对地聚束成像SAR卫星姿态控制技术研究

根据合成孔径雷达(SAR)卫星对地聚束成像模式下的任务特点,对其成像覆盖区域进行分析,推导出对地聚束成像的期望姿态跟踪规律。为了尽快跟踪地面目标,需要多轴同时进行大角度姿态机动控制;为了实现SAR天线对地聚束成像,跟踪上目标后还需要进行连续跟踪姿态机动。本文采用测速反馈的反作用飞轮控制技术,设计了基于时间最优bang-bang控制的PD控制器,实现了地面目标的快速跟踪指向;针对系统存在的扰动,在PD控制器中设计了系统的前馈输入补偿器,从而保证了姿态跟踪指向的精度。姿态控制系统数学仿真结果表明该控制技术有效。     

重力场基准图的最优匹配尺度研究

地球重力场具有多尺度特性,本文以重力匹配辅助惯性导航的需求为研究背景,围绕重力场基准图开展重力场的最优尺度分析研究,并引入小波分析方法建立重力场基准图数据的多尺度表达模型,选择适合重力匹配的最优尺度,用粗糙度特征选取重力场可匹配区域,然后通过ICCP和TERCOM算法在可匹配区域内进行重力匹配实验,检验理论计算得到的最优尺度是否适合于匹配定位,从定量的角度证实了最优尺度选择结论的正确性。     

矢量数据变化对象的快速定位与最优组合匹配方法

要素变化信息对地物生命周期的记录、时空数据库的构建、GIS数据库的更新有重要意义.针对大数据量的变化信息发现,本文采用基于格网划分的方法,通过对空间特征与属性特征汇总信息的对比,只对发生变化的格网进行检测,缩小了检测范围与空间查询区域.为解决要素变化前后的匹配问题,提出一种最优组合匹配法,通过对组合对象空间特征及语义特征的综合比较,从候选要素中选取最佳匹配对象.试验证明,该方法能够高效准确地实现大数据量的矢量数据变化信息的探测,并能很好地解决非一对一的要素匹配问题.     

复杂地理环境下基于障碍距离的最短路径寻优算法

针对复杂地理环境下最短路径寻优问题,文章设计了基于障碍距离的优化算法。算法引入了地表距离、障碍距离等概念,综合考虑了地理空间高程、坡度、障碍物等空间信息,以适合于复杂地形条件下目标间距离计算;在对目标地理空间网络化基础上,通过确定搜索空间、搜索方向、网络弧段权值等,构建完整的网络拓扑关系网;应用遗传算法进行最优线路寻优,最后通过实验验证了算法的可行性。     

海底沙波特征线的最优方向剖面自动识别方法

海底沙波是发育在近海陆架上的一种常见海底地貌类型,海底沙波特征与运动规律的研究具有重要的科学意义与工程应用价值,沙波脊线与谷线是表征海底沙波的最基本特征,也是精确描述沙波运动的基本参量。本文提出了一种基于复合数字水深模型的沙波特征线自动识别方法——最优方向剖面法,基于水深曲面归算得到最优剖面方向,再依据最优剖面方向求导并判定极值,自动提取沙波形态特征点,最终形成沙波脊线和谷线。以台湾浅滩复合型沙波为例进行对比实验研究,结果表明,该方法能基于不同分辨率的数字水深模型自动准确地提取海底沙波脊线与谷线,勿需设置阈值,地形自动化识别程度得到进一步提升,具有重要的实际应用价值。     

模式参数的不确定性对日本南部黑潮大弯曲路径预报的影响

基于1.5层浅水方程模式,利用条件非线性最优参数扰动(CNOP-P)方法,研究模式参数的不确定性对黑潮大弯曲路径预报的影响。研究表明,单个模式参数误差如侧向摩擦系数误差、界面摩擦系数误差以及在不同季节具有不同约束的风应力大小误差,对黑潮大弯曲路径预报的影响较小,并且对背景流场的选取具有一定的敏感性;所有模式参数误差同时存在时对黑潮大弯曲路径预报具有一定的影响,并且预报结果在9个月左右不能被接受。因此,要提高黑潮大弯曲路径的预报技巧,模式中的参数需要给出更好的估计。     

分类型最优法在江苏沿江地区降水估测中的应用与讨论

为提高现有天气雷达产品生成模块中处理系统算法精度、并为其他短时临近预报系统或数值预报模式提供合适的Z-I关系为目的,选择江苏沿江地区作为试验区域,采用分类型最优法建立相应的Z-I关系,并比较分类型最优法与单一Z-I关系对过程雨量和分段雨量的估测能力.结果表明:分类型最优法比单一Z-I关系法明显提高过程雨量估测的精度,梅汛期降水估测精度提高近2.5倍,夏季台风降水估测由低估72％降低至低估45％.对不同雨量段进行估测比较后发现,分类型最优法对强降水雨量段改善较为明显,对雨强＞ 10 mm/h的梅汛期对流云降水和台风降水所有雨量段的雨量估测改善明显.最后在气候统计的基础上,通过改进雷达估测降水产品色标数值等级,以达到优化雷达估测降水产品图像的显示能力.     

菏泽市气候极值的统计分布和再现期研究

科学合理地估算某地区的气候极值再现期是气象科技服务的重要内容,对当地经济建设具有重要意义。对菏泽市35种气候极值,分别都用皮尔逊Ⅲ型（Pearson Ⅲ）、对数正态（log normal）、耿贝尔（Gumbel）、韦伯（Weibull）分布函数进行拟合,用χ2检验选出最优者。使用选出的最优分布函数,用多个再现期算出再现期极值,列成表格以备气象服务中使用。通过最优分布函数的选取,对哪个类型的气候要素较多服从于哪个分布函数问题进行了研究。研究结果发现极端气温类型的极值和日数类型的极值较多服从于皮尔逊Ⅲ型分布,降水和其他类型的极值较多服从于耿贝尔分布。简要介绍了计算中使用Excel的技巧。     

基于最优邻域局部熵的点云精简算法

针对传统的点云精简算法中不能良好保留细节特征的问题,提出一种基于最优邻域局部熵的点云精简算法.首先利用点云局部邻域协方差矩阵的3个特征值构造的维度特征,构建局部邻域信息熵函数,其次依据局部熵值最小原则确定最优邻域,然后根据最优邻域下计算的特征值间的关系,以及局部信息熵来剔除平坦区域数据点.通过模拟数据和实例扫描数据精简实验,结果表明该方法能较好的保留细节特征.     

多尺度空间实体多目标相似性度量

多尺度空间实体的相似性度量是制图自动综合质量评价、自适应空间实体多尺度表达等领域关注的基本问题.提出一种顾及距离、拓扑、方向关系的多尺度空间实体相似性度量模型,分析模型与多尺度空间实体的数量特征综合程度指标的相互竞争关系,形成一个多目标最佳优化问题,用帕累托最优化方法构建了多尺度空间实体的集值相似性标准.实验结果表明,空间相似性图形距离、空间相似度是科学有效的多尺度空间实体相似性度量指标,而帕累托集值相似性标准比独立的数量特征综合程度或几何相似性包含更多的信息.