反演算法

摘要： 激光测风雷达作为一种新型测风设备,在风场精准探测领域具有重要应用前景。为实现激光测风雷达风场探测性能的评估,将相干脉冲激光测风雷达的测风数据与探空气球风场数据进行时空同步处理后开展比对分析。以探空气球风场数据为真值,通过区分不同天气条件、不同高度区间、不同风速区间对数据进行分类,计算两种风场数据的相关系数与平均偏差,分析激光测风雷达的风场探测性能。结果表明,激光测风雷达的风场探测性能整体较好,晴空条件下风速偏差约为1 m/s,风向偏差约为20°;不良天气条件会对激光测风雷达的探测性能造成较大影响,雨天时的影响最大。

摘要： 目前,云作为大气的一种重要表现形式,无论是在大气科学还是航空安全领域都有着十分重要的研究意义。该云高探测系统是基于激光雷达设计而成,发射出的激光束在被云层反射后,接收器会接收到回波信号,对回波信号进行相关处理后,能够获取云层的有关信息。且该系统运用的改进反演算法能有效解决传统的激光雷达云高探测系统在工作中易受到环境中噪声的影响,无法准确的对云层高度进行识别,造成虚测和漏测的问题。

摘要： 为了提升国产地基微波辐射计反演大气温湿廓线的精度,增强本地部署设备的观测性能,研究实现了地基微波辐射计的神经网络直接样本反演法和观测亮温预处理的神经网络间接样本反演法。将算法应用于武汉华梦科技有限公司研制的HRA002型国产地基微波辐射计,在武汉国家基本气象站开展了与探空以及美国3台MP-3000A微波辐射计的对比观测试验。试验结果显示,HRA002直接样本反演采用改进网络反演水汽密度、相对湿度均方差分别降低约0.94 g·m^(-3)、5%;观测亮温经过预处理后与模拟亮温的相关性提升明显,预处理前后反演的低层温度、水汽密度和相对湿度与探空观测的均方差分别从2.4 K、3.26 g·m^(-3)和18.79%改善为1.58 K、2.18 g·m^(-3)和14.55%,略高于直接样本反演;与3台MP-3000A的反演结果相比,HRA002采用直接样本反演方法的温度廓线总体优于MP-3000A,HRA002采用间接样本反演方法的水汽密度和相对湿度总体上平均偏差占优而均方差稍逊。研究结果表明改进后的直接样本反演法更贴合辐射计硬件性能,反演精度较高;亮温预处理显著提升了间接样本反演精度,在反演精度总体接近的情况下,弥补了直接样本反演法需要长期观测数据的缺陷;综合采用上述两种算法能够提升国产地基微波辐射计本地化、个体化的观测性能,在反演大气参量廓线方面具有可用性。

摘要： 土壤水分是农作物物候期生长和气候、环境变化的敏感因子,在陆表水气循环过程中发挥着重要作用。本文首先梳理了基于主动微波遥感、被动微波遥感、全球卫星导航系统反射测量(Global Navigation Satellite System Reflectometry,GNSS-R)技术的土壤水分反演算法:1)基于主动微波遥感的裸露地表经验模型、半经验模型、物理散射模型、植被覆盖的水云模型(water cloud model,WCM)和密歇根微波植被散射(Michigan microwave canopy scattering,MIMICS)模型;2)基于被动微波遥感的裸露地表粗糙度模型Q/H、H_(p)、Q_(p)和植被覆盖的τ-ω模型;3)地基、星载GNSS-R土壤水分反演算法。其次,分析了近几十年来微波遥感反演土壤水分的研究进展,提出了进一步精确量化植被和地表粗糙度等土壤水分反演要素的时空变异性是提高反演精度的关键,尤其要考虑植被生长过程及由此导致的电磁波辐射传输机制的不确定性问题。最后,展望了土壤水分在农业生产、陆表水气循环中的应用前景,并指出全球尺度土壤水分对气候变化的响应及反馈机制将是未来的研究热点。

