相关型全极化辐射计研究

全极化微波辐射计对海洋风场的测量和研究具有重要意义。全极化微波辐射计通过测量目标的Stokes矢量来得到目标的全部极化信息,这对传统的海洋风场测量是一种有效的补充。全极化辐射计主要包括组合型和直接相关型两种类型,通过着重介绍直接相关型极化辐射计,给出了相关型辐射计的系统框图并从原理上对其进行了分析。任何微波测量都离不开定标,对全极化微波辐射计的定标原理和硬件实现技术也作了详细介绍。     

综合孔径微波辐射计及其反演成像

介绍了综合孔径微波辐射计的基本思想,以及对地观测的综合孔径微波辐射计与综合孔径射电天文望远镜的区别。给出了综合孔径微波辐射计任意基线干涉测量的可见度函数与基线参数的关系,推导了可见度函数的一般表达式和综合孔径微波辐射计亮度温度反演的一般函数空间表示。给出了亮度温度反演的数值算法和算例。     

一种新型微波辐射计的仿真研究

本文对一种以全功率微波辐射计为基础的新型微波辐射计———数字增益自动补偿微波辐射计进行了仿真研究。建立了微波辐射计系统各环节的数学模型并以此进行了仿真试验。仿真结果不仅证明了所建立的数学模型准确有效,而且为优化系统设计提供了重要参考,同时也为进一步实现星载环境仿真调试奠定了基础。     

综合孔径微波辐射计的技术发展及其应用展望

介绍了综合孔径微波辐射计成像的基本原理, 回顾了干涉式综合孔径技术在过去十余年间的发展历程, 较详细地介绍并分析了目前世界上已有或在研的综合孔径微波辐射计系统, 其中包括美国的ESTAR 及其2D2STAR , GeoSTAR 计划, 欧空局SMO S 计划上的主载荷MIRAS, 芬兰赫尔辛基技术大学的HUT 22D, 以及中科院空间中心研制的C 波段及X 波段综合孔径微波辐射计等。最后, 对干涉式综合孔径技术的应用前景作了简要介绍与展望。     

X波段全极化微波辐射计的计算机仿真

全极化微波辐射计是未来星载遥感海面风场的重要微波遥感仪器,可为短期天气预报、气候学和海洋学研究提供重要的有价值信息,利用软件平台对全极化辐射计进行计算机仿真对于系统设计和全极化定标技术仿真验证具有重要的意义。对X波段相关型全极化微波辐射计进行了计算机仿真,基于ADS软件平台建立了相关型全极化微波辐射计系统仿真模型,对仿真模型有效性进行了验证,并在仿真模型基础上对全极化定标技术进行了仿真验证。结果表明仿真模型准确有效,可为系统设计和全极化定标仿真验证提供参考。     

小波离散点插值处理在综合孔径微波辐射计中的应用

土壤湿度和海水盐度是影响全球气候和水体循环的重要因素,但是对土壤湿度和海水盐度的测量都需要较低的微波测量频率,这时天线孔径和空间分辨率的矛盾就更加突出,而应用综合孔径微波辐射计就是在减小天线孔径和重量的前提下提高空间分辨率的一项新兴的被动微波遥感技术。综合孔径微波辐射计测量的是视场范围内亮温分布对于天线阵中不同基线的干涉天线单元之间的可见度函数分量,根据测得的可见度函数可以反演得到亮温图像。在综合孔径微波辐射计设计中,天线阵列设计和成像反演算法是两项关键技术。提出一种基于小波变换的离散点插值方法,它对二维综合孔径微波辐射计的Fourier成像反演算法进行了修正处理。     

星载毫米波辐射计地面定标实验

对CE-1(嫦娥一号)卫星有效载荷微波探测仪初样样机8 mm微波辐射计进行了地面定标实验。测量了接收机的线性度和灵敏度;建立了射频前端微波辐射传输模型;应用该模型并结合测试结果,建立了失配条件下辐射计天线温度的定标方程。实验结果表明,接收机线性度为0.9999,灵敏度为0.17 K,定标误差小于0.85 K。为CE-1正样样机的研制以及科学目标的实现提供了定标参考。     

