COSMIC 掩星反演的水汽廓线质量分析

利用2006—2012年北半球冬季低纬度地区(30°S~30°N)无线电探空站数据及全球大气成分和气候监测再分析数据对1000 h Pa~200 h Pa高度层的气象、电离层与气候星座观测系统全球定位系统掩星反演的比湿廓线进行了精度和可靠性验证。结果表明,水汽对气象、电离层与气候星座观测系统掩星反演影响较大,尤其在中、低对流层及热带地区等水汽含量比较大的地区,且气象、电离层与气候星座观测系统掩星数据在850 hpa以下可能并不太适用于评估其他数据。     

利用2006-2012年北半球冬季无线电探空站及MACC再分析数据对COSMIC GPS RO 反演的水汽廓线进行质量分析

为了验证COSMIC (Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere, and Climate, COSMIC) GPS (Global Positioning System, GPS) 掩星（Radio Occultation, RO）反演的水汽廓线的质量,同时也为了验证水汽对COSMIC GPS RO反演结果的影响,利用2006-2012年北半球冬季（12月、1月及2月）低纬度地区（30°S-30°N）无线电探空站数据及全球MACC再分析数据对1000 hpa-200 hpa 高度层的COSMIC GPS RO 反演的比湿廓线进行了精度和可靠性验证。这里分析了无线电探空比湿数据及MACC-Reanalysis数据相对于COSMIC GPS RO反演的比湿数据的相对误差在不同高度,不同比湿值的分布情况,发现在对流层中上层出现比湿相对误差极端值概率较大,在500 hpa -600 hpa高度层出现比湿相对误差极端值最大。在低纬度地区,无线电探空站比湿数据与COSMIC GPS RO反演的比湿数据之间的相对误差要小于20%,标准偏差也小于20%。通过统计比较低纬度地区及全球范围MACC再分析数据相对与COSMIC GPS RO数据的相对误差与标准偏差,发现低纬度地区COSMIC GPS RO 反演的比湿廓线精度要比全球范围要差,同时分析了两者之间的相对误差Re(q)在不同区间（-100%相似文献   

无源/有源联合探测系统站点部署与探测性能分析

针对由4站无源定位系统与有源T/R雷达站构成的联合探测系统,提出了无源/有源综合探测系统的探测模型,分析了4种布站方案的目标联合探测精度、探测模糊区分布问题,比较了无源/有源综合探测系统与无源探测系统的性能.仿真结果表明,联合探测系统的最优部署方案是4站无源定位系统采用星形布站结构,T/R有源雷达后置于无源主站10～40 km处,此时系统目标探测精度最高,探测模糊区最小.     

WRF模拟太原地区气象场特征及对弹丸的影响

在用WRF模拟太原地区2014年3月19号天气状况的基础上,得出该地区气象场特征,检验WRF模式在复杂地形下的模拟预报能力,并讨论了模拟的气象场对弹丸飞行造成的可能影响。结果表明:WRF模拟的气象场与真实大气比较接近;在该气象场背景下,射程为90 km的某弹丸由纵风引起射程误差较大,约为1 293.85 m,由横风在落点产生的横向偏差为304.85 m,由温度引起的射程偏差很小约为12.93 m。可见,实际大气对弹丸射击精度的影响是可观的,用WRF模拟的流场计算气象因素对弹丸射击精度的影响是有意义的。     

基于递推CRLB的被动定位跟踪精度分析

针对无源探测下存在探测概率低、数据率低、精度较低等问题,为了提高目标定位跟踪精度,利用克莱默下界(CRLB)理论,推导了不完全量测下最优估计方差下界公式。从而分析以上因素对目标跟踪的影响,为设计跟踪系统提供指标参考。理论仿真与KALMAN滤波数值仿真表明,在无法提高观测器精度的情形下,通过提高系统灵敏度以提升信号截获概率,增加分布式布站组网探测关联融合提高信息数据率,能显著提高被动定位跟踪精度。     

临近空间红外系统对弹道导弹探测距离的估算

为了估算临近空间红外系统对助推段弹道导弹的探测距离,详细分析了弹道导弹及背景的红外辐射特性;针对基于表现对比度作用距离算法在适用性和计算精度方面的不足,引入以波数η为参量的辐射通量公式对其进行改进;通过仿真计算该系统在4.25μm~4.55μm波段对弹道导弹蒙皮、尾焰、尾喷口的探测距离,结果表明临近空间红外系统对助推段弹道导弹的探测距离可达5 000 km~38 000 km,该结论可为临近空间红外系统的设计提供数据支持。     

多基准站相对定位算法及先验基线向量偏差影响分析

为提高单基准站短基线相对定位解算的可靠性,研究了多基准站约束的相对定位算法。将基准站间可提前测量的先验基线信息融入观测模型中,给出了多基准站相对定位的函数模型和随机模型,在此基础上推导了模糊度精度因子的解析表达式,揭示了基准站数量的增加对模糊度浮点解精度提升的作用;从理论上分析了基准站间先验基线信息中的偏差对模糊度解算的影响,分析表明,当先验基线各分量偏差的绝对值之和小于5 cm时,模糊度解算几乎不受影响;通过仿真和实测数据进行了验证。试验结果表明,增加基准站数量不仅能有效提升模糊度解算成功率和收敛速度,并且对先验基线信息中的偏差具有较好的抑制作用,当基线各分量偏差均增加到4 cm时,实测数据模糊度解算成功率仍能达到92%以上。研究结论为特殊场景下多基准站间的快速非精确标定提供了理论依据。     

