典型地区大气湍流高度分布特性与模式研究

研究大气传输问题中的大气湍流就是研究湍流所造成的折射率随机变化规律。大气折射率结构常数$C_n^2$是表示大气光学湍流强度的一个重要参数。利用新型温度脉动探空仪对大气温度、气压和$C_n^2$在合肥、北京和库尔勒等典型地区进行实地探测, 结合全国不同地区气象站点的常规气象探空资料进行统计分析,得到不同典型地区常规气象参数随高度分布特性,为大气湍流预报模式的建立提供数据资料。选取广泛应用的大气湍流参数模式Hufnagel-Valley模式和NOAA模式,根据实际测量数据拟合得到不同典型地区大气湍流高度分布初步模式,将两种模式和实际测量数据进行对比验证分析,为不同典型地区大气湍流模式分布特性的研究提供方法验证和参考依据。     

基于NOAA模式的典型地区大气湍流高度分布

研究大气传输问题中的大气湍流主要是研究湍流所造成的折射率随机变化规律。大气折射率结构常数Cn2是表示大气光学湍流强度的一个重要参数。主要利用温度脉动探空仪对大气折射率结构常数Cn2在合肥和北京两个典型地区进行了实地探测及计算分析,同时根据两个典型地区相应气象站点常规气象探空资料统计分析数据,通过NOAA模式得到大气湍流高度分布廓线,并与HV模式廓线和实际测量数据进行对比验证分析,为其他不同典型地区大气湍流模式分布特性的研究提供方法验证和参考依据。     

用于光传输实验研究的湍流箱的设计和特性分析

大气中折射率起伏主要由温度的随机变化引起,因此可通过调节气流的温度和速度来人工地产生湍流并控制其强度,基于此原理设计并研制了一种用于光传输实验研究的大气湍流箱.通过同时测量传榆光波的到达角起伏和闪烁,得到了箱内光传输路径上大气折射率结构常数C2n和湍流内尺度l0.实验结果显示,C2n和l0分别受箱内温度和风速的影响.C2n在温度45℃、风速0.48 m/s时达到1.58×10-11 m-2/3,lo在温度25℃、风速1.04 m/s情况下为2.33 mm.对对数光强时间功率谱的分析表明,此湍流箱所产生的湍流适合用于光波大气传榆湍流效应的实验研究.     

微波斜径传播对流层大气湍流结构常数模型

在微波遥感和卫星通信领域内，对流层湍流大气引起的信号闪烁现象的研究是至关重要的一个问题。引起接收信号闪烁的大气折射率起伏一般由大气结构常数(Cn^2来度量。根据ITU—R光波波段的Cn^2模型及ITU—R幅度闪烁标准偏差σχ的经验模型讨论了在微波波段影响Cn^2的主要因素；建立了微波波段的Cn^2模型。其优点是考虑了大气温度和湿度随高度的变化。根据湍流的幅度闪烁理论，在频率分别为12GHz，20GHz和30GHz时，用该Cn^2模型计算了σχ，并与ITU—R和Ortgies模型的预测结果进行了比较，结果表明一致性较好，说明该Cn^2模型是实用的。     

声波扰动激发湍流效应的研究

声波扰动能影响大气折射率结构常数，激发大气湍流效应.文章结合声波方程和Kolmogorov湍流模型的"2/3定律"，分析了声波激发功率和大气折射率结构常数之间的数值关系，分析了波长、温度和压强对大气折射率指数的影响.结果表明:压强的变化对大气折射率指数的影响最大，其次是温度，波长的影响最小.在标准大气压下，光波长为0.65 μm，声波扰动功率小于30 kW时，声波在距离声源1 m左右产生的大气折射率结构常数量级在10-17上下波动，属于大气弱湍流效应，表明声波扰动能产生湍流，激发湍流效应.     

合肥地区大气湍流随高度分布日变化特性分析

大气折射率结构常数C2n是表示大气光学湍流强度的重要参数.利用QHTP-2型温度脉动探空仪对C2n进行了实地探测,通过对大量探空实验数据的统计分析得出了合肥地区0～35 km高度C2n分布廓线和日变化特性,对合肥地区的大气湍流结构特性有了比较清晰的认识,研究结果为进一步进行湍流特征和大气性质的遥感探测及实际激光工程应用提供了有意义的参考.     

一种基于WRF模式的雨衰减短期预报方法初探

将气象中应用广泛的数值天气预报模式应用到雨衰减区域短期预报中,基于数值天气预报模式WRF获得未来一段时间降雨强度和雨顶高度的空间分布,结合系统参数如频率、极化角和仰角等,利用电波传播算法获得雨衰减的空间分布.利用实测降雨数据对预报结果进行验证,结果显示:预报雨衰减和实测雨衰减基本符合,特别是二者随时间的变化趋势非常一致.     

大气湍流中激光瑞利区间的高度效应研究

根据大气湍流中激光传输的瑞利区间表达式和L.C.Andrews修正谱密度函数(M谱),采用不同的大气湍流强度高度模型,研究沿不同高度链路传输的激光瑞利区间的高度效应。结果表明,随着传输链路高度h的增加和地面附近的折射率结构参数A的减小,瑞利区间ZR逐步增加;不同的高度模型计算得出的瑞利区间的变化趋势基本一致。所得结果可为低空大气湍流中的激光通信提供参考。     

基于深度卷积神经网络的大气湍流强度估算

提出了一种基于深度卷积神经网络估算大气湍流折射率结构常数C_n²的方法。将湍流影响下的高斯光束光斑图像作为神经网络的输入,利用深度卷积神经网络提取图像的特征信息,得到C_n²大小,并采用平均绝对误差、平均相对误差、均方根方差和相关系数四个统计量来衡量模型的估算效果。结果表明,该模型能够根据湍流影响下的高斯光束光斑图像对C_n²进行估算,当迭代500次时,相关系数为99.84%,各项误差均在2%左右。该模型在大气湍流特性分析及大气湍流强度估算等领域有一定应用价值。     

大气湍流折射率结构常数的测试技术

首先概述了大气折射率结构常数的基本概念和常见模型.然后详述了闪烁指教、到达角起伏等平均折射率结构常数的测试技术和热感探空仪、激光雷达、无源等折射率结构常数分布的测试技术及其研究动态.最后讨论了各种测试技术的特点.     

