地基激光测距系统观测空间碎片及其探测能力研究

空间碎片高精度测量是提升碎片目标精密监测与预警的重要途径。作为空间碎片地基光电探测技术,激光测距具有高精度测量特性。根据空间碎片激光测距特点以及瞄准国际技术发展,研制高性能高功率激光器、突破高效率激光信号探测等,国内首先建立了60 cm口径空间碎片激光测距系统,实现了碎片目标测量距离从500~2 600 km,目标截面积从小于0.5 m2到大于10 m2,具备了空间碎片常规测量能力。根据空间碎片激光测距方程,结合实际激光回波数据,综合考虑空间碎片过境时段等,构建了地基激光测距系统探测仿真模型,研究了60 cm口径空间碎片激光测距系统探测能力,可对距离1 000 km、直径大于50 cm碎片目标进行观测,与实际测量结果相符,验证了仿真模型的合理性,为未来地基激光测距系统高效运行及测量装备建设与探测效能评估奠定了基础。     

β-内酰胺类抗生素臭氧氧化机理与降解途径

为考察β-内酰胺类抗生素在臭氧氧化过程中的降解规律与特征,采用臭氧直接氧化法处理水中4种典型β-内酰胺类抗生素。研究不同pH值条件下臭氧氧化典型β-内酰胺类抗生素的降解效果,利用淬灭实验探究降解机理,分析中间产物并推测降解路径。研究结果表明：改变pH值对阿莫西林和头孢氨苄降解效果没有显著影响,酸性条件对青霉素钠降解有抑制,碱性条件对头孢曲松钠降解有促进。淬灭实验结果表明：叔丁醇（TBA）对阿莫西林和头孢氨苄的降解有一定的促进作用,说明阿莫西林和头孢氨苄的降解由臭氧分子直接氧化主导;随着TBA浓度的升高,对青霉素钠和头孢曲松钠的抑制效果更加显著,说明青霉素钠和头孢曲松钠以羟基自由基（·OH）间接氧化为主导。阿莫西林、头孢氨苄、青霉素钠和头孢曲松钠臭氧氧化过程中分别生成了4、6、3、3种主要中间产物,降解途径包括β-内酰胺环断裂、去甲基化、水合反应、加成反应等过程。     

大气污染暴露风险防控可视化决策支持平台

针对当前我国大气污染防治正逐步由污染治理转向风险防控,而现有空气质量监测设备和平台服务仅限于环境监测而非暴露监测的问题,设计研发了一套基于B/S架构的可视化综合分析与决策支持平台——大气污染暴露风险测量系统（APERMS）。首先,基于大气污染浓度监测数据和暴露时空行为活动模式,耦合集成污染浓度制图、个体暴露测量、人群暴露测量、暴露风险评价这一完整的大气污染暴露风险测量技术路线;其次,基于高可用和可靠原则,进行系统的总体架构设计、数据库设计和功能模块设计;最终,采用GIS与J2EE Web等技术,完成APERMS开发,实现了大气污染浓度分布高时空分辨率模拟、个体和人群大气污染暴露状况精准评估、大气污染暴露风险水平全方位评价等功能。APERMS主要应用于大气污染监控和环境健康管理行业,为风险规避和污染防控提供有效的技术支持。     

Wavelet-based multiresolution analysis for data cleaning and its application to water quality management systems

Data cleaning techniques are useful for extracting desirable knowledge or interesting patterns from existing databases in engineering applications. The major problems of conventional techniques (e.g., Fourier Transformation Technique) are that they are (1) more appropriate in linear systems than nonlinear systems, and (2) stringently depend on state space functions. In this study a wavelet-based multiresolution analysis technique (WMAT) is proposed for reducing noises induced by complex uncertainty. The approach is applied to a river water quality simulation system for showing its practicability in data cleaning and parameter estimation. Clean data are prepared through running a Thomas’ river water quality model and polluted data are synthesized by mixing clean data with white Gaussian noises. The results show that WMAT will not distort the clean data, and can effectively reduce the noise in the polluted data. The data denoised by WMAT are furthermore used for estimating the modeling parameters. It is also indicated that the parameters estimated with the denoised data through WMAT are much closer to real values than those (1) with polluted data through WMAT and (2) with data through Fourier analysis technique. It is thus recommended that the prepared data be used for estimating the modeling parameters until being cleaned with WMAT.     