干涉式被动微波成像仪二维频谱特征及误差分析

干涉式被动微波成像仪(干涉式综合孔径微波辐射计)利用不同距离的干涉天线对形成的基线对视场范围内亮温分布的空间频谱进行采样,进而反演得到亮温图像。首先介绍了干涉式被动微波成像仪的基本工作原理,在此基础上分析了空间图像的二维频谱特征,并能利用这些特征从采样频谱中初步分析出原始亮温中的某些特殊分布,证实了在反演亮温存在明显振荡的情况下,可以从振荡方向判断存在误差的基线的大致位置。还分析了成像仪的天线位置误差、信道的幅度和相位误差以及天线方向图误差对反演亮温的影响及特点。这些分析将为从反演图像判断干涉式被动微波成像仪误差类型和来源提供重要的判别依据,并为后续的反演图像增强算法的设计提供重要的参考。     

提高微波辐射计测量精度研究

从测量误差的理论角度,分析了影响微波辐射计系统测量精度的各种因素,提出了研制和应用微波辐射计系统所要依据的4个温度概念,并从应用条件角度讨论了提高陆基、机载、星载微波辐射计系统测量精度的一些具体技术方案。     

微波辐射计接收机的逆向辐射噪声对天线定标的影响仿真

基于有限积分算法,仿真计算了微波辐射计接收机的逆向辐射噪声温度对于接收天线口面的附加温度,并根据CST仿真软件计算结果,对照给定的简化理论模型,具体分析了微波辐射计逆向辐射噪声温度微波辐射计定标桶罩以及天线口面位置的影响。     

Method and Realization of Calculating BRDF System with Multi\|angle Images

BRDF(Binomial Distribution Function) can describe the reflection characteristics of the surface,one of the cutting\|edge hot issues in multi-angle research in quantitative remote sensing.In order to study the reflection of the objects at different angles of observation,the measurement data are obtained by using the aerial photogrammetry method.Based on the collinear equation and semi-empirical core-driven model theory,the measurement of BRDF system with Multi\|angle Image is realized by using C# object\|oriented programming,including SFM(Struct From Motion) algorithm to solve camera parameters and establishment of the image pyramid to read image data efficiently and accurately.The system polarized graph were generated by selecting soil and maize ground point in the multispectral image data obtained by using the Micro\|MCA six-channel multi\|spectral camera,compared and analyzed with the image of the BRDF simulation software(DART).The results show that the system is computationally efficient and robust.The reflectivity of any observation angle extrapolated from the core driving model is in accordance with the characteristics of BRDF.The “hot spot” appears at the same side observation of the sun,which is consistent with the change trend of reflectivity of DART simulation image.The multi\|scale module designed in the system can meet the calculation requirements under different spatial resolution of image.The realization of the system provides a reference for the follow\|up study of multi\|angle measurement of BRDF in quantitative remote sensing.     

基于Simulink的船舶电力系统仿真研究

针对传统用C++语言编写船舶电力系统模型的方法较为复杂的特点,将 Simulink仿真与C++语言相结合,建立船舶电力系统基本模型。根据Simulink仿真发电机模块与算法的特点,结合模拟训练中实时性的要求,对基本模型进行改进,构建两种适用于不同算法的船舶电力系统仿真模型。仿真结果表明,定步长算法下的仿真模型可满足模拟训练实时仿真的要求;变步长算法下的仿真模型结合多项式拟合算法,可得到与实时仿真基本相同的结果。因此,两种仿真模型均适合于基于模拟训练的船舶电力系统。     

基于VxWorks的Simulink实时仿真软件的实现

研究了基于VxWorks的Simulink实时仿真软件的实现.主要阐述了RTW的编译、S函数的定义及在主机上生成模型文件,并介绍了两种实时仿真方式:在目标机中手动下载执行模型函数;在主机上用代码加载模型文件,并执行模型函数.实现了基于VxWorks的Simulink实时仿真功能,最终完成的实时仿真软件已应用于飞机飞控系统模型仿真中.     

面向嵌入式软件开发的UML到Simulink模型转换方法

模型驱动开发及其关键技术模型转换是近年来软件工程领域研究的热点。在嵌入式软件开发早期,不仅需要对设计模型进行静态分析,更需要对其进行动态仿真,验证系统设计的正确性。如何把设计模型和仿真模型无缝连接起来是工业部门亟待解决的问题。深入调研了UML和Simulink模型转换研究现状,详细分析了模型驱动开发中模型转换的相关技术,提出了一种UML到Simulink的模型转换方法,设计了UML元模型、Simulink元模型,撰写了UML元模型到Simulink元模型的映射规则。最后选取自动驾驶仪系统的飞行控制软件作为案例,验证了该方法的正确性。该方法能实现UML和Simulink两种异构模型同构化,提高嵌入式软件开发效率,丰富并且完善模型驱动开发,也为飞行控制系统、高速铁路控制、机载航电系统等嵌入式软件开发提供了技术支持。     

