【摘 要】
:
绚丽壮观的极光现象多发生于高纬度地区,源于来自太阳风和磁层的能量粒子在极区大气沉降时与中性粒子的碰撞反应,为揭示其成因机理所实施的大量科学观测包括原始目测到当前常见的光谱测量,而因为极光光谱能表征沉降粒子的决定性特征,所以光谱测量对进一步补充有关地球对太阳活动响应机制的相关知识来说十分重要。复杂摄谱仪生成的极光光谱数据属于除空间信息外还包含极光瞬态高分辨谱信息的超光谱数据,尽管该数据具有极高的研究
论文部分内容阅读
绚丽壮观的极光现象多发生于高纬度地区,源于来自太阳风和磁层的能量粒子在极区大气沉降时与中性粒子的碰撞反应,为揭示其成因机理所实施的大量科学观测包括原始目测到当前常见的光谱测量,而因为极光光谱能表征沉降粒子的决定性特征,所以光谱测量对进一步补充有关地球对太阳活动响应机制的相关知识来说十分重要。复杂摄谱仪生成的极光光谱数据属于除空间信息外还包含极光瞬态高分辨谱信息的超光谱数据,尽管该数据具有极高的研究价值,但相较其他光谱数据来说并不常用,因此本论文围绕该数据的有效利用及解决在利用过程中面临的存储传输难题展开了研究,其主要创新点和所实现的技术成果如下:1.配置于我国极地南极中山站和北极黄河站的摄谱仪在过去二十多年间连续生成极光光谱数据从而采集可变的极光光谱信息,该类数据包含了丰富的信息,对其展开研究具有十分重要的意义,但进行相关研究时要求研究人员具备物理学、光谱学和计算机科学等多学科知识,极富挑战性,因此到目前为止该数据仍未得到充分运用。综合考虑这些因素,本文所提出模型和算法具有一定开拓性。2.对许多科研人员来说,极光光谱数据算是一种全新的数据,因此为便于全面了解该数据,本文讨论了其结构性和统计性细节:在数据采集过程中使光辐射信息将受到干扰的噪声信息大部分服从高斯分布,因此可借助均值滤波器去除噪声,代表性数据在空间域上的相关性高于谱域相关性,但谱域相关性随时间的动态变化更为显著。3.代表性极光包括在约150 km和250 km发光高度上分别呈黄绿色和红色的557.7 nm、630.0 nm光学辐射,这两种辐射生成于二次电子和原子态氧之间的碰撞,因为它们的辐射强度由沉降电子直接决定,所以通过对极光辐射成像得到的极光光谱数据能够推导这类沉降电子的特征信息。推导过程先后采用了三种不同的策略,最终以计算效率最高的自洽逼近策略用于实际处理,最终推导所得沉降电子特征能量的合理性在与基于卫星观测数据所得平均能量的对比中得到了验证。4.沉降电子特性推演实验中用到了海量极光光谱数据和与其相关的卫星同步观测数据,研究人员十分关注这些数据的本地存储问题并尝试在已有网络带宽条件下对其进行实时传输,基于此,本文针对纯光谱数据提出了结合空谱去相关与离群点识别的线性预测无损压缩方案,而针对混合类型同步观测数据提出的通用压缩方案则通过引入层次聚类,实现了其致密存储及高效管理。
其他文献
交通是城市发展的主要动力。由于城市化的不断发展、出行需求迅速增长、机动车保有量逐年增加,城市交通压力与有限道路资源之间的矛盾愈发明显,作为矛盾核心的城市道路交通拥塞成为困扰城市发展的主要问题之一。交通拥塞问题不仅导致经济社会诸项功能的衰退,而且还将引发城市生存环境的持续恶化,成为阻碍发展的“城市顽疾”。随着我国城市交通网络复杂化程度的提高,在面临严峻的交通拥塞问题时,应采取相应的拥塞控制策略,提升
目标或其组成部件除去主体平动外的振动、转动等小幅度运动被称为微动。微动包含着目标特有的运动属性,可以反映其精细的运动特征,因此微动特征可作为雷达目标识别的重要依据,其在军事及民用方面都有着广泛的应用。在军事方面,基于微动特征提取的识别手段是导弹防御系统的关键技术。由于弹头和诱饵的质量分布不同,导致它们的微动特性存在明显差异,因此通过提取目标的微动特征可以实现真假弹头的识别与分辨。在民用方面,基于雷
