基于大口径闪烁仪的玉米农田热通量测量研究

应用大口径闪烁仪可以自动获取玉米农田的显热通量,结合太阳辐射监测系统测量的净辐射,可以方便地获取潜热通量和土壤热通量.实验表明,在玉米农田的冠层上的常通量层用大口径闪烁仪测量显热通量,和涡动相关仪的数据相关度达到0.8以上.在中午的时段,玉米农田的显热通量会下降,与作物蒸腾相关的潜热通量会达到一天的峰值.大口径闪烁仪在精度和区域代表性上表现出的优势,是农业气象上获取数据资料很好的一个选择.     

利用闪烁和到达角起伏测量横向风速的对比研究

基于湍流冻结假说,利用时空相关函数分析了使用大气相干长度仪(DIMM)测量横向平均风速的原理,并通过闪烁和到达角起伏测量风速的路径权重函数确定风速传感器的安装位置。在弱湍流条件下,根据水平1 km传输实验测量的到达角起伏和光强起伏数据,分别计算横向风速并与风速传感器同时测量的参考风速对比,发现利用到达角起伏计算的风速与参考风速有一定的相关性。该实验拓展了大气相干长度仪的使用功能。     

大口径闪烁仪的数据采集与处理

地气间热通量是近年来生态环境研究的热点。介绍了利用大口径闪烁仪测量显热通量和径向风速的软件。为满足大口径闪烁仪在测量显热通量和横向风速的数据采集与处理的需要,采用PCI-8340数据采集卡,在Windows平台上用VC++6.0编程开发了对大口径闪烁仪的数据进行实时采集、处理与显示的软件,方便实验人员及时准确得到实验结果。通过软件的数据有效监测,可以完成无人值守的自动化工作。     

测量大气折射率结构常数的大口径激光闪烁仪

基于光闪烁的孔径平均效应,研制了测量大气折射率结构常数的大口径激光闪烁仪(LALS)。该仪器在一定程度上实现了闪烁饱和现象的抑制。仪器采用对称式结构布局,同时采用调制解调方法提高信噪比,并以嵌入式控制单元完成对数据的采集、处理、显示和存储。与传统仪器设备的测量结果相比,在1000m的水平传输路径上两者的线性拟合系数为1.01,相关系数为0.92;进一步分析表明,大气湍流内尺度会对闪烁方差的测量产生影响,从而导致大气折射率结构常数的测量结果略显离散。     

大气吸收闪烁测量

大孔径闪烁仪(1arge aperture scintillometer,LAS)的使用,提供了大气近地面层区域平均热通量测量的手段,但区域平均水汽通量的测量还是一个没有解决的重要问题.用LAS测量到的闪烁低频频谱和大气水汽起伏有关,和Nieveen的测量结果不同,在频谱的低端还测量到一个和吸收介质外尺度对应的拐角频率...     

大口径平面和非球面光学表面的纳米和纳弧度精度的测量——长行程外形仪的原理应用和发展

由于同步辐射光学发展的需要,发展了长行程外形仪.长行程外形仪是一个可以达到纳米和纳弧度灵敏度和精度的小角度和表面外形的测量仪器,适用于大口径光学表面的高精度测量.可测量的面形除了平面、球面外,还有所有非球面,如圆柱面、圆锥面、抛物面、椭球面、双曲面、超环面、各种旋转面和其他非标准非球面.介绍了长行程外形仪的原理、应用和各种不同用途的长行程外形仪,包括实验室专用长行程外形仪、扫描五角棱镜长行程外形仪、在线测量长行程外形仪和便携式长行程外形仪、垂直扫瞄长行程外形仪、多功能长行程外形仪和纳米光学机.还介绍了长行程外形仪的精度和最新发展趋向,如提高测量精度的方法,大幅度地增加外形仪的测量范围和方便地进行二维零件测量等.     

大口径抛物面镜子孔径拼接测量

针对大口径抛物面面形检测,提出一种基于无像差点的子孔径拼接测量新方法。首先,分析了该拼接方案特殊的子孔径生成方式及子孔径名义运动路径计算的形式;其次,通过建立统一的像面坐标系和全局坐标系的函数关系,结合坐标转换求解出各个子孔径数据对应的全局坐标;最后,采用目标函数法拼接恢复出全口径面形。对一抛物面镜利用该拼接方案进行了计算机仿真实验,拼接得到RMS值的偏差为0.0014。实验结果表明,该检测方法可以实现大口径抛物面镜的高精度测量。     

利用光束抖动反演横向风速垂直分布的研究

湍流冻结条件下,利用两个位置探测抖动信号的时空交叉相关函数,提出了反演横向风速垂直分布的理论模型.该模型的两个参数分别为湍流廓线和相关函数在延迟时间为0处的导数.假定横向风速满足高斯模型,采用遗传算法进行数值仿真.通过对两种典型湍流模型进行反演计算,发现反演的风廓线和理论风廓线一致性好,相对误差不超过3.3％和1.6％.改变湍流廓线的特征高度并进行反演计算,结果表明湍流强度存在较大误差时,该模型仍可用于低层横向风速垂直分布的反演.     

