基于天宫二号数据的北京市地表温度反演研究

针对新型国产遥感数据源天宫二号宽波段数据的波段特点,在传统劈窗算法的基础上推导出适用于天宫二号宽波段数据的地表温度反演算法参数,对北京市地表温度进行反演,并采用MODIS地表温度产品进行交叉验证。在此基础上,结合北京市不同土地利用类型图对地表温度情况进行分析。结果表明:天宫二号宽波段数据的波段设置满足地表温度反演的参数需求;利用天宫二号数据反演的地表温度与MODIS地表温度产品具有较好的一致性,相关系数为0.79,均方根误差为1.28 K;研究区不同土地利用类型地表温度存在差异,其中建设用地温度最高,水域最低。     

基于天宫二号宽波段成像仪数据的气溶胶光学厚度遥感反演研究

为探究天宫二号数据用于空气溶胶光学厚度(AOD)反演的可行性,基于天宫二号宽波段成像仪数据,结合MOD09A1地表反射率产品,利用深蓝算法进行了黄河三角洲上AOD的遥感反演,并与Himawari-8 AOD产品进行了对比。结果表明:天宫二号宽波段成像仪数据可用于AOD反演,与同时期Himawari-8产品的拟合度为0.739,两者具有一致的空间分布;天宫二号宽波段成像仪获取的数据空间分辨率较高,能反映研究区AOD空间分布细节,在气溶胶监测方面有较大的潜力。     

天宫二号对地观测应用研究进展

天宫二号空间实验室在轨运行两年多的时间内,对地表、海洋和临近空间大气进行探测,获取了大批高质量遥感数据。针对天宫二号遥感数据的应用研究进展,总结了天宫二号3个对地观测载荷的主要应用技术指标,分析了所获取的多载荷遥感数据在国土资源、海洋及海岸带应用、湖泊监测、农业应用、生态环境和大气环境探测等多个领域的应用研究成果;对天宫二号遥感数据进一步扩大应用研究范围、数据定量化应用、多源遥感数据融合应用与智能化分析等进行了展望。     

利用TLE数据判别天宫一号目标飞行器姿态

针对传统姿态判别方法对观测条件要求高、航天器翻滚速度缓慢情况下判别难度大的不足,从姿态变化引起迎风面积变化这一特点出发,提出了一种基于弹道系数的天宫一号姿态判别方法。使用双行根数作为数据源,对双行根数进行预处理,检测轨道机动事件并剔除误差较大根数;改进基于双行根数序列的弹道系数计算方法,并基于弹道系数结果判别出天宫一号姿态稳定、逐渐变化及翻滚三个阶段。     

基于MBD的飞机设计制造协同关联技术探讨

设计制造协同关联平台是基于3D MBD PPR统一数据模型而建立的。在关联平台中,以产品型号MBD模型为单一数据源,建立实时的3D PPR动态数字样机,将设计数据、工艺数据、工装数据及检验数据进行基于模型的关联,并且将MBD唯一数据源从产品设计开始贯穿于设计、制造、服务的全过程,真正做到基于产品单一数据源的产品全生命周期管理。     

陈和洞自然保护区常绿阔叶林物种多度分布格局

根据野外样方调查数据采用对数级数分布、对数正态分布模型研究了广州从化陈和洞自然保护区常绿阔叶林的物种多度分布格局,试图寻找某种适合的理论分布来预测物种多度分布形式,以拓宽常绿阔叶林物种多样性研究的数量分析方法.结果表明,陈和洞自然保护区3个样地中胸径≥ 3 cm的乔木个体共有1 855株,林分平均密度为3 091株/hm2,其中,上库、上库南坡、上库山顶西坡的物种多度分别为648、366和841.以上3个样地的物种多度分布差异极显著(P<0.01),上库、上库山顶西坡处的乔木林树种多度分布格局均遵从对数级数分布和对数正态分布,上库南坡处的乔木树种遵从对数正态分布,但不遵从对数级数分布.总的来说,用对数分布模型描述常绿阔叶林的物种多度分布格局是基本可行的,同时采用"多度/频度"图解方式来探讨物种多度分布的对数分布,效果较好.     

