1 大连海事大学 航海学院，辽宁大连6026
2 大连海事大学 环境信息研究所，辽宁大连11606
为了实现海面有效波高的探测，本文利用全球导航卫星系统反射信号（Global Navigation Satellite System Reflection，GNSS-R）提出了一种利用延迟多普勒图像进行信噪比计算的有效波高反演方法。相比传统雷达等主动探测，GNSS-R是利用卫星信号前向散射的被动观测，无需发射机，具有信号源多、功耗小、成本低、重量轻等优势，便于在星载、机载以及船载平台上进行搭建。由于海面波高的不同，接收机接收到的反射信号也不同。通过对反射信号的分析，可以得到不同反射面的物理特征信息，从而反演出我们所需的海面波高信息。本文通过反射信号生成延迟多普勒图像，并给出相应的信噪比定义，从而获得有效波高。为验证本文提出算法的可行性，本文进行了船载有效波高反演试验，并和传统利用干涉复数场（Interference Complex Field，ICF）进行反演的估算方法进行了性能对比和验证。结果表明，所提算法的均方根误差为0.098 m，R2值为77%，相关系数为0.82，均优于ICF方法，且与测波雷达的有效波高真值数据表现出更好的一致性，提升了基于GNSS-R技术进行有效波高估算的精度，能够为船舶航行的海况信息感知提供服务。
GNSS-R海洋遥感 有效波高 信噪比 延迟多普勒图像 GNSS-R marine remote sensing significant wave height signal-to-noise ratio delay-Doppler map
1 重庆交通大学 西南水运工程科学研究所， 重庆40006
2 重庆交通大学 内河航道整治技术交通行业重点实验室， 重庆400074
3 重庆西科水运工程咨询中心， 重庆400016
为了实现水工物理模型实验中波高这一重要参量的高精度测量，提出了一种基于激光入射光斑识别的非接触式波高测量方法。构建了波高测量装置的图像成像几何关系模型，研究了波高测量装置主要参数的确定方法。根据激光入水二值化图像特征构造了激光入水特征模板，提出了激光光斑动态跟踪算法。最后，根据确定的结构参数与图像传感器参数，搭建了实验装置，对波高传感器进行了标定，并利用标定曲线对电动位移平台模拟的波浪进行了测量。实验结果表明：实测位移与电动位移平台设定的位移基本吻合，最大误差仅为0.65 mm。该方法基本满足水工物理模型实验波高测量的高精度、非接触与高动态性等需求。
激光测量 水工物理模型 激光光斑 二值化图像 图像识别 波高测量 laser measurement hydro-physical model laser spot binary image image recognition wave height measurement
1 中国科学院空天信息创新研究院, 北京 100101
2 浙江省重点实验室, 中科卫星应用德清研究院, 浙江 湖州 313200
3 中国科学院北京分院, 北京 100101
针对合成孔径雷达(SAR)海浪有效波高反演方法开展研究,提出了基于超限学习机(ELM)模型的SAR海浪有效波高经验反演方法。通过对ENVISAT ASAR波模式数据和ECMWF再分析数据进行数据时空匹配得到SAR图像与海浪有效波高的匹配数据集,分别在大匹配数据集和小匹配数据集两种情况下对SAR海洋有效波高反演算法进行经验建模,并与业务化CWAVE算法进行了对比验证。结果表明:大匹配数据集下,所提经验模型的精度为0.87,反演精度总体略逊于CWAVE算法(0.91),但在模型训练效率方面,所提经验算法(0.022 s)要优于CWAVE算法(0.514 s);在小匹配数据集下,所提经验算法反演精度为0.59,模型效率为0.008 s,均远优于CWAVE算法(-0.38和0.318 s)。基于ELM模型可以实现小匹配数据集下SAR海浪有效波高的较高精度反演。
遥感 超限学习机 海浪 有效波#高
大连理工大学机械工程学院, 辽宁 大连 116024
针对不锈钢-碳钢层合板制备方法中结合面存在的缺陷问题，采用激光熔覆法制备金属层合板。调整激光功率和扫描速度两个主要工艺参数，研究其对层合板金相组织的影响。通过不锈钢-碳钢层合板金相组织分析以及拉伸试验研究，优化层合板激光熔覆工艺参数。结果表明：随着激光能量密度的增大，不锈钢-碳钢层合板界面波高依次呈0.01～0.03 mm、0.08～0.10 mm和0.11～0.14 mm三种形态，且熔覆层厚度逐渐增加。随着界面波高的增大，屈服强度逐渐增大，当不锈钢-碳钢层合板界面金相组织形态呈波高为0.11～0.14 mm时，屈服强度为410 MPa。激光熔覆制备方法获得了不锈钢-碳钢冶金结合及组织性能均良好的层合板，屈服强度和延伸率均达到了不锈钢层合板的标准要求，表明此工艺方法是可行的，为激光熔覆制备层合板的广泛应用提供了理论和试验依据。
激光技术 激光熔覆 不锈钢-碳钢层合板 金相组织 波高 拉伸强度 激光与光电子学进展
2014, 51(2): 021403
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
新研制的机载激光测深系统与第一代机载激光测深系统相比,在探测信号采集率、浅水测量能力、测点定位精度和系统的自动化方面都有较大的提高。新系统采用1000 Hz激光器以提高测量密度,分设深水浅水双通道接收回波信号以提高浅水探测能力,装配高精度的惯性导航系统(IMU)和全球定位系统(GPS)提高了测点的定位精度和深度精度,数据后处理进行了潮汐改正和波浪改正提高深度测量的精度。系统在某海域进行了多次飞行实验,实验数据经过分析和处理,得到了比较满意的结果,表明该激光测深系统在测深精度和测量效率等方面,已经接近实用化。
激光技术 机载激光测深 海底数值高程 海浪波高 浅水测量 测量密度
