基于优化神经网络算法的电离层foF2预测

为了提高基于反向传输（back propagation,BP）神经网络的电离层f_oF₂预测的精度,采用了一种改进粒子群优化神经网络的方法,对BP网络的初始权值进行优化,防止出现神经网络训练中的局部最优.通过比较基于粒子群优化的神经网络预测结果与遗传算法优化的神经网络预测结果,我们发现对于BP神经网络,两种方法都有很好的性能.此外,和电离层经验模型国际参考电离层模型（international reference ionosphere 2016,IRI2016）结果进行对比,结果表明,本文提出的自适应变异粒子群（adaptive mutation particle swarm optimization,AMPSO）优化神经网络能有效提高f_oF₂的预测精度,并在低纬地区有更好的预测效果.     

太阳活动低年(2005—2007)期间中国低纬地区电离层foF2变化特性

利用2005—2007年广州、海口和重庆三个台站的f_oF₂数据,研究了f_oF₂日变化、季节变化和f_oF₂随太阳活动的变化规律,以及空间天气事件如磁暴对f_oF₂的影响.结果发现:f_oF₂的日变化规律体现在日出前出现最小值,海口和广州两站在14:00—16:00出现最大值,重庆站在12:00—14:00出现最大值;春秋季f_oF₂均值高于夏冬季节,春季高于秋季,冬季高于夏季（重庆站不明显）;从2005年开始,临频值整体下降,与太阳黑子数呈现正的线性关系;在2005-08-24开始的磁暴期间在磁暴的主相发生f_oF₂的正向扰动,在磁暴发生的第二天f_oF₂整体呈现负向扰动.综合以上信息可知,我国低纬地区可以划分为赤道异常区和非赤道异常区,两个地区f_oF₂有所相似但仍有不同,应结合太阳活动具体分析.     

一种可选的电离层TEC区域重构方法

电离层总电子含量(total electron content, TEC)区域重构常采用克里金空间插值方法,该方法基于电离层TEC数据的位置关系及相关性等特征,同时满足空间加权估计的无偏性和最优性特征,因此被广泛应用.但克里金空间插值方法拟合变异函数时,传统理论变异函数模型面临函数曲线固定、空间细节变化无法反映以及模型选取人为主观等问题.为解决上述问题,文中提出一种可选的电离层TEC区域重构方法,从TEC数据的空间变化特征出发,采用最小二乘支持向量机（least squares support vector machine, LS-SVM）拟合实验变异函数,能够更精确地刻画变异函数,反映电离层TEC空间变化趋势.为验证本方法的准确性,选用中国陆态网地基GNSS台站三组不同时刻穿刺点垂直TEC (vertical TEC, VTEC)值作为实测数据,同时选用普通克里金空间插值方法中的指数理论变异函数模型、球状理论变异函数模型以及LS-SVM理论变异函数模型进行实验对比.三组实验结果表明,本文方法计算的均方根误差(root mean squared error, RMSE)分别为1.54 ...     

一种利用C/A码GPS接收机实现电离层延时双频改正的方法

电离层传播延迟是C/A码GPS导航定位的主要误差源之一。本文提出了一种利用C/A码GPS接收机实现电离层延迟实时双频改正的方法,并对实现这一方法的电路框图的原理进行了分析,从理论上说明了其可行性。     

一种基于离散余弦变换-惩罚最小二乘回归的区域高分辨率电离层TEC地图重构方法

高时空分辨率的电离层TEC地图对中小尺度电离层扰动的分析和建模具有重要的应用价值. 利用中国大陆构造环境监测网络和国际GNSS服务(international GNSS service, IGS)的地基GNSS监测数据,基于离散余弦变换-惩罚最小二乘回归（discrete cosine transform and penalized least square regression, DCT-PLS）算法,实现了区域高时空分辨率(1°×1°×15 min)电离层TEC地图的重构. 通过与2014年和2018年部分Madrigal高精度TEC数据的对比结果表明,DCT-PLS算法给出的垂直TEC一致性和稳定性相比欧洲定轨中心（Center for Orbit Determination in Europe,CODE）的全球TEC地图(global ionospheric map, GIM)数据有明显提升,其中TEC平均误差由3.9 TECU下降为2.0 TECU,标准差由3.7 TECU下降为2.7 TECU. 对2017-09一次磁暴期间的电离层重构结果表明,本文算法能够较好地再现磁暴期间电离层精细化的扰动结构特征,相关研究结果可为实现区域高分辨率电离层监测和应用提供技术支撑.     