摘要： HONO作为大气OH自由基的前体物和重要贡献源,影响着大气中污染物的氧化降解,控制着对流层大气的自净能力,对灰霾和光化学烟雾形成起到重要作用,同时受污染排放特征、垂直传输和混合、非均相反应和大气光氧化等影响,HONO具有明显的垂直分布特征,因此探究大气中HONO的垂直分布特征对于了解大气灰霾和光化学污染的形成和控制都十分重要。MAX-DOAS作为一种被动遥感技术,能够快速有效地获取大气中污染物的立体分布特征。采用MAX-DOAS仪器对合肥市科学岛2017年12月冬季大气HONO和NO_(2)进行了立体探测,通过基于最优估算的气溶胶和痕量气体廓线反演算法PriAM获取了两种气体的垂直分布特征。研究结果表明,在观测期间NO_(2)在近地面10 m内体积混合比(VMR)和垂直柱浓度(VCD)的范围分别在0.51×10^(11)~20.5×10^(11)molecules·cm^(-3)和6.0×10^(15)~5.5×10^(16)molecules·cm^(-2),在垂直方向上其浓度主要集中在1 km内,且在近地面浓度混合均匀。HONO的VMR和VCD分别在0.03×10^(10)~5.1×10^(10)molecule s·cm^(-3)和3.5×10^(14)~7.0×10^(15)molecules·cm^(-2)之间,浓度高值出现在100 m内,浓度随高度的升高而明显下降。通过对HONO和NO_(2)的对比发现,HONO/NO_(2)比值在0.17%~16.0%(VMR)和1.0%~25.0%(VCD)之间,表明研究期间HON O主要来自于NO_(2)的转化。对冬季一次典型污染过程(2017.12.26—2017.12.31)分析,HONO/NO_(2)的比值大于5%,且HONO的浓度值升高(大于0.26×10^(11)molecule s·cm^(-3)),表明污染条件下NO_(2)向HONO的转化作用变强。结合风场信息研究发现,污染期间研究区域的NO_(2)和HONO浓度受到合肥市城区、安徽北部和西北部地区传输的影响。

摘要： 基于2003年5月至10月ENVISAT ASAR宽幅模式(Wide Swath Mode,WSM)数据和2003年11月至2004年5月ENVISAT ASAR单视复数模式(Image Mode SLC,IMS)数据,利用多普勒质心偏移法获取了海面运动引起的多普勒质心异常,通过去除风和Bragg波引起的多普勒频移,最终获得龙目海峡海表径向流速。利用AVISO(Archiving,Validation and Interpretation of Satellite Oceanographic Data)流场数据对结果进行了精度验证,并分析了龙目海峡海表流速变化。结果表明:本文反演得到的海表面流速与AVISO流场匹配度较好,其中由WSM数据反演得到的流速与AVISO流场均方根误差为0.28 m/s,IMS数据反演得到的流速与AVISO流速均方根误差为0.37 m/s。在研究区范围内,2003年5月至9月海流流速较大(−2.56~2.51 m/s),10月流速减小(−0.79~0.72 m/s),11月至12月流速逐月增大(−1.64~1.25 m/s),2004年3月流速达到最低值(−0.58 m/s),2004年4月至5月流速逐月增大(−1.46~1.72 m/s);在南半球夏季(12月)和秋季(5月)龙目海峡出现北向逆流,其余皆为南向流。该流场反演方法可有效提取海面流速信息,从而为海面流场变化研究提供有效支撑。

摘要： 低场核磁共振检测因其具有检测速度快、需样品量少且无损的特点,近年来受到了广泛关注,目前低场核磁共振检测尤其是脉冲技术的发展尚未形成体系。以低场核磁共振现有脉冲技术及NMR数据算法的发展为主线,介绍了低场核磁共振常用脉冲序列的结构和应用情况,以及NMR降噪、反演算法,并简要介绍了当前低场核磁检测在一些领域的应用情况。

摘要： 建立物理模型模拟海底深度变化、海面风频变化对海面波浪的影响,运用Matlab神经网络模型工具箱对模拟数据进行训练,建立“水深—波浪”“风频—波浪”“风频+水深—波浪”的函数关系,并通过反演算法实现根据波浪、风频参数测算水深。通过实验室模拟测试及项目区实地测试可知,该方法测算精度可满足实际工作需要,且测量效率相对较高,并为后续工作提供信息化数据基础,应用效果相对较好。