超宽带纳秒脉冲在带通滤波器中传输特性研究

根据超宽带(UWB)纳秒电磁脉冲的基本特性,采用模拟计算仿真与实验研究方法,研究了超宽带纳秒电磁脉冲信号通过微波接收机带通滤波器的时域、频域传输特性,初步认识了超宽带纳秒电磁脉冲通过带通滤波器传输特性规律,它是对传统连续波(CW)信号与脉冲调制信号通过微波带通滤波器传输特性技术的补充和完善。该研究成果为将来开发超宽带纳秒电磁脉冲在各类接收机中的应用提供技术基础。     

基于免疫粒子群算法的组合预测模型研究

使用一种预测模型对一问题进行预测时,往往只是考虑了该问题所具有的许多侧面中某一个或某几个.使得一种预测模型刻画研究对象的未来发展规律往往会存在着一定的局限性.所以在已经研究出得在众多预测模型中,分清某一预测模型对于揭示研究对象的变化规律所存在的不同优势,然后根据预测问题的实际需要将一些不同的预测模型进行一定机制下的有机组合,形成组合预测模型.文中利用免疫粒子群算法来计算组合预测中各预测模型的权值.可以很好地提高预测精度,更加贴切描述预测问题的演化规律.     

基于BP人工神经网络的高锰酸盐指数预测模型

高锰酸盐指数(CODMn)作为有机物相对含量的指标之一,同时是河流水质规划的一项重要指标。CODMn预测过程可认为是一种复杂非线性函数关系的逼近过程,利用BP人工神经网络建立CODMn预测模型,将历史样本作为模型的输入进行训练,利用训练好的网络模型进行预测,结果表明该模型具有良好的预测性能。     

ARIMA-SVM的物流需求预测模型

物流需求是多种因素综合作用的结果,具有规律性和特殊性,变分十分复杂,导致当前物流需求预测模型的预测效果差,难以满足物流管理的实际应用要求。为了解决物流需求建模过程中存在的难题,提出基于ARIMA-SVM的物流需求预测模型。首先对当前物流需求预测的研究现状进行分析,找到引起物流需求预测效果的原因;然后选择差分自回归滑动平均模型对物流需求的规律性变化特点进行建模,支持向量机对物流需求的特殊性变化特点进行建模;最后采用权值方式确定物流需求预测的预测结果,并采用物流需求的预测实例分析模型的有效性。结果表明,ARIMA-SVM的物流需求预测结果要优于当前其他物流需求预测模型,为其他预测问题提供了一种建模工具。     

A time-domain microwave oven noise model for the 2.4 GHz band

A time-domain noise model is developed for analyzing the performance degradation of wireless communication systems in the 2.4 GHz band caused by microwave ovens, taking into account the noise generation mechanism and its characteristics. The proposed noise model consists of a series of frequency-modulated tone bursts, which can be realized with a set of FM/AM modulators. It yields a simple and general expression of the noise waveform in terms of six parameters that can be determined from measurements. Band-limited noise waveforms can also be derived from the model via simple approximations. Comparisons of both the waveform and the frequency spectrum are made between actual noise and the proposed model, which clearly demonstrate the validity and usefulness of the model.     

基于正交投影特性的带状目标检测

图像中带状目标在行列上具有规则的几何特性,其边缘映射图在笛卡儿坐标系下的正交投影具有显著性特征。由此提出了一种基于正交投影特性的带状目标检测方法。基于Hough变换的思想,引出一种投影变换,利用投影宽度谱的局部峰值定位边缘映射图中的带状目标。为减小噪声点影响,给出一种距离约束准则下的序贯最小二乘直线拟合方法。对两组图像数据进行了算法验证,实验结果表明,算法识别精度高、实时性好,具有很强的鲁棒性。     

基于涡球模型的湍流气动光学效应预测方法

摘 要: 气动光学效应工程预测中通常采用的RANS方法无法提供流场涡结构的细节,因而难以模拟脉动结构对光学传输的影响。改进了一种基于涡球模型的随机相位屏方法,根据流场的统计平均特性在其中布置涡球,以模拟瞬态涡结构分布对气动光学的影响。改进的主要思路是建立涡球参数与流动统计特性之间的关联,应用涡球所在位置的密度脉动均方根值和脉动尺度确定涡球与周围流体的密度差和涡球的直径,避免了原有方法在脉动较弱的区域布置大尺度涡球的可能,更接近于物理实际。对可压缩剪切层流场光学畸变模拟的结果表明:改进后的随机相位屏方法得到的光学畸变程度与光强直接积分结果更为一致,相对原始方法,计算精度有明显的提高。     

基于遗传算法改进的洪水预报模型

根据人工神经网络处理大规模非线性动力系统、遗传算法具有较好的寻优能力的特点,将二者有机的结合起来,提出了基于遗传算法改进的洪水预报模型,并将其应用于四川省达州市州河流域的水文预报。实验结果表明,本模型能够减少训练次数,提高预报精度,能更好的对洪水进行预报。