电子信息大类人才培养教学过程管理与质量控制

该文探讨了电子信息大类人才培养教学过程管理与质量控制问题,通过分析教学活动应达到的教学目的和质量标准,建立用人单位、教师、学生全面参与的教学质量监控体系和教学过程控制机制;并根据毕业生调查评估教师教学活动的效果和质量,根据学生的知识掌握和运用能力来分析、评估基本教学质量等。该文对本项目研究的基本思路、目的和意义,进行了阐述,同时也进行了有益的探索与实践。

对于电子信息类专业课程内容与设置的几点意见

本文对电子信息类专业课程提出了软件与硬件、模拟电路与数字电路均应并重的观点 ,并建议增设“电工学”课程。

基于漠河与武汉站流星雷达的中间层顶大气温度反演

本文利用漠河和武汉站的全天空流星雷达在2012—2022年期间的观测数据,基于流星高度分布的半高宽(full width at half maximum,FWHM)与温度之间的线性关系来反演90 km高度处的大气温度。对每年数据作线性拟合时发现拟合参数几乎不变,因此本文使用过去一段时间总结出的参数来拟合温度,并与传统梯度法对比。结果表明,使用FWHM法测出的温度与Aura卫星的温度更为接近,其中相关系数和平均误差均优于梯度法,并且FWHM法在较高纬度的漠河站的拟合效果好于较低纬度的武汉站。说明在漠河站和武汉站使用FWHM法反演中间层顶大气温度是可行的;同时也证明了纬度会影响FWHM法的误差,在较高纬度使用FWHM法的结果误差更小。

2004年11月强磁暴期间武汉电离层TEC的响应和振幅闪烁特征的GPS观测

本文利用设在武汉(114.36°E,30.53°N,磁纬19.4°)的GPS电离层TEC和电波闪烁监测仪的测量数据,分析了2004年11月强磁暴期间TEC的响应以及电波闪烁和TEC起伏的特征.结果表明,在这次强磁暴期间,武汉及其邻近地区电离层TEC的响应以正暴相为主,正暴相分别出现在两次主相期间,最大正偏离达到50 TECU.这次磁暴另一个重要影响是主相期间L波段振幅闪烁的活动性及其强度显著增强.S4指数最大接近1.0.伴随增强的闪烁活动,多次观测到深度耗尽的等离子体泡与TEC起伏,TEC变化率的标准差ROTI指数也显著增强.分析揭示,ROTI指数与S4指数呈正相关,相关系数达到0.97.线性回归计算得到,ROTI和S4的比率为9.64.

武汉电离层斜向返回探测系统波形发生器设计

针对传统电离层斜向返回探测雷达无法探测近距离电离层状态和可操作性差的缺点,为武汉电离层斜向返回探测系统(Wuhan ionospheric oblique backscattering sounding system,WIOBSS)设计了一套新型波形发生器.该波形发生器采用等间隔收发探测体制,使WIOBSS不但能探测到大范围内的电离层状态,且能获得所用伪随机序列的最大增益性能.该波形发生器依据软件无线电思想,利用高性能现场可编程门阵列和数字上变频器,搭建了一个通用的硬件平台.该平台所有功能通过可编程软件实现,只要加载相应软件,就可以选择不同类型的伪随机序列,任意改变伪随机序列的长度和发射波形的占空比,从而满足不同电离层状态下的探测需求.该波形发生器采用PXI(peripheral component interconnect extensions for in-struments)总线技术,设计成为一个小型化、高性价比的PXI模块.实验表明,采用该波形发生器的WIOBSS可清晰获得电离层垂直探测和斜向返回探测回波信息.

武汉上空平流层气溶胶的激光雷达探测结果的初步分析

采用武汉大学双波长激光雷达工作于589 nm波长的观测数据,对2001年3月到2002年1月期间武汉上空平流层气溶胶的消光系数和积分体后向散射系数等光学特性进行初步分析.结果表明,武汉上空平流层气溶胶在16—20 km间存在一气溶胶层,其厚度及散射峰值随季节有一定变化,并且气溶胶积分体后向散射系数在2.2×10^(-5)—7.0×10^(-4)sr^(-1)之间变化,呈现了夏季大冬季小的分布倾向.

武汉上空背景Na层长期变化和夜间变化特征的激光雷达观测研究

通过分析武汉大学激光雷达在2001年4月到2004年12月的观测数据,研究武汉(30．5°N,114．4°E) 上空背景Na层的长期(时间尺度大于1年)变化和夜间变化特征,并讨论了这种变化特征可能的产生原因． Na 层长期变化的观测研究表明,背景Na层柱密度最大值出现在11月,大约是5月份最小值(1．6×109 cm-2) 的2倍;质心高度最大出现在8月,比年平均高度91．5km高1．4km,最小值出现在5月,为91．2km;rms 宽度平均值为4．5 km,最大值和最小值分别出现在12月和3月;月平均Na层质心高度和均方根宽度都具有准半年周期的变化,但两者变化的相位相反．除了长期变化外,背景Na层还呈现出明显的夜间变化特征:除凌晨短暂的时间外, Na层柱密度随夜间时间增加,于0530LT达到最大值(2．9×109cm-2);峰值对应的高度随时间下降;质心高度随时间缓慢增加但在凌晨迅速下降基本恢复到入夜时的高度;整夜背景Na层平均柱密度、峰值对应的高度、质心高度和rms宽度起伏值分别为1．1×109cm-2,3 km,0．3 km和0．8 km．

