针对点目标扩展函数 (PSF)不能有效分析复杂目标在毫米波近场多入多出 (MIMO)雷达成像中的散射机理问题, 研究了一种基于近场物理光学散射计算数据的毫米波 MIMO雷达成像模拟方法。该方法利用近场物理光学方法, 获得包含阵列构型和目标散射信息的近场计算数据, 并通过近场 MIMO成像处理器实现近场 MIMO成像的全过程模拟。利用 D波段“ T”字型二维稀疏 MIMO阵对复杂的三维目标开展了近场成像实验, 仿真和实验结果表明, 模拟结果与实际成像结果有很好的一致性。该方法能够分析近场 MIMO成像系统的成像性能, 为近场 MIMO成像的阵型设计提供支撑, 揭示复杂目标的近场散射特性与成像机理。

首先对地球同步轨道星载降雨雷达进行了介绍; 其次基于其技术参数, 利用美国第二代机载降雨雷达(APR-2)的实测数据模拟了地球同步轨道星载毫米降雨雷达的数据并对模拟的强度和速度场数据进行了分析; 最后根据时域信号(I、Q)和功率谱数据的特征, 采用时域无限脉冲响应(IIR)椭圆滤波器和频域高斯模型自适应处理(GMAP)两种方法对地表杂波进行了抑制, 并对抑制前后的廓线数据和回波图进行了对比分析.结果表明, 采用IIR和GMAP方法能够对受弱风条件下海面杂波影响的近地面气象回波进行较好的恢复, 对地表杂波具有较好的抑制效果.

实际卫星在轨运动会对星地量子通信实验带来影响。星地间距离的变化导致信号时间间隔改变, 进而对量子通信中的时间同步带来干扰,降低成码率甚至无法成码。利用定点量子通信数据仿真星地 量子通信数据,可用于卫星发射前检测不同轨道高度下卫星信号的时间同步性能。通过分析时间同步 方案模拟了距离变化反映在信号光接收端的时间变动。用星地量子通信实验的实际数据对仿真模型进 行了验证,结果表明模型匹配程度较好。

基于奇偶检错-汉明纠错算法的误码率后验分布参数,用仿真数据 直接估计纠错后的误码率及其置信区间。 实验利用了两个伪随机二进制序列替代原始量子密钥,长度为1.4×10－7, 误码呈二项分布,通过 奇偶检错后利用(7,4)汉明码对奇偶性不一致的码字进行纠错。实验结果表明:当初始误码率为3%时, 通过一次检错、纠错,误码率降至2.47×10－3, 置信度为95%的上限值为2.77×10－3; 当初始误码率 为0.1%时,通过一次纠错,误码率降至1.43×10－7, 置信度为95%的上限值为10.54×10－7。该方法有 效地估计了奇偶-汉明纠错码对有限长度原始量子密钥纠错后的误码率,为量子密钥分配后续处理提 供了可靠的数据支持。

针对从计算机断层扫描血管造影术(CTA)的三维体数据中提取血管结构信息通常需要大量的人为介入操作的问题, 提出了一种全自动血管分割方法。首先, 采用多尺度增强滤波器对数据中的管状结构进行增强, 剔除非管状结构, 并过滤噪声。然后, 利用Sigmoid函数作用于梯度图像产生水平集的速度图像, 并通过测地活动轮廓模型迭代逼近真实的三维血管轮廓。最后, 通过拉普拉斯算法对提取的血管表面网格进行平滑处理, 获得光滑的血管曲面。实验采用胸部和颈部的CTA体数据对算法进行测试, 结果表明: 该方法无需人工干预即可从CTA体数据中准确地提取出血管的三维信息; 血管中心线提取的平均误差为0.26 mm, 直径测量平均误差为0.16 mm, 分割精度满足临床血管疾病辅助诊疗的要求。

遥感数据模拟已广泛应用于遥感研究中, 遥感模拟对于新型传感器的设计, 新算法的检测等都有积极的意义。 然而传感器系统参数的变化会影响数据模拟的精度。 实验采用卷积宽视场多光谱成像仪蓝、 绿、 红和近红外四个波段的光谱响应函数, 基于光谱重构的方法对多光谱数据进行了高光谱的数据模拟。 研究分析了多光谱数据中心波长和带宽的变化对高光谱重构精度的影响。 结果表明, 中心波长和带宽的变化对于光谱重构精度有一定的影响, 但总体来说模拟结果有很好的精度。 中心波长的变化所引起的RMSE小于0.025, 带宽变化引起的RMSE小于0.012。 因而基于中心波长和带宽变化的高光谱数据重构有助于用户更好的了解高光谱成像系统, 找到系统性能的主要影响者, 以便更好的模拟高光谱数据, 扩展遥感数据的应用范围。