一种基于热电效应的微型CO2浓度检测系统

基于CO₂在4.26um处的特征吸收,采用抽取式密闭小型怀特池以及热电传感器,设计了一种微型CO₂气体检测系统,并进行了实际测量,反演了CO₂浓度,相关性达到0.99973,最低检测CO₂浓度为1ppm。此系统结构简单,运行稳定,避免了光学轮盘调制方式的复杂结构,减小了开放式结构对探测器带来的不稳定影响。     

一种基于Pd-Y合金纳米膜的光纤H2传感器

为提高光纤H₂传感器的响应速度、稳定性和可 重 复性,本文分析了Pd-H传感机理,进而提出利用双靶溅射工艺在石英光学玻璃基底上制 备55nm厚的Pd-Y合金H₂敏薄膜,采用双光路 检测技术设计并实现了反射式光纤束H₂传感器系统。通、放H₂实验结果表明,本文 研制的基于Pd-Y合金纳米薄膜的 传感器具有响应快速的特点,特别是在多次循环老化实验后表现出良好的稳定性和可重复性 。     

一种基于宽频光源和FP腔滤波的CO2检测系统

介绍了一种基于宽频光源和法布里-珀罗谐振腔(Fabry-Perot,FP)结构的CO2检测系统。该系统为主动光学系统,结构简单、系统信噪比高。从差分吸收激光雷达原理出发,阐述了该系统的基本工作原理,使用HITRAN数据库模拟大气环境,设计系统参数,确定系统工作波段为1.57μm,光源为L波段超辐射LED光源(Super LED,SLED),能量波动值Rip为50dB,输出功率为24.51mW,接收端滤波器为光纤FP腔滤波器,工作中心波长为1.55μm,带宽为60nm,通道间隔为50GHz,设计系统探测误差为2×10-6。     

一种基于HfO2材料的RRAM波动性模型

基于HfO₂材料制作了一种具有良好非易失性的阻变存储器(RRAM)。根据ECM导电细丝机制,建立了动态的Verilog-A模型,该模型包含了RRAM的波动特性。对模型进行直流电压扫描验证,与实际器件的电流-电压特性曲线进行拟合。验证结果表明,该模型具备RRAM器件优良的电学特性,波动特性的加入对电路的前期设计具有指导意义。对模型进行脉冲仿真,仿真结果表明高、低阻态之间的鉴别窗口大于100倍,转变时间小于30 ns。     

一种具有高能量分辨率Al2O3钝化结区的PIN探测器

提出了一种Al₂O₃钝化结区的PIN探测器,与传统PIN探测器不同的是,在器件正面的pn结和背面的高低结处沉积了10 nm厚的Al₂O₃薄膜。经TCAD仿真结果表明,该探测器具有更低的漏电流和保护环处的电子电流密度,能对高能粒子射线入射产生良好的响应。设计了两种探测器的制备步骤并制备了器件,通过薄膜少子寿命的表征、器件的暗态I-V测试和²⁴¹Am元素能谱测试对其进行了评估。测试结果表明,与传统的PIN探测器相比,Al₂O₃钝化结区的PIN探测器的少子寿命提升至1 061μs,漏电流降低至5 nA,能量分辨率提升至521 eV,表现出更好的探测性能。     

我国中低纬地区电离层foE经验模型初步研究

利用电波环境观测网中低纬地区（以满洲里、重庆、昆明、海口为例）电离层f_oE数据,参照前人工作,分析了f_oE月中值与太阳活动指数、太阳天顶角的变化关系,建立了我国中低纬多个地区的f_oE月中值经验模型. 结果表明:f_oE月中值与F_10.7存在很强的相关性（相关系数大于0.9）;与正午太阳天顶角余弦存在反相关性(相关系数绝对值大于0.7);与实测数据对比发现本文模型计算值标准偏差小于0.1 MHz,优于国际参考电离层(international reference ionosphere, IRI)模型。本文研究对于IRI模型改进与我国区域电离层经验模型研究建立具有重要意义.     

Denoising and reconstruction of evaporation duct based on quadratic optimal threshold approximation message passing method

To solve the problem that the mixed noise of compressed sensing observation stage had adverse effects on the high-precision reconstruction in the time-space situation awareness process of evaporative duct,an approximate message passing method based on quadratic optimal threshold was proposed.A quadratic stabilization threshold function which integrated advantages of soft and hard threshold functions was designed,and the optimal threshold setting policy was added to the iterative process based on conjugate gradient method to speed up convergence.Theoretical analysis and experiments show that,compared with several mainstream algorithms,the proposed algorithm has the faster convergence rate and lower denoising reconstruction error.     