冷锋期间武汉MST雷达低平流层回波异常现象

武汉MST雷达是中国子午工程建设的两台中高层大气无线电探测雷达之一.该雷达探测频率在VHF频段,雷达回波在低平流层和对流层上部具有角谱特性,可为研究大气动态稳定性提供有效技术手段.本文利用武汉MST雷达2016年4月17日冷锋活动期间及平静天气的角谱实验数据,从雷达回波特性变化、风场空间分布、湍流生成机制以及内重力波影响四个方面分析并解释了MST雷达对流层顶上部区域出现持续异常强回波带的成因.分析结果表明,对流层冷锋的强对流作用诱发内重力波,内重力波向上传播至低平流层后受增强的剪切急流影响发生耗散甚至破碎,激励了长时间跨度的K-H不稳定性,进而导致水平反射层结构发生扰动生成湍流,使得雷达回波结构发生变化.

激光雷达观测的武汉上空对流边界层高度与夹卷层厚度

基于地基偏振激光雷达2011年1月至2017年12月对武汉中心城区的观测资料,研究了超大城市对流边界层高度与夹卷层厚度的变化特征.采用Fernald方法进行数据反演获得了1 min时间分辨率、30 m空间分辨率的后散比剖面,通过方差法确定了对流边界层高度和夹卷层厚度.结果表明,武汉上空对流边界层高度和夹卷层厚度具有明显的季节变化特征.对流边界层顶的均值最大处在春季为1.14 km,夏季为1.25 km,秋季为1.06 km,冬季为0.74km;夹卷层厚度均值最大处在春季为0.40 km,夏季为0.51km,秋季为0.34 km,冬季为0.26 km.这些特征与武汉地区地表温度的周年变化特征具有很强的相关性.

武汉上空惯性重力波活动

利用武汉中心气象台(30.5°N,114.4°E)无线电探空仪在2001年1月到2003年12月之间的观测数据,研究了武汉上空1—9km和14—25km高度范围内惯性重力波参数的变化特征。数据分析结果表明,重力波活动存在明显的季节变化,冬季较频繁,夏季活动较弱,与急流强度的季节变化一致,这意味着重力波的激发与背景风密切相关。矢端曲线分析显示1—9km范围内能量向上传播和向下传播的波的比例大致相同,而14—25km范围内绝大部分波能量向上传播,这与最大急流强度的高度相对应;进一步分析表明,夏天14—25km范围内波几乎全向上传播,而冬天则有相当一部分波向下传播,这可能是反射引起的。重力波的本征频率集中在1—3倍的惯性频率之间,水平波长约数百公里;1—9km范围内垂直波长集中在3—3.5 km,14—25km高度内则集中在4.5—5.5 km。

武汉突发E层的季节变化及其与中层风的关系

通过对2018年武汉站(114.61°E,30.53°N)数字测高仪记录的数据统计分析,研究武汉地区突发E层的特征。研究发现:2018年武汉地区电离层突发E层的临界频率在夏季最高,在冬季有一个次增强现象,在春秋季较低;在正午前最大,在日落后出现小幅度提升,在日出前最低。利用指定动态全球大气气候扩展模型SD-WACCM-X模拟出2018年武汉上空90~140 km高度的平均风场,探讨突发E层与背景风之间的关系,揭示突发E层的形成机制。结果表明,半日潮汐分量可能诱导突发E层临界频率的半日变化,周日潮汐分量诱导突发E层临界频率的周日变化;突发E层的强度可能与纬向风场120 km高度处的风剪切有关。

NWC人工甚低频台站信号产生“条缕状”准捕获电子能谱的模拟研究

遍布全球的人工甚低频台站发射的信号主要用于对潜通信,在夜间,这些信号可以泄漏进磁层与内辐射带中几十至几百keV电子发生回旋共振,从而导致电子沉降.这一过程是导致内辐射带电子损失的重要原因,也是磁层-电离层耦合过程中能量和物质输运的重要环节.被台站信号散射的电子呈现出能量随L增加而减小的“条缕状”能谱结构,与台站信号和电子的一阶回旋共振能量曲线相符.低轨卫星可以对“条缕状”能谱结构进行清晰地观测,为研究近地空间波粒相互作用提供了重要契机.本文基于Drift-Diffusion-Source模型,复现了DEMETER卫星于2009年3月19日多个轨道测量的NWC台站信号导致的“条缕状”能谱,量化了NWC台站信号对辐射带电子的散射作用,明晰了NWC台站信号的幅度和传播角,揭示了内辐射带电子漂移过程中的动态变化规律,为开发人工影响辐射带技术提供了重要理论参考.