2014—2016年FY-3C与COSMIC掩星电离层特征参数的比较

利用由FY-3C和COSMIC两个全球导航卫星系统无线电掩星任务提供的2014—2016共3年的电离层电子密度廓线,基于时间间隔7.5 min、经纬度间隔2.5°的时空匹配窗口,对两个掩星任务的电离层峰值密度（NmF2）和峰值高度（hmF2）进行了比较。结果表明：由两个任务得到的特征参数相关性良好,各年之间相关性水平基本稳定,其中各年NmF2和hmF2相关系数的平均值分别为0.87和0.75;FY-3C的特征参数相对于COSMIC的偏差很小,各年NmF2的绝对偏差均值和相对偏差均值分别不超过±0.25×10⁵ el/cm³和±15.0%,hmF2的绝对偏差均值和相对偏差均值分别不超过±7.00 km和±1.80%。此外,由两个任务得到的特征参数在空间上均表现出赤道及低纬地区数值较高且呈“条带状”分布的特点,且两个任务都监测到了2016年相对于2014年和2015年NmF2和 hmF2均存在显著下降的现象     

反弹道导弹作战中预警探测舰配置方法研究

为发挥海基反导力量的机动性、拓展海上弹道导弹防御层次,对反弹道导弹作战中预警探测舰配置问题进行研究。从弹道导弹运动特性、雷达探测威力、视距限制等方面建立了预警探测舰雷达探测模型。以射程500 km至5 500 km的中程弹道导弹为例,区分最小能量弹道、低射弹道和高抛弹道三种弹道形式,仿真分析了不同配置位置下预警探测舰对来袭弹道导弹的探测能力,在此基础上给出了相应的预警探测舰配置方法,可为海上反弹道导弹作战兵力配置提供参考。     

战场威胁约束下的纯方位探测单观测站轨迹优化

为保证战场环境下单站纯方位无源探测的精度和观测站的战场生存能力,提出一种战场威胁约束下的单观测站轨迹优化方法。对典型战场威胁进行分析,建立战场威胁和单观测站运动轨迹的数学模型。在此基础上综合考虑单观测站探测精度和所受威胁程度,分别构建精度打分函数和威胁打分函数,得到单观测站的路径选择函数,并对观测站不同轨迹进行评价。仿真结果表明,所提方法能够有效规避战场威胁并提高定位精度,保证战场环境下单站纯方位探测的准确性和可靠性。     

气象探空火箭气温测量不确定度评估方法

在气象火箭测温修正模型基础上,通过误差分析理论,对温度修正及其不确定度评估方法进行研究。根据火箭探空仪在空中下落过程中大气密度变化规律,建立温度修正数学模型,推导得到温度修正公式。根据误差理论,分析影响温度修正的八项误差因素,并逐项给出温度修正误差表达式。以气象火箭实测数据为例,运用上述公式,对探空火箭温度反演不确定度进行分析计算。结果表明:温度反演不确定度在50~60 km较大,最大为3.6 K;40~50 km不确定度为0.3~0.9 K;40 km以下,不大于0.3 K。影响温度不确定度的因素主要是气动加热修正项、滞后效应修正项、结构热传导修正项和传感器对环境热辐射修正项。数据处理时采用参考大气或标准大气仅进行一次修正是不够的,需进行迭代修正,单次修正结果与迭代修正结果差异最大可达5.6 K。     

舰炮一维弹道修正弹射击误差分离和校正研究

由于工作原理不同,传统无控弹射击校正方法不适用于一维弹道修正弹。分析了舰炮使用一维弹道修正弹射击误差构成和射击观测特点,提出一维弹道修正弹射击校正新方法,首先通过修正机构不工作,利用观测弹着点相对预测弹着点偏差平均值校正火控设备预测弹着点误差;然后利用修正弹正常工作时观测弹着点相对目标（或提前点）偏差平均值校正修正机构误差。假设各误差值,通过解弹道方程仿真计算表明,按新方法射击校正能够显著提高射击精度。     

嵌入遗传算法的顺轨干涉SAR海表流场反演新方法

顺轨干涉SAR海表流场探测技术研究对于实现流场探测的全球化、精细化具有重要作用。为了提高海表流场迭代收敛速度和参数反演精度,依据校正系数的参数特点构建适应度函数的约束关系,将校正系数设计问题转化为仿真干涉相位与实测干涉相位差和雷达、平台参数约束条件下的比例因子选择问题,进而设计遗传算法计算校正系数的技术方法,并嵌入海表流场迭代反演算法,从而构建一种反演新方法。星载SAR数据仿真实验结果表明:海表流向反演的均方根误差优于10.0°,海表流速的均方根误差优于0.1 m/s,这符合海表流场反演精度要求。改进的海表流场反演算法可减少2~3次迭代,有效提高了反演效率。研究对于提高顺轨干涉SAR海表流场探测的实效性和准确性具有重要意义。     

