地反映了降水的空间分布。

回声探测仪在我国内陆水体鱼类资源调查中的初步应用

介绍了2005—2008年在国内内陆水体鱼类资源调查中,EY60回声探测仪的使用及其效果。该探测仪利用分裂波束(Split-beam)技术,通过交叉过滤(Cross-filter)及轨迹跟踪分析(Tracking analysis),实现了对鱼类个体的自动判别及计数;另外对使用中噪声消减、渔获物调查数据的参考等进行了说明;强调回声探测仪自主品牌产品研发的必要性。

机载红外探测仪检查搜潜建模与仿真

依据经典的检查搜潜方法,结合实际的搜潜过程,以某型反潜巡逻机为背景,建立了反潜巡逻机执行平行航线搜潜、外旋扩展方形搜潜和内旋扩展方形搜潜时航路规划的数学模型和潜艇运动模型。对3种检查搜潜方法的搜潜效能进行了分析,并对初始距离、搜潜海域面积、潜艇经济航速和海洋大气环境对检查搜潜效能的影响进行了仿真。实验结果表明:初始距离的变化对搜潜效能影响很小,而搜潜海域面积、潜艇经济航速和海洋大气环境的变化对搜潜效能影响较大;相同条件下,使用平行航线搜潜,获得的搜潜效能最高。