面向月球科研站任务的地月准实时遥操作模拟验证系统设计与关键技术研究

针对月球科研站任务地月遥操作需求和特点,设计地月准实时遥操作模拟验证系统,对其中的关键技术海量多尺度遥感数据环境感知、空地协同高精度定位、基于混合现实的预测仿真等进行了研究。提出了基于海量多尺度遥感数据的联合处理方法,环境感知数据融合可处理米级至厘米级环境感知结果;设计基于空地多运动平台协同定位的原型软件,空地协同地标约束下,定位精度不低于轨道器影像1个像素;开发了带有力觉反馈的预测仿真验证平台,在2~3 s变时延约束下可在仿真环境下协同演示遥操作过程,真实还原从端的遥操作作业场景,提高遥操作的执行效率和安全性。为地面人员的方案设计、操作手训练、故障处置等提供实时支持,为我国未来实施月球科研站任务筑牢基础。     

基于嵌入式FPGA加速ORB算法的遥感影像配准方法

卫星上计算资源有限,星载嵌入式处理器处理遥感影像的配准时通常需要很长的时间.可编程逻辑门阵列(FPGA)利用其内部可编程器件可用于加速图像处理.提出了一种基于Xilinx公司的ZYNQ芯片加速ORB算法的遥感影像配准方法,可用于3000×3000像素尺寸的卫星图像配准,缩短了计算耗时,提升了ORB算法的计算能效比.利用...     

空间红外遥感器定标机构故障应急退出装置

针对空间红外遥感器定标机构故障模式,首次设计了一种基于记忆合金的应急退出装置,以解决因电机或控制电路故障而导致的整个成像系统失效问题。该应急退出装置通过对记忆合金棒进行加热,使其受热收缩,从而驱动齿轮传动系统脱离啮合状态,完成机构复位运动。为验证该应急退出装置的功能和性能,利用研制产品进行了真空、大气环境等多种状态下的应急退出试验。结果表明:在大气和真空环境中,该装置能实现多种状态下的可靠退出功能;在28 V额定直流工作电压下,应急退出总时间可达145～152 s。该机构具有实现简便、可靠性高、退出速度快等优点,在空间机构的故障应急方面具有较大的工程应用潜力。     

卫星遥感农业监测系统中实例检索算法研究

针对智慧农业中需求获取手段、表达方法等导致智能设计算法复杂度高、可用性低等问题，将卫星遥感技术和网络技术结合实现农作物及其生长环境参数的实时监测，以优化播种机设计的需求特征，并以此为基础，提出基于混合相似度的实例检索模型。在该模型中，设计了多级实例库结构，并以特征间距离相似度、特征间可拓关联度、特征间可拓距测度为组成要素，构造多级混合相似度的层次结构与计算方法，进行多级实例检索。将其应用到铲式播种机的数字化设计系统中，可获得与目标实例最相似的实例。实验结果表明，在实例的特征值数据类型多样化的情况下，此算法能够有效地检索出合适的历史实例，提高检索结果的可用性。     

Object-based rice mapping using time-series and phenological data

Remote sensing techniques are often used in mapping rice, but high quality time-series remote sensing data are difficult to obtain due to the cloudy weather of rice growing areas and long satellite revisit interval. As such, rice mapping is usually based on mono-temporal Landsat TM/ETM+ data, which have large uncertainties due to the spectral similarity of different vegetation types. Moreover, conventional pixel-based classification method is unable to meet the required accuracy for rice mapping. Therefore, this study proposes a new strategy for mapping rice in cloud-prone areas using fused data of Landsat-8 OLI time-series and phenological parameters, based on the object-based method. We determine the critical growth stages of paddy rice from observed phenological data and MODIS-NDVI time-series data. The spatial and temporal adaptive reflectance fusion model (STARFM) is used to blend the MODIS and Landsat data to obtain a multi-temporal Landsat-like dataset for classification. Finally, an object-oriented algorithm is used to extract rice paddies from the Landsat-like, time-series dataset. The validation experiments show that the proposed method can provide high accuracy rice mapping, with an overall accuracy of 92.38% and a kappa coefficient of 0.85.     

卫星遥感农业监测系统中权重优化的实例修改算法

针对播种机设计过程需求获取的复杂性和可用性低等问题，采用遥感等技术动态监测土壤、农作物生长过程中的一些参数，以优化设计需求特征，并以此为基础，提出改进的混合权重实例修改算法。该算法以相似实例检索为前提，以相似实例集中的特征相似度、问题-解特征间的关联度、问题特征间的自相关度为因子，通过矩阵乘法来构造解特征混合权重矩阵，进行实例修改。将其应用到铲式播种机的数字化设计系统中，以实现智能设计。研究结果表明新算法能有效提高机械设计结果的可用性和准确度。     

跨飞行器金属舱壁无线无源烧损传感技术

无线无源传感技术作为适应恶劣工作环境的重要手段，在飞行器防热层烧损监测应用中仍然面临无源信息无法跨越金属机体的困难。提出一种基于声学能量耦合与电路熔断相结合的防热层烧损无源监测新方法。阐述了该方法的原理、实现方案，并对跨越金属介质获得防热层内埋熔丝状态信息的关键原理进行了实验验证，结果表明该方法能有效穿透典型厚度铝合金舱壁，在25 ℃–85 ℃的温度范围内均可有效辨识检测信号的变化，并且能有效避免强震动环境影响。方法避免了对金属机体结构件的开孔和破坏，可用于对高速飞行器、再入航天器和新一代空天往返运输系统防热层的在线健康监测。     

Virtual sensing method for monitoring vibration of continuously variable configuration structures using long short-term memory networks

Vibration monitoring by virtual sensing methods has been well developed for linear time-invariant structures with limited sensors. However, few methods are proposed for Time-Varying (TV) structures which are inevitable in aerospace engineering. The core of vibration monitoring for TV structures is to describe the TV structural dynamic characteristics with accuracy and efficiency. This paper propose a new method using the Long Short-Term Memory (LSTM) networks for Continuously Variable Configuration Structures (CVCSs), which is an important subclass of TV structures. The configuration parameters are used to represent the time-varying dynamic characteristics by the “freezing” method. The relationship between TV dynamic characteristics and vibration responses is established by LSTM, and can be generalized to estimate the responses with unknown TV processes benefiting from the time translation invariance of LSTM. A numerical example and a liquid-filled pipe experiment are used to test the performance of the proposed method. The results demonstrate that the proposed method can accurately estimate the unmeasured responses for CVCSs to reveal the actual characteristics in time-domain and modal-domain. Besides, the average one-step estimation time of responses is less than the sampling interval. Thus, the proposed method is promising to on-line estimate the important responses of TV structures.     

化探散点数据图像化的一种方法

本文以区域化变量理论为依据，以方位取点加权法为插值方法．实现对化探原始离散点的图像化。本文简要介绍了化探数据图像化的步骤，并结合实际工作．给出一个化探图像与遥感图像融合的例子。经实地验证．由化探图像生成的化探异常区与己存在的矿床和矿点十分吻合，证明了此图像化方法的客观性与准确性。