随着硬件水平的提升和人工智能的兴起,模式识别吸引了越来越多的专家学者的关注。一个完整的模式识别系统一般包括以下五个步骤:数据获取、数据预处理、特征提取、特征降维和分类器设计。特征降维通过一个线性或者非线性变换,将原始空间的特征映射到一个有意义的低维子空间,一方面能够降低识别算法的时间复杂度和空间复杂度,另一方面能够缓解“维度灾难”和“小样本问题”等现象。一类分类器是一种将感兴趣的目标类样本和其他所
T-S模糊模型作为一种万能逼近器,在一个紧集内,可以任意精度逼近非线性系统。根据它的模型特点:模糊规则后件部分为线性动态系统,则可以利用成熟的、系统化的线性系统理论来研究复杂的非线性系统。并行分布补偿(PDC)方法是根据被控系统的“如果-则”模糊规则来设计相应的控制器,使得控制前件部分与被控系统规则保持一致,对系统的控制综合问题得到一种系统化方法,取得了丰硕的成果。然而,PDC设计方法中有一个隐含
多输入多输出(MIMO,multiple-input multiple-output)雷达是当前新体制雷达技术领域的研究热点,其特点是每个发射天线可以发射不同的波形,与相控阵雷达所有阵元发射相同的波形相比,MIMO雷达的波形分集能力能够带来更多的发射自由度。通过波形设计,可以实现MIMO雷达资源的灵活分配,提高雷达系统性能。围绕着MIMO雷达波形设计,本论文针对MIMO雷达的发射方向图匹配设计、发
空天目标是指飞机、飞艇、人造飞行器和空间碎片等目标。随着航空航天技术的发展、竞争和太空垃圾的增多,人造飞行器的安全受到了各方面的威胁,对空天目标运动状态进行跟踪、监视与成像是保护人造飞行器的一个重要方面。逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)以其全天时、全天候不间断工作的优势,在军事和民用领域发挥着不可替代的作用。通过对空天目标的ISAR高分辨
随着高分辨率星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)系统的飞速发展和需求的不断牵引,近年来一种新的观测模式——多方位角立体观测模式应运而生,该成像新体制通过单星SAR天线波束指向控制、多次航过升降轨联合或多颗卫星组网从不同方位角对热点区域进行立体观测。该模式可获取热点区域内地物的多视角几何信息和散射信息,从而弥补了传统单视角SAR系统信息维度缺失和图像解译性差的
时至今日,多智能体系统的研究越来越受到各领域学者们的关注,尤其是非线性多智能体系统的研究。学习控制作为一种能通过系统重复运行而实现更高精度跟踪的智能控制方法,已被用来研究非线性多智能体系统的协同问题(一致性和编队问题),并且取得了突破性的进展,但仍有一些问题值得去探究。本文在学习控制理论框架下,结合自适应控制方法,针对几类可重复运行的非线性多智能体系统,考虑输入饱和、状态约束、未知控制方向和非线性
如何高效利用有限的频谱资源来应对网络传输需求的爆炸性增长已然成为过去几十年通信与信号处理研究的热点。随着诸如物联网以及机器间通信的出现,传统处于脱机状态的设备通过传感器的配备可以传输数据,从而进一步驱动了网络对容量的需求。为了满足这些应用需求,同时为提升现存无线网络环境的吞吐量,大量的新技术应运而生。其中,大规模MIMO是一种候选的可行技术。大规模MIO技术可以很大程度上提升网络的频谱效率和能量效
由于庞大的用户需求和激烈的市场竞争,自动制造系统已经经历了实质性的变化。自动制造系统通过减少成本、改善产品质量和增加生产率来帮助企业迎合激烈的市场竞争。一般而言,自动制造系统是由多个并发的进程组成的。通过使用一系列高度自治的资源,例如:自动处理装置、缓冲器、机器人和数控机床,自动制造系统能够加工生产各种各样的产品。为了获得最终的产品,系统中的资源和路径会形成复杂的交互。当资源分配不合理,一些工件等