摘要： 雪深和雪水当量是积雪观测最主要且关键的要素,在冰冻圈、全球气候变化、水资源调查等领域具有重要意义。微波遥感相较于可见光和近红外遥感对积雪观测具有优势,为此,对被动微波遥感反演雪深和雪水当量的研究进展进行了系统的总结。梳理了野外现场实地测量、地面台站长期观测和卫星遥感区域观测等3种积雪观测方式及其主要观测积雪参数;重点总结并评价了半经验、物理模型和机器学习等3种雪深和雪水当量反演算法。展示了青藏高原被动微波积雪监测的研究成果,展望了对未来积雪参数遥感反演的发展趋势,为雪深和雪水当量被动微波反演的深入开展提供了科学的参考建议。

摘要： 在碳中和背景下,燃煤发电机组深度调峰及灵活性运行对炉内三维燃烧状况实时监控提出了迫切要求。总结了燃煤电站锅炉及工业窑炉三维燃烧温度分布监测研究进展。在燃烧火焰辐射成像模型方面,重点介绍了以蒙特卡洛方法为基础建立的方向辐射强度计算的DRESOR法以及近期对DRESOR法的优化,为提高燃烧介质温度的反演精度、同时反演燃烧介质的辐射特性参数分布奠定了基础。三维温度场和辐射参数同时反演问题求解的基本方法为采用Tikhonov正则化方法从多种单色辐射强度图像中重建炉内温度分布,再用最优化方法更新颗粒介质辐射特性,迭代求解。近期,反演重建算法有了新进展,新算法分3个阶段:(1)假设炉内吸收系数、散射系数和炉壁反射率分布均匀,优化求解得到最佳辐射参数及炉内温度分布;(2)在第1阶段基础上,将炉内吸收系数、散射系数设置为空间坐标的二阶多项式拟合分布,壁面仍为均匀反射率,进一步优化迭代计算;(3)在第2阶段计算收敛的基础上,进一步假设炉壁反射率为壁面坐标的二阶多项式分布,再优化迭代计算。依据反演算法最新进展获得了燃烧温度重建误差1%以内的重建结果,并实现了基于辐射参数的炉内煤粉浓度相对分布的重建。炉内三维温度场可视化监测系统在200、300、600 MW燃煤电站锅炉燃烧监控中得到了工业应用,并进一步扩展应用到轧钢厂步进式加热炉、石油化工厂管式加热炉、单火嘴燃烧炉、化工厂裂解炉等燃油或燃气工业窑炉中,应用前景良好。未来需采用机器学习和人工智能理论进一步提升耦合重建问题的求解效率,与炉内工况及热力系统三维实时、动态建模相结合,实现炉内三维工况分布参数(炉内气氛、颗粒物、污染物、炉内热负荷、炉壁热负荷分布等)实时监测及诊断和锅炉水冷壁内水动力、热力系统分布参数建模预测,构建多时间尺度大数据驱动的燃煤发电机组数字孪生系统,为开发智能锅炉/工业窑炉优化控制系统做出贡献。

摘要： 声学多普勒流速剖面仪(Acoustic Doppler Currents Profiler,简称ADCP)作为海洋要素观测的重要仪器被广泛应用.自20世纪70年代,随着电子技术和信号处理技术不断发展,ADCP的海流测量精度优化的同时,由于ADCP具备流速剖面、回声强度剖面和海底海表跟踪,亦可固定到坐底式或移动式平台上应用于波浪和冰层测量.中国科学院声学研究所海洋声学技术中心在常规ADCP研制定型和性能提升基础上,研制4+1波束Janus结构的集合声学多普勒测流、声学测波和压力测波功能为一体的声学多普勒海流剖面/波浪测量仪---WaveADCP,使用声学方法测量波高-轨迹流速,采集空间阵列测点处波高/流速的时间序列,联合反演波浪谱和方向谱并计算波浪参数.

