光谱编码计算关联成像技术研究

现有的多光谱成像技术通常采用光学分光的方式，使用多个探测器对成像场景的光谱图像进行采集，导致现有成像系统复杂，数据量大、效率低。针对现有技术的不足，提出基于正交调制模式的光谱编码计算关联成像技术。通过正交光谱编码矩阵融合Hadamard基图案构造投影散斑对宽带光源进行调制，单像素探测器收集成像物体与调制光源相互作用后的反射信号；应用演化压缩技术复原成像物体的混叠光谱图像；利用编码矩阵的正交性质解码出欠采样的光谱分量图像，对分离出的图像应用组稀疏压缩感知算法重构全采样的光谱分量图像，最后融合出成像物体的多光谱图像。通过数值模拟与实验两方面验证了所提方法的高效性。所提的技术简化了多光谱关联成像系统，降低了数据量。光谱编码方法可以扩展到更多的光谱通道，也可以应用在偏振关联成像、信息加密等领域。     

采用温控和碘吸收池技术的发射激光稳频技术

多普勒测风激光雷达通过分析系统回波信号的多普勒频移反演出风速，为提高风场探测精度，从稳频技术方面展开研究。在稳频过程中，分别采取措施消除激光频率的长期漂移和短期抖动。针对激光频率的长期漂移，设计并研制了种子激光器温控箱，通过水浴的控温方式大大减小了激光频率的长期漂移，将激光频率稳定在±50 MHz以内；针对激光频率的短期抖动，采用以碘分子吸收池为核心器件的稳频系统，通过半导体控温方式对碘分子吸收池精确控温，控温精度达0.03 ℃，提高了稳频精度，将激光频率进一步稳定在±8 MHz以内，满足±10 MHz以内的设计精度要求。通过搭建多普勒测风激光雷达系统，对发射激光稳频装置进行系统验证，连续4组风场观测结果表明:系统探测高度为17 km，绝大部分方差在4 m/s以下，满足测风激光雷达测量指标的要求。     

CrN和CrN/Ag涂层的真空高温摩擦磨损性能*

为改善涂层在真空、高温等苛刻条件下的摩擦学性能，利用中频直流磁控溅射技术在硅片和316L不锈钢上沉积了CrN和CrN/Ag涂层，利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪对涂层的成分及相结构进行了表征，通过划痕测试仪、纳米压痕仪和摩擦磨损试验机测试了涂层的力学及摩擦学性能。结果表明：添加Ag元素以后，CrN/Ag涂层硬度及承载能力有所减小，但结合强度增加；真空高温环境下CrN与CrN/Ag涂层摩擦因数随温度升高呈下降趋势，其中CrN涂层通过软化镀层减小剪切强度和阻力，从而减小摩擦因数，CrN/Ag涂层主要通过高温产生的热驱动力诱导表面Ag润滑膜的形成来减小摩擦因数；CrN涂层依靠自身剪切特性参与摩擦，而CrN/Ag涂层在真空高温下具有自润滑和持续润滑性能，作为自润滑零部件具有潜在的应用价值。     

基于改进 abcd 模型的黄河源区径流变化与归因

为改进模型对高寒地区融雪径流模拟不足的缺陷，将融雪模块耦合到传统 abcd 模型。利用 1980—2018 年 逐月实测的径流数据和通过 AnuSpline 方法插值的格网气象要素，驱动改进后的abcd 模型，分析三江源生态保护 措施实施前后（1980—1999 年和 2000—2018 年）黄河源区径流的动态变化，并量化关键气象因素与人类活动对 径流变化的影响程度，即相对贡献。结果表明：耦合融雪模块的 abcd-snow 模型完善了高寒地区水文过程的模拟， 提高对径流的模拟性能，在黄河源区表现出较好的适用性；整个研究时段黄河源区的实测径流呈不显著减少趋势 （?0.80?mm/a，p>0.05），但 2000 年前径流则呈现显著下降趋势（?4.12?mm/a，p<0.05），2000 年后径流则呈显著增加 趋势（3.16?mm/a，p<0.05）；?归因分析表明气候变化是源区径流变化的主导因素。2000 年前，气候变化对径流减少 的相对贡献率为 62.8%，人类活动对径流的贡献为 37.2%；2000 年后，气候变化对径流增加的贡献率达到 120.0?%， 人类活动对径流的贡献为?20.0%。其中：降水的变化是决定径流变化主导因素；其他气候因素的相对贡献较小； 以人类活动为主的生态恢复可显著降低河川径流。本研究有助于理解气候变化和下垫面变化对黄河源区水资源 变化的系统驱动机理，并为流域水资源合理配置提供科学参考依据。     

格点QCD基础求解器及其异构计算实现的性能优化

格点量子色动力学(格点QCD)是研究夸克、胶子等微观粒子间相互作用的重要理论和方法. 通过将时空离散化为四维结构网格, 并将量子色动力学的基本场量定义在网格上, 让研究人员可以使用数值模拟方法, 从第一性原理出发研究强子间相互作用和性质, 但这个过程中的计算量极大, 需要进行大规模并行计算. 格点QCD计算的核心基础为格点QCD求解器, 是程序运行主要的计算热点模块. 本文研究在国产异构计算平台下格点QCD求解器的实现与优化, 提出一套格点QCD求解器的设计实现, 实现了BiCGSTAB求解器, 显著降低了迭代次数; 通过对奇偶预处理技术, 降低了所求问题的计算规模; 针对国产异构加速卡的特点, 优化了Dslash模块的访存操作. 实验测试表明, 相比优化前的求解器获得了约30倍的加速比, 为国产异构超算下格点QCD软件性能优化提供了有益的参考价值.     

基于布里渊散射的海水参数测量反演算法研究

海洋温度和盐度是重要的海洋环境参数，对了解海洋性质、生物多样性具有重要作用。本文基于碘分子吸收池的边缘探测技术，将携带有温度信息的布里渊散射光分为三束，这三束光分别通过三个压强不同的碘分子吸收池，形成三个探测通道，得到两个信号的强度比值信息；之后利用迭代算法即可同时反演出被测区域的温度和盐度信息。采用探测器输出信号强度比值的形式能有效抑制激光器光强抖动带来的影响。为将测温误差控制在0.2 K以内，所提算法对探测器输出强度比值的随机抖动程度为1.3‰。本技术路线具有不受入射角影响、测量速度快、无需事先知晓盐度信息等优势，有望应用于机载、星载等移动平台上。     

一种四自由度操作臂机构设计

一种用于GIS设备检测的操作臂的机构设计，首先依据机构参数以及全局灵活性指标比较了各种关节构型组合的优缺点，从而得出了适合于这里的机械臂的构型方案，然后以力可操作度，加速度性能，灵活性为目标函数，建立了优化求解机械臂运动学尺寸的数学模型，最终通过MATLAB提供的非线性优化函数，完成机械臂前两个杆件尺度优化，，并仿真计算操作臂的机构性能指标。虽然是针对于任务需求设计的，但对于通用的四自由度机器人的设计，有一定的参考价值。