低速磁浮轨道几何参数测量系统

轨道几何状态是影响低速磁浮列车运行安全性和舒适性的重要指标,因此,必须定期测量轨道几何参数,并根据测量结果结果开展轨道维护,使轨道状态保持良好。利用FMS01完成了唐山1.5km低速磁浮轨道线路几何参数测量,结果表明,以用水准仪的精密测量高低结果为参考,FMS01的高低测量最大误差不超过±0.7mm;以多次测量的平均值为参考,各参数测量的最大误差不超过±0.2mm。     

应用全站仪综合测量火炮偏离角及俯仰半径

提出一种应用全站仪进行火炮偏离角和俯仰半径的综合测量方法。应用最小二乘原理拟合出火炮俯仰半径,然后解算出火炮偏离角,并用Monte Carlo方法分析了测量结果的精度。结果表明:全站仪高低角和火炮仰角的测量精度均对火炮偏离角和俯仰半径的测量结果无明显影响;全站仪测距精度对火炮俯仰半径测量结果的影响较大;全站仪水平角测量精度对火炮偏离角测量结果的影响明显。该方法在现场操作时需要重点关注全站仪水平观测角和测距的检测精度。     

基于信息融合技术的复合式火灾探测器

在火灾探测中对单一的火灾特征参数信息进行判断和识别的探测器,易受到环境的干扰,限制了其探测性能,系统的高误报率问题比较突出;复合式火灾探测器采用信息融合技术进行多火灾特征参数信息的判断和识别,提高了火灾探测的可靠性和准确性。介绍了复合式火灾探测器中多传感器的选择。结合火灾探测独特的三层结构（数据层、特征层、决策层）讨论了数据融合技术在火灾探测系统中的应用,并对多传感器在数据层信息融合的模型结构进行了归纳。     

BDS在低轨卫星编队高精度相对轨道确定上的应用分析

分析基于北斗卫星导航系统(BeiDou satellite navigation System, BDS)的低轨卫星编队相对轨道确定问题,但由于缺乏实测数据,通过仿真实验展开研究。结果表明,500 km空域平均可视BDS卫星数约为9.7,由于地球静止轨道(GeoStationary earth Orbit,GEO)卫星和倾斜地球同步轨道(Inclined GeoSynchronous earth Orbit,IGSO)卫星的存在,亚太地区的可视BDS卫星数明显偏多。仅考虑观测噪声的影响时,基于BDS的相对定轨精度可达0.74 mm,加入星历误差的影响,对近距离编队系统的相对定轨而言,GEO卫星数米的星历误差可以忽略,但当星间距离增大到约200 km时,GEO卫星单差后的星历误差可达厘米量级,GEO+IGSO+中圆地球轨道(Medium Earth Orbit,MEO)卫星和IGSO+MEO卫星求解的相对轨道精度分别为1.09 mm和0.96 mm,GEO卫星的加入使得精度下降了13.54%。在其余误差得到有效处理后,BDS的相对定轨精度可达亚毫米量级,且无明显区域差异,GEO卫星和IGSO卫星能提高近距离编队系统的全球相对定轨精度,未来BDS将广泛应用于低轨卫星编队相对轨道确定。     

Explosion temperature mapping of emulsion explosives containing TiH2 powders with the two-color pyrometer technique

In the study, the two-color pyrometer technique was used to measure the transient temperature field of emulsion explosives with different contents of TiH₂ powders. The experimental results showed that the introduction of TiH₂ powders could significantly increase the explosion temperature and fireball duration of emulsion explosive. When emulsion explosives were ignited, the average explosion temperature of pure emulsion explosive continuously decreased while emulsion explosives added with TiH₂ powders increased at first and then decreased. When the content of TiH₂ powders was 6 mass%, the explosion average temperature reached its maximum value of 3095 K, increasing by 43.7% as compared with that of pure emulsion explosive. In addition, the results of air blast experiment and explosion heat test showed that the variation trends of shock wave parameters, explosion heat and theoretical explosion temperature of emulsion explosives with different contents of TiH₂ powders were basically consistent with that of explosion temperature measured by the two-color pyrometer technique. In conclusion, the two-color pyrometer technique would be conducive to the formula design of emulsion explosive by understanding the explosion temperature characteristics.     

Directional change‐point detection for process control with multivariate categorical data

Most modern processes involve multiple quality characteristics that are all measured on attribute levels, and their overall quality is determined by these characteristics simultaneously. The characteristic factors usually correlate with each other, making multivariate categorical control techniques a must. We study Phase I analysis of multivariate categorical processes (MCPs) to identify the presence of change‐points in the reference dataset. A directional change‐point detection method based on log‐linear models is proposed. The method exploits directional shift information and integrates MCPs into the unified framework of multivariate binomial and multivariate multinomial distributions. A diagnostic scheme for identifying the change‐point location and the shift direction is also suggested. Numerical simulations are conducted to demonstrate the detection effectiveness and the diagnostic accuracy.© 2013 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2013