自适应峰值匹配法在风速测量中的应用

介绍了超声波时差法测量风矢量的基本原理,利用测量回波信号起点求得风速。通过分析传统的时差检测方法在风速测量系统中的缺陷,提出了一种基于幅值特征提取的快速自适应波形匹配法,来克服传统方法带来的较大误差。在无风状态下,以两路波形上升段几个连续对应峰值点比例作模板,将实测回波信号所得峰值比例与模板匹配,找到正确的波形峰值对应关系,从而准确测量两波形时差。通过仿真实验测试,此法效果良好,运算速度快,克服了数据量较大时互相关法计算量大的缺点,同时计算准确性大大提高,规避了单阈值法错判的情况,结合插值法测速精度可达0.1 m/s。     

大相对孔径凹非球面镜的加工

过去一直采用平行光管来加工和检验大相对孔径凹球面的方法,存在许多不足之处,如加工精度不高和加工周期长等,现在我们采用补偿法,则可以在较短的时间内获得高精度的凹非球面,其精度可达λ/20（rms）,经过长期的实践,已充分证明了这种方法是可行的。     

高速遥感图像压缩系统ZBT SRAM控制器的设计

针对高速遥感图像数据源的特点,提出了基于FPGA片外ZBT SRAM的双缓冲方案,并实现了ZBTSRAM控制器.该控制器提供FPGA与两片ZBT SRAM之间的接口,通过乒乓操作实现了对高速数据流的无缝缓冲与处理,为压缩处理模块提供了符合流水线算法要求的输入数据.本设计基于Altera公司的Stratix系列FPGA实现,并已在实际中通过验证,满足功能和时序要求.     

高速流水线结构的大整数乘法器FPGA设计与实现

大整数乘法是密态数据计算中最为耗时的基本运算操作,提高大数乘法单元的计算速度在全同态加密机器学习等应用中尤为重要.提出了一种输入数据位宽为768 kbit的高速大整数乘法器设计方案,将核心组件64 k点有限域快速数论变换(NTT)分解成16点NTT实现,并通过算法分治处理,细化16点NTT的流水线处理过程.采用加法和移...     

海洋遥感综合孔径微波辐射计系统误差的降低

被动微波遥感是海洋遥感的一项重要手段,可以测量一些重要的海洋参数,如海表面盐度、海表面风矢量等。综合孔径微波辐射计是目前被动微波遥感领域的一个研究热点。然而,由于综合孔径辐射计在空间频率上只能覆盖有限的带宽,无法获取观测目标的高频分量,所以即使不存在G矩阵误差和辐射噪声情况下,依然存在固有的系统误差。针对固有的系统误差,提出了一种系统误差降低方法应用于FPIR 系统中。仿真结果表明:该方法能够有效降低FPIR 系统误差,获取高精确度的亮温数据以满足测量海表面盐度和海表面风矢量等应用需求。     

近海边湍流谱特征分析

采用三维超声风速仪测量了近海边三维风速和虚温数据.谱分析表明:近海边近地层湍流基本满足局地均匀各向同性的假定.提出了一种确定谱幂率的方法-连续滑动线性回归法,对利用此法算出的风速谱谱幂率和温度谱谱幂率进行统计分析发现,风速谱谱幂率概率分布于以"-5/3"为中心的置信区间内,基本上满足Komogorov的"-5/3"定律;而温度谱幂率的概率分布则偏离"-5/3".结合层结稳定度分析发现:在稳定层结下,44.3%的温度谱幂率满足"-5/3";在不稳定层结下,16.1%的谱幂率满足"-5/3".据此认为,大气层结状态可能是造成温度谱幂率偏离"-5/3"的主要原因.     

不同方法在水体遥感提取中的应用实现

本文分别介绍了指数模型法、监督分类法和决策树法三种不同水体遥感提取方法的过程及原理,并以洞庭湖水域的水体提取为例,比较了三种方法的实现异同,从而为在不同时期和不同用途时采用最佳的水体提取模型提供一定的依据。     

Mie散射激光雷达研究成都地区大气边界层特性

基于Mie散射激光雷达,对成都地区大气边界层结构随时间的变化特性进行了研究.利用Mie散射激光雷达测量大气回波信号,由改进的Klett算法反演获得大气后向散射系数,应用误差函数拟合法并参照位温廊线获得并分析了成都地区大气边界层高度以及卷夹层厚度等特性.