类天宫飞行器轨道衰降过程空气动力特性一体化建模并行优化设计

针对天宫一号目标飞行器无控飞行轨道衰降数值预报需要快速确定轨道积分高精度计算模型中的空气动力,在发展基于修正Boettcher/Legge非对称桥函数的天宫一号空气动力特性当地化算法基础上,对当地化算法的运算流程及对应程序代码进行了整体分析,根据原程序热点代码集中、数据独立性强及传输需求少等特点,发展了多核处理单元的并行优化方法。引入CUDA架构的GPU设备同时,开展了系统、算法以及语句三个层次的并行优化,设计了GPU内存对齐访问方案,使用数据传输函数,将算法求解部分内循环经过展开与合并,整理为整体移植入核函数的一个循环,利用GPU较强的并行计算能力提升运算效率,对函数、循环、指令等代码语句进行级别优化。使用设计的并行计算方案对类天宫飞行器空气动力特性当地化串行算法程序进行CPU+GPU移植优化,达到了近5倍的并行加速比,且使单次求解中GPU数据传输时间缩减为原来的23%,证实了并行方案和优化设计手段的高效实用性。在类天宫飞行器空气动力特性GPU并行算法程序验证基础上,使用GPU并行程序对天宫飞行器轨道衰降飞行340～120 km过程的气动特性进行了不同迎角、侧滑角等飞行姿态计算分析,提供了大量可供轨道飞行力学数值预报的空气动力计算数据。     

基于支持向量机的色林错湖冰提取及时空分布

高原湖泊面积在冰川和降水作用下不断扩大,湖冰作为指示全球气候变化的敏感因素之一极具研究价值。基于天宫二号遥感数据,通过对比平行六面体、最小距离法、最大似然法及支持向量机,发现支持向量机对于湖冰提取具有更显著的优势。使用支持向量机对色林错湖区2017～2018年7景遥感影像进行湖冰提取,结合当地气象数据,发现总体精度高于88.58%,7景中6景影像分类精度高于95%;色林错湖于12月份开始封冻,直至1月底完全封冻,并于次年3月开始消融,4月实现全面消融;温度、水系、盐度均不同程度地影响色林错湖的封冻-消融过程。温度为色林错湖冰生消过程的主因,水系的注入延缓了色林错西部、西南部以及北部区域封冻,而盐度则导致湖冰生消与温度变化不完全一致,封冻时间推迟、消融时间提早。     

类天宫航天器迎风面积建模及变化特性分析

针对类天宫航天器复杂结构外形迎风面积的精确计算问题,提出了一种在轨飞行期间迎风面积的计算模型。该模型考虑航天器姿态变化和帆板转动因素,在航天器本体系下建立经纬度网格,将三维的投影方向矢量转化为二维的经度、纬度;基于图形学几何投影方法,对投影经度、投影纬度、帆板转角模型参数按照一定颗粒度离线穷举,计算各种参数状态的迎风面积,离线建立航天器迎风面积模型;轨道计算过程中,根据航天器在轨飞行模式确定该时刻的姿态和帆板转动角度,通过迎风面积模型插值获得迎风面积。应用该方法计算天宫一号长期在轨飞行阶段的迎风面积,对不同时间尺度的变化规律进行了分析,验证了方法的有效性。     

载人航天轨道大气密度模式修正研究

热层大气密度模式的误差,是影响载人航天定轨精度的关键因素。分析载人航天工程所用Jacchia、MSISE、DTM三类大气密度模式的误差特点,通过比较精度和稳定性,基于现有空间天气参数,选取MSISE模式作为基础模式。研究利用星载加速度计数据反演载人航天轨道大气密度的方法,以验证我国载人航天轨道实测数据的精度;同时利用天宫一号以及神舟二号、三号、四号实测密度数据,以及相应的航天测控数据,分析模式误差与地方时、纬度和高度因素之间的关系,讨论建立合适的三维误差库来存储模式误差的方法,研究平均误差修正法和加权误差修正法,建立NRLMSISE-00的误差修正模式。修正结果应用于交会对接任务,与完全不修正时模式平均11.44%的误差相比较,两种修正方法的误差均明显减小,分别为5.41%和4.99%;其中平均误差修正法和加权误差修正法在未来1天、2天、3天的修正结果的误差分别是4.06%、3.73%,6.06%、5.78%,6.13%、5.72%,表明提前1天的修正效果最好;同时比较累积1-5天的误差库滑动也可以看出,误差库累积1天的效果相对较好;比较两种方法的预测效果显示,加权误差修正法优于平均误差修正法。研究表明基于三维误差库的模式修正方法显著提高了载人航天轨道大气密度预测精度,可为交会对接等载人航天任务提供技术支持。     