摘要： 大气气溶胶复折射指数(CRI)用于描述整层大气气溶胶的散射和吸收特性,是影响短波辐射平衡和气候变化评估的重要参数,准确获得CRI对降低气溶胶引起的气候变化评估不确定性有重要意义(IPCC,2013).本文建立了大气气溶胶粗、细模态复折射指数反演算法，主要使用了气溶胶光学厚度、吸收性气溶胶光学厚度以及气溶胶粒了尺度谱信息，并应用于2014年4月至2015年4月的AERONET实测数据进行分析。该算法基于颗粒物的多波段光学特性，利用粗细模态分离的谱分布信息，基于气溶胶内混合模型，重构气溶胶消光和吸收的光谱特征，获得由6参数组成的复折射指数。实测数据对反演算法测试表明，反演获得的粗、细模态复折射指数具有合理的季节变化规律，细模态CRI年均值为1.48-0.0101，粗模态值为1.49-0.0041。

摘要： PM2.5不仅对人体健康产生极大危害,也严重影响大气能见度,有效监测其空间分布对污染防治及研究人体健康影响具有重要意义.近年来,随着遥感技术的不断发展,通过遥感技术估算地面PM2.5质量浓度已成为PM2.5空间分布研究的重要手段.本文简要介绍了卫星数据的主要来源及AOD的反演算法,分析总结了PM2.5的遥感估算模型,最后展望了PM2.5遥感监测技术的发展方向.

摘要： 本文结合自适应有限元正演模拟方法,开展基于非线性共轭梯度算法的海洋可控源电磁2.5维反演算法研究,通过理论及实测数据证明反演算法的可靠性和有效性.

摘要： 以各向同性介质为基础的电法勘探理论在很大程度上取得了成功.然而地下介质的电性各向异性是客观存在的,其对地电场分布的影响与各项同性介质不同且这种差异不可忽视,这就导致观测数据解释的很大偏差甚至难于解释.目前在直流电各向异性正反演理论研究方面,主要以二维各向异性问题(Pain等,2003;Yan,2013,2016;Wiese等,2012,2015)为主.本文以张量电阻率为参数的稳定电流场的基本方程出发，基于数据空间Occam反演方法(Siripunvaraporn等，2005)实现了电阻率法二维主轴各向异性反演算法。

摘要： 量子点光谱技术的“光谱重建”过程中需要使用基函数构建回归模型.传统的重建方法对光谱高频信息的捕捉不足,反演精度低.针对传统方法的不足,提出一种特殊的基函数结构,使得基函数方便拟合待测光谱的低频宏观轮廓信息和高频微观细节信息.同时,还将研究这种基函数参数的调节规律,使基函数的参数可以做到自适应调节,为每个光谱“量身定制”个性化的基函数,最大限度的包含待测函数的频率信息.经测试,对于窄带和宽带光谱,该方法反演误差分别是传统方法误差的约50％～70％和约90％,且具有一定的抗噪声能力,为量子点光谱技术真正走向实用化打下基础.

摘要： 量子点光谱技术的“光谱重建”过程中需要使用基函数构建回归模型.传统的重建方法对光谱高频信息的捕捉不足,反演精度低.针对传统方法的不足,提出一种特殊的基函数结构,使得基函数方便拟合待测光谱的低频宏观轮廓信息和高频微观细节信息.同时,还将研究这种基函数参数的调节规律,使基函数的参数可以做到自适应调节,为每个光谱“量身定制”个性化的基函数,最大限度的包含待测函数的频率信息.经测试,对于窄带和宽带光谱,该方法反演误差分别是传统方法误差的约50％～70％和约90％,且具有一定的抗噪声能力,为量子点光谱技术真正走向实用化打下基础.

摘要： 量子点光谱技术的“光谱重建”过程中需要使用基函数构建回归模型.传统的重建方法对光谱高频信息的捕捉不足,反演精度低.针对传统方法的不足,提出一种特殊的基函数结构,使得基函数方便拟合待测光谱的低频宏观轮廓信息和高频微观细节信息.同时,还将研究这种基函数参数的调节规律,使基函数的参数可以做到自适应调节,为每个光谱“量身定制”个性化的基函数,最大限度的包含待测函数的频率信息.经测试,对于窄带和宽带光谱,该方法反演误差分别是传统方法误差的约50％～70％和约90％,且具有一定的抗噪声能力,为量子点光谱技术真正走向实用化打下基础.