基于相位重构的计算全息再现光场中噪声的消除方法

由于量化噪声、胶片中有大量微小颗粒等原因,用CGH再现的光场中往往有散斑噪声。为了消除散斑噪声,文章提出了一种新的处理思路和方法:不是刻意去获得低噪声的再现光场,而是用数字全息技术重构再现光场(包括散斑噪声)的振幅和相位,继而从再现光场中消除散斑噪声,得到高质量的再现光场。实验结果表明,即使在散斑噪声很大的情况下用该方法得到的光场依然是令人满意的。     

一种新的低/零碰撞区跳频序列集构造方法

低/零碰撞区跳频序列能够应用于准同步跳频通信系统中以缓解多址干扰的影响。提出了一种新的基于交织方法的低/零碰撞区跳频序列集构造方法。针对序列集的不同参数设计合理的移位序列,通过交织变换构造具有最优或次优性的低/零碰撞区跳频序列集。对不同参数进行了数值仿真,得到和所提方法一致的结论,且该方法构造的序列集具有更低的周期碰撞次数,实用性更强。新的低/零碰撞区跳频序列集可以应用于准同步跳频通信系统中,从而获得更优的性能。     

基于低串扰OXC的自动链路交换系统的设计与实现

介绍了基于低串扰OXC的自动链路交换系统的设计与实现,详细阐述了系统中OXC路由模块的硬件设计及实验方案.实验网络可以完成端到端光链路的自动建立.     

Nd^3＋,YAG激光和CO2激光对豚鼠中耳和耳蜗的显微及超微结构的影响

为了研究ＹＡＧ激光ＣＯ２激光行鼓膜造孔对听力的影响，我们用不同功率密度的激光照射豚鼠鼓膜不同时间后观察中耳和耳蜗显微和超微结构的变化。结果发现光关节末端输出功率１．５８Ｗ／ｍｍ＾２的ＣＯ２激光照射豚鼠鼓膜２秒，相同功率密度的ＹＡＧ激光照射１０秒可引起鼓膜穿孔，听骨链和耳蜗凝固或点状炭化；显微镜观察见凝固和炭化处柯蒂氏器官均明显破坏或变形，其内部分有炭化灶和／或炭化颗粒。激光输出功率密度愈大，损伤听     

一种基于改进的AdaBoost、肤色和2DPCA的人脸检测方法

为了提高复杂背景下多人脸检测率以及人脸检测速度,提出了一种基于改进AdaBoost、肤色检测和二维主成分分析法（Two-dimensional Principal Component Analysis,2DPCA）的人脸检测方法.该方法首先利用金字塔结构快速检测人脸,得到人脸检测区域,然后利用肤色检测对待判人脸区域进行过滤,过滤误检的非人脸区域,最后根据人脸的几何位置进行人脸关键部位的2DPCA检测.仿真结果表明,该方法实现了复杂背景下多人脸图像快速检测和精确定位,有效降低了误检率,使检测结果更加精确.     

基于Radarsat2与Landsat8协同反演植被覆盖地表土壤水分的一种新方法

主动微波遥感与被动光学遥感在反演地表土壤水分方面分别具有各自的优缺点,为了将这两者的优势结合弥补缺点,提出了一种基于Radarsat 2与Landsat 8数据协同反演植被覆盖地表土壤水分的半经验耦合模型.该模型基于水云模型,将光学遥感反演得到的植被冠层含水量作为水云模型的关键输入参数,并同时考虑植被冠层与土壤以及其之间的部分对雷达后向散射系数的影响,以此来去除雷达回波中的植被部分.最后选用内蒙古呼伦贝尔市额尔古纳市大兴安岭西侧研究区的Radarsat 2与Landsat 8遥感数据,利用新的耦合模型反演得到植被覆盖区土壤水分含量,并利用地面测量数据对模型进行验证.结果表明:利用Landsat 8数据反演植被含水量算法精度较高(R2=0.89),论文提出的耦合模型反演植被覆盖地表土壤水分精度比之前算法也有了较大的提高,其中HH极化效果最好,R2由0.27提高至0.65.这表明该耦合模型具有较好的反演精度,可以应用于植被覆盖区土壤水分含量的反演.     

CuPc/SiO2表面界面的电子状态研究

利用热生长工艺和热蒸发方法分别获得CuPc和SiO2薄膜层,通过原子力显微镜和X射线光电子能谱对其表面界面电子状态进行了研究,并采用高斯拟合方法对各谱进行了详细分析.结果表明,在氧原子的作用下,N1s,C1s,O1s 和Cu2p都经受了一定的化学位移,从而使得各原子间的相互作用强度有所改变,这是导致OFET性能劣化的重要原因之一.对OFET而言,采用溅射工艺制备的SiO2层应比热氧化生长的SiO2层更合适.     

北京地区中小学生心目中的科学家形象比较研究

中小学生心目中的科学家形象是对"科学"认知的一部分,同时,影响到中小学生未来成为科学家的意愿。本文通过中小学生心目中的科学家形象比较研究,显示出科学教育与媒体对科学家的形象传播所造成的影响;体现不同年龄段学生对科学的理解;不同年龄段学生对科学家的尊崇程度;不同年龄段学生对科学家的社会地位及科学家正面和负面的形象认识;不同年龄段学生对科学家的形象与他们未来择业的态度的影响,并提出科学传播与科学家形象建构的关系。