顶部电离层和等离子体层电子密度分布--基于GRACE星载GPS信标测量的CT反演

本文利用两颗跟飞的GRACE卫星载GPS信标测量数据和基于差分相对TEC的层析算法,实现了全球范围的顶部电离层和等离子体层（450～5000 km）层析成像.反演结果表明,利用低轨道卫星载GPS信标测量数据可以有效地重建顶部电离层和等离子体层的全球二维分布图像.对不同地磁活动条件下的天基层析反演结果表明,等离子体层电子密度随纬度的分布是不均匀的;在低纬赤道带,从顶部电离层向上延伸直到等离子体层,以及等离子体层中局地的电离增强云团,经常出现近似垂直于磁力线的电子密度柱状增强结构.

基于遗传算法的信息检索技术

随着万维网（WWW）中信息量呈指数的增长，人们可以使用许多的信息收集工具来获得网络中的信息。但要使检索到的信息在满足用户个性化需求方面，即具有高准确率又有高回收率，则是一件很困难的事情。为了解决以上问题，该文阐述了遗传算法在信息检索方面的应用。

基于贝叶斯信息准则的极化干涉SAR图像非监督分类

该文提出一种利用贝叶斯信息准则自动确定聚类类别数的极化干涉SAR非监督分类算法。该方法首先利用Shannon熵特征对极化干涉SAR图像进行初始分类,然后利用期望最大化(Expectation-Maximization,EM)算法和标号代价(LabelCost)优化算法对分类结果进行迭代优化,同时通过贝叶斯信息准则(Bayesian InformationCriterion,BIC)自动确定非监督分类的最佳类别数。实验结果表明该算法能够较准确地确定分类类别数,并具有较为满意的分类效果。

基于多聚焦图像深度信息提取的背景虚化显示

针对普通相机无法拍摄出符合视觉美感的背景虚化图像问题,提出一种基于多聚焦图像深度信息提取的背景虚化算法.首先,根据图像的光学成像原理,对多聚焦图像进行热扩散方程的数学建模,对图像中的每个点自适应的初始化一个深度值;其次,根据图像每个点的热扩散系数对初始图像进行前向扩散,用数值方法来解此偏微分方程,通过正则化得到修正后的图像深度信息;最后,对图像深度信息进行分层,利用多尺度高斯滤波对不同深度层的图像进行虚化处理.本算法能够有效地提取出图像的深度信息,并且获得的背景虚化效果也能够较好地符合光学原理.

伴随等离子体密度下降的磁声波与辐射带电子的波粒相互作用及其散射效应

利用范阿伦卫星的高质量观测数据,我们报道了伴随等离子体密度下降的磁声波现象.通过选取分别发生于2013年7月26日(事件A)和2013年9月19日(事件B)的两个相应事件进行细致分析,我们开展试验粒子模拟计算了磁声波对辐射带电子的散射系数,并求解二维福克-普朗克扩散方程量化了磁声波散射导致的辐射带电子动态变化.结果表明,事件A中的磁声波的散射作用主要发生于投掷角范围为60°~80°、能量范围为20~200keV的辐射带电子,而事件B中的磁声波的散射作用主要发生于投掷角范围为50°~80°、能量范围为20~400keV的辐射带电子;两个事件中的磁声波均能导致辐射带电子的蝴蝶状投掷角分布,但是由于事件B的磁声波幅度更强,形成的电子蝴蝶状分布更明显.

探讨提高大学生创新实践能力新机制

创新性人才培养不仅是高校的首要任务,更是国家战略需求,目前学生创新实践能力不强已成为影响高校人才培养质量的症结。课题组成员围绕提高大学生创新实践能力主题,从"实践环节"的角度来探讨提高大学生创新精神和实践能力培养,并在实验体系建设、开放式平台建设等方面做了大量富有成效的实际工作,为推进实践教学改革,促进人才培养质量等方面做了有益的探索与实践。

利用信息融合技术的缺损目标识别方法

拐点不变量是局部不变量的一种 ,具有旋转、平移、尺度缩放不变性 ,可以有效地应用于缺损目标识别 .该文利用 Dempster- Shafer证据推理法 ,将用不同方法求取拐点特征所得到的决策层信息进行融合 .进一步提高了识别系统的可靠性 .

基于局部上下文信息的电力线提取算法

从无人机采集的具有复杂背景的可见光航拍图像中准确提取电力线是极具挑战的任务,因而提出了一种新的基于局部上下文信息的检测算子(detector based on local context information,DLCI)。首先,基于电力线在航拍图像中局部特殊的语义特征设计具有空间对称结构的DLCI算子,并分别定义特征同质性能量函数H_1和特征异质性能量函数H_(2),利用H_(1)和H_(2)实现对电力线像素点的初步筛选。然后,定义电力线空间局部一致性响应函数H_(3)实现对电力线像素的提取。最后,采用基于包络线分段拟合(envelope-based piecewise fitting,EPF)算法实现对电力线的拟合。实验结果表明,所提算法在多种航拍场景下均能实现对电力线的准确提取,不仅兼顾建模简单和相对高精度的优点,而且具备一定程度的算法稳定性,具有较高的工程应用价值。