摘要： 量子点光谱技术的“光谱重建”过程中需要使用基函数构建回归模型.传统的重建方法对光谱高频信息的捕捉不足,反演精度低.针对传统方法的不足,提出一种特殊的基函数结构,使得基函数方便拟合待测光谱的低频宏观轮廓信息和高频微观细节信息.同时,还将研究这种基函数参数的调节规律,使基函数的参数可以做到自适应调节,为每个光谱“量身定制”个性化的基函数,最大限度的包含待测函数的频率信息.经测试,对于窄带和宽带光谱,该方法反演误差分别是传统方法误差的约50％～70％和约90％,且具有一定的抗噪声能力,为量子点光谱技术真正走向实用化打下基础.

摘要： 土壤水分作为生态、农业、环境和水文等领域研究的重要指标,大尺度土壤水分的监测对研究其空间分异、生态环境恢复、农业生产实践等具有重要的指导意义.相比传统土壤水分监测方法,遥感监测技术具有全天时、全天候、大尺度的优势.基于土壤水分的光学遥感和微波遥感反演方法及估算模型,论述了遥感反演方法和模型的优缺点及其适用性,指出土壤水分反演中存在的不足,展望了土壤水分遥感反演的发展趋势.

摘要： 一种装置用于选择一第一编码演算法以及一第二编码演算法的其中之一以编码一音信，以得到音信的一编码版，一滤波器接收音信、减少音信的谐波的振幅、并输出音信的一滤波版。第一估计器使用音信的滤波版来估计音信的一信噪比或一分段式信噪比，以作为音信的一第一品质测量，非实际上使用第一编码演算法来编码与解码音信。第二估计器估计一信噪比或一分段式信噪比以作为音信的一第二品质测量，非实际上使用第二编码演算法来编码与解码音信。控制器依据在第一品质测量与第二品质测量之间的比较而选择第一编码演算法或第二编码演算法。

摘要： 本发明首先利用测井数据正演分析确定频段划分原则，然后基于划分原则对实际数据进行分频处理，将其变换为不同频段对应的角道集数据，然后将这些角道集数据作为输入进行分频联合反演，并合理提升高频地震信息的权重，将最终的反演结果与基于原始角道集数据的反演结果对比可以发现，本发明提出的方法能够进一步有效的提升反演结果的分辨率，提升反演结果对薄层的刻画能力。

摘要： 本申请涉及选择第一编码演算法和第二编码演算法之一的装置与方法。一种装置用于选择一第一编码演算法以及一第二编码演算法的其中之一以编码一音信，以得到音信的一编码版，一滤波器接收音信、减少音信的谐波的振幅、并输出音信的一滤波版。第一估计器使用音信的滤波版来估计音信的一信噪比或一分段式信噪比，以作为音信的一第一品质测量，非实际上使用第一编码演算法来编码与解码音信。第二估计器估计一信噪比或一分段式信噪比以作为音信的一第二品质测量，非实际上使用第二编码演算法来编码与解码音信。控制器依据在第一品质测量与第二品质测量之间的比较而选择第一编码演算法或第二编码演算法。

摘要： 一种装置用于选择一第一编码演算法以及一第二编码演算法的其中之一以编码一音信，以得到音信的一编码版，一滤波器接收音信、减少音信的谐波的振幅、并输出音信的一滤波版。第一估计器使用音信的滤波版来估计音信的一信噪比或一分段式信噪比，以作为音信的一第一品质测量，非实际上使用第一编码演算法来编码与解码音信。第二估计器估计一信噪比或一分段式信噪比以作为音信的一第二品质测量，非实际上使用第二编码演算法来编码与解码音信。控制器依据在第一品质测量与第二品质测量之间的比较而选择第一编码演算法或第二编码演算法。