基于Simulink模型确定计算顺序的研究

将Simulink仿真与代码生成相结合具有很大的实用价值。通过分析Simulink模型特点,将模型转变为C语言代码可达到模型仿真和代码生成相结合的目的,而其中亟需解决的问题是在生成代码过程中计算顺序的确定。通过提取Simulink模型文件中的信息来分析Simulink模型中模块的特性,并将模块间的关系以图的形式存储进而得到Simulink模型中模块间的依赖关系。由模块特性和模块间依赖关系得出两种计算顺序:考虑到底层模块的模块化计算顺序和顾及子系统的层次化计算顺序。通过分析比较这两种计算顺序,发现层次化计算顺序优于模块化计算顺序。最后对Simulink自带的f14模型的测试说明了两种计算顺序是可行的。     

直升机仿真模拟训练集成系统实现

针对直升机仿真与地面模拟训练的需求,根据系统集成的开发理念,开发出一个集VC++、Matalb/Simulink和Vega三维可视化功能于一体的直升机仿真模拟训练系统;该集成仿真平台通过VC++编程,将软件界面与Simulink模型有机结合在一起,利用Matlab引擎对Simulink模型进行控制,并将仿真结果送到Vega场景中实时显示;实际运行结果表明,该系统仿真效果与实际效果基本一致,达到了设计要求,具有较好的实用性。     

黑河综合遥感联合试验中机载WiDAS数据的预处理方法

机载红外广角双模式成像仪(Wide-angle Infrared Dual-mode line/area Array Scanner\|WiDAS)是黑河综合遥感联合试验中的主要机载传感器之一,它通过可见光到热红外波段的广角成像,获取地表二向反射和热辐射方向性信息,介绍了WiDAS数据的预处理关键算法及关键参数。WiDAS传感器的可见近红外波段与中红外、热红外波段在探测器性能、空间分辨率和目标辐射特性方面都有显著差异,因此它们的预处理具有不同的算法。可见近红外波段的CCD相机用积分球定标,用简单的多项式形变函数进行波段间配准,用6S模型和实测气溶胶光学厚度进行大气校正。中红外、热红外波段的红外相机则用面元黑体定标,波段配准中采用了复合的形变函数和较为复杂的配准算法,大气校正采用MODTRAN模型和实测大气廓线。还介绍了从WiDAS标准预处理产品中提取目标的多角度观测的方法,这些信息为使用WiDAS数据产品开展定量遥感研究和应用提供参考。     

基于MWorks与Simulink的联合仿真

针对多领域统一建模和仿真问题,介绍模型耦合、求解器耦合和进程耦合等3种联合仿真途径,从模型的数学原理和软件架构方面研究多领域建模仿真平台MWorks与MATLAB/Simulink之间基于模型耦合的联合仿真,并基于Simulink的S-function和MWorks的COM实现两个建模仿真软件之间的联合仿真.多领域模型实例证明该联合仿真软件有效,可拓展Simulink的应用范围.     

垂直运动永磁直线同步电动机的建模与控制仿真

运用电动机统一理论及参照旋转电动机的数学建模方法并结合PMLSM的特点,建立了PMLSM的数学模型。通过对Matlab/Simulink下旋转同步电动机模型的分析,建立了基于Matlab/Simulink的通用PMLSM仿真模型,可以利用它方便地进行垂直运动的PMLSM控制系统的仿真和分析。仿真结果证明,该电动机模型能够较好地反映实际电动机的工作运行特性,对于实际控制系统的设计制造具有很好的参考价值。     

基于全光纤Mach-Zehnder干涉仪的温度测量系统

设计了一种可测量小范围温度扰动的全光纤M ach-Zehnder干涉测量系统。简单介绍了全光纤M ach-Zehnder干涉仪的基本结构和工作原理,并推导了干涉条纹移动距离与测量臂长度变化之间的关系式;在理论分析的基础上,搭建了一全光纤M ach-Zehnder干涉仪系统,通过在有标识刻线的接收屏上直接观察测量干涉条纹的移动距离来确定测量臂光纤的温度变化,最终,确定了测量臂光纤加热温度和干涉条纹移动距离之间的关系;通过实验结果分析可知,该干涉系统可实现小范围温度扰动的准确测量,测量精度可达到℃/18。