载人航天轨道大气密度模式修正研究简

热层大气密度模式的误差,是影响载人航天定轨精度的关键因素.分析载人航天工程所用Jacchia、MSISE、DTM三类大气密度模式的误差特点,通过比较精度和稳定性,基于现有空间天气参数,选取MSISE模式作为基础模式.研究利用星载加速度计数据反演载人航天轨道大气密度的方法,以验证我国载人航天轨道实测数据的精度;同时利用天宫一号以及神舟二号、三号、四号实测密度数据,以及相应的航天测控数据,分析模式误差与地方时、纬度和高度因素之间的关系,讨论建立合适的三维误差库来存储模式误差的方法,研究平均误差修正法和加权误差修正法,建立NRLMSISE-00的误差修正模式.修正结果应用于交会对接任务,与完全不修正时模式平均11.44％的误差相比较,两种修正方法的误差均明显减小,分别为5.41％和4.99％;其中平均误差修正法和加权误差修正法在未来1天、2天、3天的修正结果的误差分别是4.06％、3.73％,6.06％、5.78％,6.13％、5.72％,表明提前1天的修正效果最好;同时比较累积1-5天的误差库滑动也可以看出,误差库累积1天的效果相对较好;比较两种方法的预测效果显示,加权误差修正法优于平均误差修正法.研究表明基于三维误差库的模式修正方法显著提高了载人航天轨道大气密度预测精度,可为交会对接等载人航天任务提供技术支持.     

天宫二号组合体与伴星有效迎风面积的一种分析计算模型

针对空间实验室任务阶段大型复杂结构航天器精密定轨中的大气阻力建模与迎风面积计算问题,分析了大气阻力模型的主要不确定性因素,采用了一种基于OpenGL和目标3ds模型文件的迎风面积计算方法,给出了航天器在正飞与连续偏航2种状态下的迎风面积计算方式,计算了天宫二号、神舟十一号组合体与伴星的迎风面积,分别求解得到两目标在相同轨道高度飞行24天时间里的大气阻力系数约为2.0,二者之差约0.01～0.07。     

基于Matlab的时域低阶等效系统的实现方法

基于Matlab软件实现了一套完整的时域低阶等效系统拟配方法。该方法以离散飞行试验数据作为数据源,包含数据预处理、等效系统拟配和纵向飞行品质分析三大模块。等效系统拟配分别应用了遗传算法加最小二乘法的混合寻优算法和多次循环的最小二乘算法。算例验证结果表明,以上两种方法均取得了良好的拟配效果。通过对实际飞行数据进行处理分析,表明所建立的时域低阶等效系统方法使用方便,计算高效,同时具有较高的可靠性。     

基于厂所协同的航空产品研发-制造集成平台架构研究

介绍了"厂所分离"与"厂所一体"两种特定航空企业体制下的企业业务现状,分析了在全数字化研发-制造协同的业务需求下,"厂所协同"是实现全数字化研发-制造的最优选择,并在此基础上构建了全数字化研发-制造一体化的企业业务流程模型,探讨了基于"厂所协同"数字化业务流程模型的航空产品研发-制造集成应用集成平台架构技术,同时,对这种集成架构平台保证产品单一数据源、消除信息孤岛以及对其数据相应的实时性、可扩展性进行了阐述。     

基于PDM的一体化三维工艺设计

<正>目前,哈飞公司基于PDM的一体化三维工艺设计系统已经在新型号上线应用,通过该系统的应用,改变了传统二维工艺设计与工艺数据管理的理念,实现了新型号设计制造更改过程的一体化、三维工艺数据的结构化、工序和资源的标准化管理。同时,通过PDM系统与数字化生产制造执行     

基于红外和可见光图像融合的铺丝缺陷检测方法

为提高纤维自动铺放(AFP)的质量,分析了目前视觉检测技术中单光谱检测技术成像的局限性,提出一种基于深度学习的红外与可见光联合检测缺陷手段以实现对铺放缺陷的检测、定位和分类。利用热红外图像与可见光图像中易检缺陷种类不同的特点,采用特征融合网络将两种光谱信息融合从而改善检测效果。考虑在线检测对实时性要求较高,为提高检测速度,采用单阶段检测网络作为检测框架,并依据纤维缺陷的长宽比分布严重不均的特点分析了单阶段检测网络中基于锚框方法的不足,提出采用无锚框的检测框架,增加改进的特征金字塔网络结构进行多尺度预测。以全类平均正确率(mAP)为衡量指标,实验结果相比单光谱检测方法、基于锚框检测方法和未使用改进特征金字塔结构分别提升了6.30%、6.64%和1.02%。通过Tensor RT加速后检测网络对每张608像素×608像素图像的检测时间小于20 ms,满足实时检测的需求,检测平均召回率超过88%,平均精确率超过82%,满足生产准确度需求。数据在试验台进行离线检测验证得出,并在大型龙门铺丝机上进行了在线测试。     