摘要： 本发明提供了面向多动态目标无线传能的快速时间反演算法及生成装置，以时分复用的模式控制多目标传能，以射频混频的形式实现相位共轭，基于外差混频的方向回溯阵列，实现了基于相位共轭进行无线传能，以及多动态目标无线传能的自适应跟踪。本发明的技术要点包括基于时分复用的模式控制、导航信号发射接收、相位共轭信号处理以及速调管放大等主要技术。本发明基于时分复用与相位共轭进行无线传能，解决了点对多点的运动目标传能问题，可应用于中低速移动目标的微波无线传能系统。本发明通过转发天线单元接收到任意方向的来波且满足相位共轭原理，对任意方向的来波进行回溯，原理简洁，方案简单高效，有较强的工程实用性。

摘要： 本发明公开了一种基于反演算法的光纤光栅温度传感解调方法及系统，所述方法包括以下步骤：获取待解调处理的光纤光栅温度传感器的预设多个时刻的波长；基于所述预设多个时刻的波长，获得光纤光栅温度传感器的响应速度曲线；基于所述预设多个时刻的波长，获取各时刻的波长随时间的变化率；基于反演算法建立光纤光栅温度传感器的响应速度曲线中各时刻的波长和该时刻所对应的波长随时间的变化率与外界温度之间的非线性关系；基于所述非线性关系及多个时刻的波长获取外界温度，实现解调。本发明的方法，能够明显提高光纤光栅温度传感器的响应速度，并且可以实现比光纤光栅传感器耐温性更高的温度传感。

摘要： 本发明公开了一种基于遥感数据的森林可燃物含水率反演算法，属于深度学习领域。本发明采用MLP模型，建立了一种遥感光谱反射率与森林冠层植被和地表枯落物含水率之间的联系算法，通过对遥感数据进行预处理，使用其光谱反射率反演出冠层植被和地表枯落物的含水率，并且最终建立的模型拟合度能够达到0.8左右。算法同时也提出了一种光学遥感在冠层到地表间穿透性较差的优化方案，也为遥感估测法大尺度的测定地区冠层以及地表枯落物含水率提供了理论基础。

摘要： 本发明提出基于冲压成型反演算法的球罐壳板下料方法，对球罐壳板大量冲压成型数据进行统计分析，并将实际生产数据通过三维建模软件及有限元软件与仿真模拟相结合，对冲压加工过程进行仿真模拟，在仿真成型模型基础上，对模型数据进行拟合以筛选去除异常数据，再对筛选后的模型数据拟合反演计算，得到与球罐材料及尺寸对应的经验公式，以经验公式计算用于冲压加工下料的球罐壳板坯料板尺寸；本发明通过生成冲压位移、应力以及应变云图，生成球壳板冲压动画，可以直观地观察到整块球壳板的冲压过程，可以得到位移、应力及应变随着模具冲压的实时变化情况，可以得到球壳板坯料板一次下料尺寸，为球壳板的实际生产加工提供参考及指导，提高生产效率。

摘要： 本发明公开了一种基于秒探空资料的微波辐射计温湿度反演算法，本方法以历史秒探空气象观测数据、地面气象观测和微波辐射计各通道亮温数据构建基于BPNN神经网络算法，此算法以实时地面气象观测数据和实时微波辐射计各通道亮温数据为输入量，反演计算实时大气温度和湿度的垂直分布，其主要包括以下步骤：秒探空数据有效数据选取、秒探空数据平均值和极值计算、微波辐射计各通道辐射亮温数据极值计算、数据归一化、基于BPNN神经网络的反演计算、真实温湿度值的反算等步骤。本发明具有非常高的时间和空间分辨率，在保证了足够准确度的情况下，具有较高的计算效率。

摘要： 本发明公开了一种基于多自由度车辆动态响应的接触点反演算法，属于铁路工程健康检测领域。本发明基于多自由度车辆轨道桥梁耦合系统的简化物理模型，所采用的车辆模型是六自由度系统，建立了多自由度车辆下轨道——桥梁相互作用理论，探明轨道、桥梁结构与车体响应的解析相关性；推导出了六自由度车辆—轨道—桥梁耦合系统中车辆与轨道的多接触点响应封闭解析解，并用MATLAB建模验证了该算法的正确性。