状态变换扩展卡尔曼平滑算法在AUV水下航迹修正中的应用

水下自主潜航器(AUV)在水下勘测过程中常采用定期上浮的方式利用卫星定位信息(GNSS)校正惯性/多普勒测速仪(SINS/DVL)组合导航造成的位置误差,并通过平滑算法校正之前计算的水下航迹。针对AUV上浮前的水下航迹矫正问题,提出一种基于计算地理坐标系的状态变换扩展卡尔曼平滑算法(STEKF-RTS)。首先推导状态变换扩展卡尔曼滤波器的系统误差状态方程,并分别以GNSS信息和DVL速度为观测信息构建量测方程,以此系统模型进行前向滤波。完成前向滤波后,即潜航器上浮GNSS校正完成后,采用RTS平滑算法对水下航行阶段的航迹进行修正。实验结果表明,STEKF相较于EKF能减缓位置误差积累,STEKF-RTS相比EKF-RTS平滑算法能够进一步有效校正航线误差,1 h上浮时间间隔情况下,勘测航迹精度可控制在0.5%D以内。     

水下多级微结构液气界面的稳定性和可恢复性研究

微结构表面浸没水下所形成的液气界面对减阻等应用具有重要意义.液气界面的稳定存在是结构功能表面发挥作用的前提.因此,如何增强液气界面的稳定性以抵抗浸润转变过程,以及在液气界面失稳之后,如何实现去浸润过程以提高液气界面的可恢复性能,均具有重要的科学研究意义和实际应用价值,也是国内外研究关注的热点问题.本文针对具有多级微结构的固体表面,研究其在浸没水下后形成的液气界面的稳定性和可恢复性.通过激光扫描共聚焦显微镜对不同压强下液气界面的失稳过程和降压后的恢复过程进行原位观察,实验结果和基于最小自由能原理的理论分析相吻合.本文揭示了多级微结构抵抗浸润转变以及提高液气界面可恢复性能的机理:侧壁上的次级结构(纳米颗粒、多层翅片)通过增加液气界面在壁面的表观前进接触角增强了液气界面的稳定性;底面的次级结构(纳米颗粒和封闭式次级结构)可以维持纳米尺寸气核的存在,有利于水中溶解气体向微结构内扩散,最终使液气界面恢复.本文的研究为通过设计多级微结构表面来获得具有较强稳定性和可恢复性的液气界面提供了思路.     

简谐速度噪声及其与势场之间的频率共振

为了描述复杂的噪声环境，考虑了一种具有频率结构的噪声——简谐速度噪声，包括它的产生、关联函数、功率谱以及作为热噪声时的频率特性所导致的一些行为.结果表明：在频谱空间中简谐速度噪声是一种带通噪声，存在一个峰值频率，且噪声带宽由参量Γ控制.当简谐势中的一个布朗粒子受热简谐速度噪声驱动时，粒子能量极大值出现在两种频率相等的情况下.这表明噪声和势场的频率之间存在动力学共振，决定着粒子能量的大小. 关键词： 简谐噪声 简谐速度噪声 功率谱 频率共振     

天文斑点成像技术中的噪声影响分析

为进一步说明天文像复原新方法-迭代位移叠加法的性质，对探测器的附加噪声在斑点干涉术、斑点掩模法和迭代位移叠加法中的影响分别进行了分析。结果表明：在斑点掩模法中，复杂的噪声高阶矩统计被引入了重谱的噪声偏差，因此对噪声极为敏感，使数据处理更加复杂化；与斑点掩模法相比，迭代位移叠加法仅涉及对噪声的一阶矩统计平均，所以此新方法的特点是对噪声不敏感，具有图像复原处理过程简单快捷的优越性。     

利用振幅调制器进行光电负反馈抑制激光强度噪声

采用振幅调制器作为抑制激光强度噪声的元件，首先对光电负反馈回路进行了简要的理论分析，然后利用该光电负反馈进行抑制激光二极管抽运全固化单频环形Nd:YVO4红外激光器强度噪声的实验。结果表明，在0－1MHz的低频段，强度噪声大幅度降低，最大降低约15dB。     

考虑到束-波相互作用的速调管离子噪声二维模拟

采用粒子模拟的方法并考虑电子束与电磁波的相互作用，首次直接得到了速调管输出信号的离子噪声图像，阐述了束电子、二次电子、离子、电磁场之间的相互作用的动力学过程. 指出离子噪声所表现出来的相位波动是由电子束速度的波动引起的，电子束速度的变化来源于管内离子数量的变化，离子的数量的变化又与电子束状态变化相互影响，这是离子噪声产生的根本原因. 二次电子对离子噪声产生过程的影响甚微，但是其行为却反映了离子噪声的形成机理. 离子噪声引发的输出信号幅度波动取决于电子束速度和半径的改变，与离子行为密切相关. 关键词： 离子噪声 速调管 粒子模拟 电子束     

沸水的声音

有一个这样的故事：一次，在欧洲的阿尔卑斯山的一个隧道里，28t的炸药爆炸了．附近30km以内的居民都听见了爆发的巨响，离爆炸地点40km，50km的居民则一点也没有听到．这是否说明爆炸声的传播范围只有方圆30km呢?不是的．事实上，离爆炸地点往北远隔160km的地方，人们却很清晰地听到了这次爆炸声，这种现象就是“大音希声”现象．     

一种微穿孔板消声器

本文根据马大猷教授提出的“微穿孔板吸声体精确理论”，在对微穿孔板消声器结构参数与吸声特性之间的相互影响进行了分析的基础上，设计了微穿孔板消声器并将其应用在新舟60飞机APU(辅助动力装置)降噪的实际工程中，并通过编写的噪音数据采集分析程序，对降噪效果进行了测试和分析，验证出微穿孔板消声器对消除飞机的APU的排气噪声具有良好的消声效果，平均降噪7．16dB。     

水下多路水声测量信号光纤传输系统

以一个水声被动测量系统的工程项目为平台，介绍与其配套的水下多路水声测量系统的构成、主要电路环节和工作原理。     

周期势场中定向扩散流的蒙特卡罗计算

提出一种稳定和精确的坐标变换和闭合积分方法，用以求解描述周期势场中布朗粒子作定向运动的乘性朗之万方程。