基于深度学习的滑油监测方法研究

针对传统的数据特征提取方法难以提取航空发动机滑油监测数据有效特征的缺陷,提出了一种基于多尺度卷积神经网络(Multi-scales convolutional neural network,MSCNN)、长短期记忆(Long short-term memory,LSTM)神经网络和BP网络的单通道网络模型MSCNN-LSTM-BP。将多尺度学习融入CNN,MSCNN和LSTM以串行方式提取数据在空间维度和时间维度的二维特征。实验结果表明:3尺度的MSCNN-LSTM-BP对数据样本的分类准确率达到98.2%,单组电容数据采集测试时间仅为2.1986ms,综合分类率F1达到98.57%,总体性能优于CNN,LSTM和传统的多尺度特征提取方法。MSCNN-LSTM-BP满足航空发动机滑油监测对于实时性和准确性的要求,具有良好的适用性。     

变幅加载下疲劳可靠性分析

分别对疲劳载荷、寿命与强度的随机性进行了分类。基于二维概率Miner准则,建立了在变幅载荷谱或随机时间历程载荷谱给定的条件下,对结构构件进行疲劳可靠性分析的新方法,并由此推导出统计Miner准则中α的分布。最后,分别给出了实验数据验证结果和工程应用实例,显示出该方法具有简便性和实用性。      

基于数据融合技术的多导航传感器性能评价系统研究

试飞是对导航传感器性能进行评价的有效手段.为克服仅采用单一导航传感器作为评价基准的缺陷,提出了基于数据融合技术的多导航传感器性能评价方法及其系统实现.设计的多导航传感器性能评价系统融合了卡尔曼滤波、最优固定区间平滑滤波、最小二乘加权等多导航传感器数据融合算法,在分析上述融合算法特点及使用的基础上,从信息流的角度出发,设计并实现了相应的多导航传感器性能评价系统.给出了评价系统的主要功能模块的设计与实现.还通过仿真数据对评价系统的功能和性能进行了测试,测试结果表明评价系统能准确地实现对导航传感器性能的评价.     

水杨酸对盐胁迫下沙冬青幼苗抗氧化酶活性及PSⅡ光化学效率的影响

濒危植物沙冬青Ammopiptanthus mongolicus为亚洲中部荒漠地区唯一的常绿阔叶灌木,具有较高的保护和园林绿化价值.为了解水杨酸对沙冬青在盐胁迫下的缓解作用,使用水培方法培养沙冬青幼苗,测定其在w=1.3%NaCl胁迫下经不同浓度水杨酸处理后的抗氧化酶活性、PSⅡ光化学效率及其他与植物抗性有关的生理指标的变化.结果表明,0.5 mmol·L~(-1)水杨酸处理下,根和茎叶鲜质量比盐胁迫组分别提高了100%和85%,总叶绿素含量达到盐胁迫组的1.3倍;而1 mmol·L~(-1)水杨酸可使根和茎叶鲜质量均提高90%,总叶绿素含量达到盐胁迫组的1.7倍.这2种浓度的水杨酸均可使叶绿素荧光参数恢复到正常对照水平.水杨酸可以显著增强超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性,其中1.0 mmol·L~(-1)水杨酸处理下叶片与根部SOD酶活性分别比盐胁迫组升高了54%和68%;POD酶活性则分别提高了80%和117%,均显著高于对照组与盐胁迫组.同时,水杨酸还抑制了过氧化氢酶(CAT)的活性,减少丙二醛积累,从而缓解NaCl对沙冬青的胁迫.但是水杨酸浓度过高(达到2.0 mmol·L~(-1)),沙冬青幼苗生长即受到抑制,各项生理指标均低于单纯盐胁迫下的幼苗.综合各项生理指标,水杨酸1 mmol·L~(-1)的施用效果优于0.5 mmol·L~(-1).