1 生态环境部卫星环境应用中心, 北京 100094
2 鄂尔多斯市生态环境局鄂托克旗分局, 内蒙古 鄂尔多斯 016100
3 中国科学技术大学工程科学学院, 安徽 合肥 230026
4 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
5 中国地质大学 (武汉), 湖北 武汉 430074
6 国家航天局对地观测与数据中心成果转化部, 北京 100101
“五基”协同天空地一体化生态环境立体遥感监测体系，是一种综合天基卫星、空基遥感、航空无人机、移动巡护监测车和地面观测五种技术手段为一体的监测体系。“五基”协同大气环境立体遥感监测系统是该体系的重要组成部分，其核心是运用协同联动机制和技术方法，构建数据协同融合的核心算法模型，以期弥补常规遥感手段在监测时效、精度、周期等方面的短板。以棋盘井工业园区为示范区域，重点介绍了“五基”协同监测体系中五种不同技术手段的组成架构，展示了多技术手段协同监测以及应用分析成效，并讨论了该协同监测体系在解决大气污染防治工作关键技术问题上的效果。通过“五基”协同联动、多源数据融合，获得了本地污染排放特征及区域污染物传输的定量化贡献，实现精准溯源及执法，最终形成针对性的大气污染全面治理方案建议，有效支撑了当地大气污染防治工作。
“五基”协同 大气环境监测系统 立体遥感 multilevel platform atmospheric environmental monitoring system stereoscopic remote sensing 大气与环境光学学报
2023, 18(3): 214
江苏理工学院汽车与交通工程学院, 江苏 常州 213001
针对无人机在快速跃升与俯冲机动中存在的气动耦合、操纵耦合与不确定扰动, 以及由于静不稳定性而造成的不稳定俯仰力矩等问题, 提出了一种新的鲁棒模型参考自适应非线性逆控制器。首先, 通过基于状态反馈的非线性逆控制完成多通道之间的解耦; 然后, 依据解耦后的线性闭环系统设计鲁棒模型参考自适应控制器, 其主要作用是对非线性逆误差与不稳定俯仰力矩进行补偿, 并对不确定扰动进行抑制, 从而保证无人机在整个快速机动飞行中的稳定性。通过非线性仿真验证了该控制方法在快速跃升与俯冲纵向机动控制中的有效性与可靠性,并与典型的鲁棒伺服LQR最优控制器对比, 说明了该控制器的解耦性能以及对于不确定扰动的抑制作用。
静不稳定无人机 快速跃升与俯冲机动 耦合特性 鲁棒自适应控制 statically unstable UAV fast climbing and diving maneuver coupling property robust adaptive control
1 河南理工大学 测绘与国土信息工程学院, 河南 焦作 454000
2 北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院, 北京 100191
3 河南理工大学 电气工程与自动化学院, 河南 焦作454000
为提高遥感图像水域分割的准确度, 结合高分率遥感图像中水域与背景纹理复杂度差异较大的特点, 将图像熵引入到CV模型中, 提出两种图像熵主动轮廓模型用于高分辨率遥感图像的水域分割。其中, 针对水域纹理相对简单的遥感图像, 在CV模型中引入零水平集内的图像熵而构成局部图像熵主动轮廓模型, 可以有效降低背景中灰度值与水域近似的区域发生误分, 从而提高水域分割的准确度; 针对水域纹理相对复杂的遥感图像, 在CV模型中同时引入零水平集内外图像熵而构成全局图像熵主动轮廓模型, 改进了水平集函数进化过程中对灰度信息的依赖, 并能使零水平集进化到全局最优, 进一步提高了遥感图像中水域分割的准确度。针对高分辨率遥感图像中的湖泊、河流和海域分割对比实验结果表明：局部图像熵主动轮廓模型的分割精确率分别为90.1%、81.5%和93.6%, F值分别为0.94、0.885和0.96; 全局图像熵主动轮廓模型的分割精确率分别为94.5%、85.3%、94.9%, F值分别为0.956、0.895、0.967。本文提出的两种图像熵主动轮廓模型均能有效减小背景误分, 提高了遥感图像水域分割的准确度。
遥感图像 水域分割 主动轮廓模型 局部图像熵 全局图像熵 remote sensing image water area segmentation active contour model local image entropy global image entropy
为了实现无人机舵机工作状态的在线监测, 实时提供故障类型与故障程度, 设计了一种基于多模型参数估计的舵机故障诊断算法。首先描述了舵机各典型故障类型的动态特性, 并建立相应的故障模型。然后就各故障类型设计相应的故障状态观测器及参数估计器, 实时监测舵机运行状态, 在舵机出现故障时能够及时给出故障信息。同时设计多观测器切换机制, 以解决多个观测器的选取问题。仿真结果表明, 建立的故障模型能够很好地描述典型故障的动态特性, 多观测器切换机制能够及时准确地切换至最接近当前舵机状态的观测器, 给出最接近实际情况的故障信息。
无人机 舵机故障 参数估计 多观测器 UAV actuator failure parameter estimation multiple observers
针对飞翼无人机纵向全包线飞行时非线性特性明显和操纵效率变化显著的问题, 采用鲁棒伺服LQR(RSLQR)与L1自适应相结合的综合自适应控制方法(RSLQR-L1), 以C*(加速度、角速率)为被控变量, 设计了飞翼无人机纵向飞行控制系统。结合无人机实际飞行控制品质需求, 采用RSLQR方法, 设计无人机纵向主控制器；在RSLQR控制器的基本结构上扩展设计L1自适应输出反馈补偿控制器。在系统阐述RSLQR-L1综合自适应控制原理和设计方法的基础上, 通过数值仿真验证了控制结构的先进性和鲁棒性, 满足了飞翼无人机的控制要求。
飞翼无人机 飞行控制 L1自适应控制 flying-wing UAV flight control RSLQR RSLQR L1 adaptive control
现代平流层飞艇要求飞艇能够安全、平稳地抵达平流层目标高度。首先分析了平流层飞艇高度控制与压差控制的关系, 然后针对平流层飞艇的特点提出了一种前馈式高度控制的方法。仿真结果表明,前馈式高度控制器具有一定的局限性, 不能同时满足高度和压差的控制目标。为此,提出了压差控制器以及两种解决高度控制器与压差控制器融合问题的方案, 最后的仿真结果表明, 限制高度控制权限的方案能保证飞艇安全平稳地到达目标高度。
平流层飞艇 高度控制 压差控制 stratospheric airship altitude control pressure difference control
系统地研究Z切LiNbO3晶体中质子交换 波导和退火质子交换波导的特性, 得到了质子交换过程中的扩散常数和激活能, 发现了质 子交换波导的折射率呈线性阶跃型的折射率分布。 通过连续退火, 波导的折射率分布由线 性阶跃型向高斯型过渡。 退火可分为两个阶段, 波导深度的增加在第一阶段随退火时间成 指数关系, 第二阶段与退火时间的平方根成线性关系。
LiNbO3质子交换光波导 退火 折射率分布