基于MATLAB的GPS卫星预报软件设计

详细介绍GPS导航电文中的历书参数,及利用历书信息进行可见卫星预报的计算原理.在MATLAB软件平台下设计实现GPS可见卫星预报软件,给出了基于图形用户界面的设计思路及过程,预报实例及与其他软件的对比表明基于MATLAB的GPS可见卫星预报软件实现简便,结果可靠.     

基于精确模型和逆投影的超大视场红外图像畸变校正

针对超大视场红外图像畸变大、与人眼视觉差异明显的问题,提出了一种基于精确模型和逆投影的超大视场红外图像畸变校正算法以改善其视觉效果.该算法首先利用精确模型对超大视场红外相机成像中的物、像关系进行描述;然后,针对红外图像像素采样率不高的缺点,利用较为精确的三次卷积插值法对图像进行插值来补全成像信息;最后,根据校正图像上的待赋值像点的坐标,结合校正模型和超大视场红外相机精确模型,计算该像点逆投影到插值图像时的对应坐标,并以最近邻像点像素值作为校正后图像像点的赋值.车载道路场景下的超大视场红外图像畸变校正实验结果显示,所提出的算法图像校正结果边界清晰、无锯齿效应,对场景中的直线平均还原偏差小于0.35 pixels,表明该算法对超大视场红外图像畸变校正具有较好的适用性.     

大气气溶胶污染监测中应用的新型全天时户外型拉曼-米散射激光雷达系统

介绍在大气气溶胶污染监测中应用的新型全天时户外型拉曼-米散射激光雷达系统,主要用于对大气边界层结构、对流层气溶胶和云光学特征及其形态进行自动连续观测。该系统在整体结构方面,运用成熟的米散射、偏振和拉曼激光雷达技术,采用一体化设计,结构紧凑,便于运输,外场试验无需安装和调试;在系统控制方面,采用一键式启动,操作简单,同时具备手动和自动两种工作模式,并具有网络控制和数据传输功能;在数据处理方面,采用自动和人工两套处理软件,前者可根据系统设置自动处理和实时显示测量结果,后者则根据用户设定参数对原始测量数据进行数据反演和显示。该系统真正实现了激光雷达的产品化应用要求,可广泛运用于大气环境监测和大气科学等研究领域。     

高性能计算在多学科大变量飞机优化设计中的应用

波音、空客等公司飞机设计中采用的先进设计手段之一是基于高性能计算的多学科、大规模设计变量优化的应用。目前我国的高性能计算在硬件方面已处于世界领先水平,但在工程应用系统方面还无法满足需求。文章介绍了以工程实际需求为导向,以高性能计算资源为辅助手段,基于飞机设计需求而开发的多学科、大变量的并行计算软件系统及计算平台,以及利用该平台实现的航空应用算例。     

UHMWPE辐射接枝甲基丙烯酸环氧丙酯的研究

采用γ射线辐照技术在超高摩尔质量聚乙烯（UHMWPE）微粉表面接枝甲基丙烯酸环氧丙酯（GMA）。对辐照剂量、GMA用量及UHMWPE用量与接枝率的关系进行了研究；用红外光谱、DSC及扫描电镜对接枝物进行了测试。研究发现：在辐照接枝反应中，辐照剂量大于20kGy时，接枝效率较高，GMA的接枝率主要受单体浓度的控制。由于GMA的引入降低了链段的规整度，UHMWPE接枝物的熔点降低，熔融热减小；接枝后UHMWPE的表面比纯UHMWPE表面粗糙，孔洞减小。