一种新的恒星光谱间距离度量方法：残差分布距离

距离度量是光谱巡天数据处理中的一个重要研究内容,其定义了一种不同光谱间的距离计算方法,以此为基础可进行光谱的分类、聚类、参数测量及离群数据挖掘等工作。距离度量方法的好坏在一定程度上影响了分类、聚类、参数测量及离群数据挖掘的效果及性能,同时随着大规模恒星光谱巡天项目的开展,如何针对恒星光谱定义更为有效的距离度量方法成为其数据处理中一个非常关键的问题。基于此问题,在充分考虑到恒星光谱的特点及其数据特征的基础上,提出一种新的恒星光谱间的距离度量方法：残差分布距离。该距离度量有别于传统计算恒星光谱间距离计算方法,利用该方法计算恒星光谱间的距离时,首先将两条光谱归一化到同一尺度下,然后计算对应波长处的残差,以残差谱分布的标准差作为距离度量。该距离度量方法可用于恒星分类、聚类以及恒星大气物理参数测量等应用中。本文以恒星光谱细分类为例来比较检验该距离度量方法,结果表明该方法定义的距离在分类时能更为有效的刻画不同类别光谱间的差距,可以很好的用于相关应用中。同时还研究了信噪比对该距离度量方法的影响：残差分布距离一定程度上受光谱信噪比影响,信噪比越小,对距离的影响越大;在信噪比大于10之后,残差分布距离对分类的影响很小。     

基于贝克曼分布的星间激光通信链路性能优化

针对星间激光通信系统易受瞄准误差影响的问题,在瞄准误差服从贝克曼分布的条件下,利用三阶中心矩法将其等效为修正后的Rayleigh分布,分别在中断概率一定和发射功率一定的假设下,建立了发射功率优化模型和中断概率优化模型,并计算出了两种假设条件下高斯光束经天线发射时的最优均方根宽度。通过数值仿真,给出了考虑瞄准误差时的系统中断概率、最小发射功率与最优均方根宽度之间的关系。根据该数值分析结果,在明确瞄准误差分布规律的基础上,选择最优的高斯光束均方根宽度,以实现最优星间激光通信链路性能。     

M矮星光谱型分类研究

M矮星的研究对于探索银河系的结构、演化以及搜寻地外生命有重要意义。获得M矮星的光谱型是一项重要的基础工作。本研究采用SLOAN DR7的M矮星样本,参考随机森林的特征重要性度量, 提取M矮星可见光波段600~900 nm之间的特征。提取的特征与现有的光谱分类程序Hammer中采用的特征进行对比增加了三个新的特征,并重新计算了模板的特征指数。对该方法测试结果表明,增加了新指数的程序光谱型分类结果准确度有很大提高,该方法已用于对LAMOST的M矮星光谱进行光谱型分类。     

基于正则粒子算法的红外成像消噪处理研究

针对红外成像中的问题,应用正则粒子再采样算法实现红外成像消噪处理。首先依据序列重采样算法,从重要性密度函数中采样,而后进行粒子权重归一化,优化粒子克服衰竭现象,最后给出成像模型和精度函数。仿真结果验证了该算法的有效性。     

LAMOST恒星分类模板间相似性度量分析

随着获取和收集天文光谱大数据能力的与日俱增,合理利用计算科学技术正确地分析海量光谱的处理方法及结果统计。前述工作采用了欧氏距离分析判别LAMOST实测光谱与模板之间相似度的研究,研究恒星分类准确性取决于高质量的模板光谱,选取LAMOST光谱在用的分类软件中183个恒星模板光谱,分别利用欧氏距离和马氏距离方法得出A,F,G,K和M型恒星模板间的均值和最大值,完成每条谱线相互之间的相关性分析,找出相对距离较大的模板及形成原因。相似度度量可视化实验数据结果表明模板之间具有一定的区分度,通过马氏距离分析模板间相似性能更进一步辨识出相近模板之间的细微差别,具备较优良的判别效果,证实了LAMOST现有分类的各模板间距离较均匀,且分类结果较为准确。该研究可进一步优化在用光谱分类模板,提升LAMOST恒星分类模板库的精确度和可信度。     

基于优化辅助粒子算法的红外目标跟踪研究

针对粒子算法存在的问题,提出了辅助粒子算法.该算法在重采样算法基础上,引进辅助变量,对粒子的权2次计算,可使粒子权值比重采样的粒子权值变化更稳定,最后给出了红外目标模型和均方根误差函数.仿真结果表明该算法对运动目标跟踪的均值和方差上均优于标准粒子滤波、重采样粒子滤波,且提高了计算效率.     

基于NLMS自适应滤波的近红外光谱去噪处理方法研究

为了去除直接采集的近红外(NIR)光谱中含有的噪声,将归一化最小均方(NLMS)自适应滤波方法引入到NIR光谱去噪领域中。以51份土壤样品的NIR光谱为研究对象,探讨NLMS自适应滤波方法在NIR光谱预处理中的应用,并将处理后的结果与土壤中有机质的含量相关联,建立模型。结果表明,通过NLMS自适应滤波去噪后的光谱,预测集的相关系数r由处理前的0.8284提高至0.9654,预测均方根误差(RMSEP)由处理前的0.3385降至0.1606。由此可见,NLMS自适应滤波对NIR光谱的去噪有显著效果,可以有效地提高光谱的分析精度和模型的稳健性,为NIR光谱的预处理提供了一种新方法。     

基于小波包分解和FK分析的次声信号参数估计

频率波数分析法是一种估计信号慢度和方位角的台阵数据处理方法,在地震波信号处理中得到广泛应用,但将频率波数分析法应用于次声信号的时候,分辨率不高,易受噪声的影响,伪峰较明显。因此,本文提出了一种基于小波包分解和FK分析的次声信号参数估计方法,该方法借助小波包分解对信号整个频带的分辨能力,有效提高了算法的分辨率,降低了噪声的影响,有效压制了伪峰,并利用高斯调制正弦信号模拟次声信号,对比分析了方位角的均值、方差和均方根误差,验证了算法的性能,最后利用IS45台站接收的实际次声数据对算法进行对比分析,进一步验证了算法的有效性。     

光电侦察系统目标定位精度评价指标研究

鉴于光电侦察定位系统的设计、验收、订购阶段均涉及对系统精度的评价,指出影响光电侦察系统目标定位精度的评价指标。研究了均方根误差、平均误差及置信概率区间方法的计算原则及使用条件,给出光电侦察系统目标定位精度的评价指标,并提出设计阶段的精度预估方法、验收阶段的精度评定方法以及设备采购阶段的性能优选方法。规范了光电侦察系统的定位精度预估、验收以及订购。     

基于Shepard插值技术的电磁环境地图构建

随着信息产业和相关无线电通信业务的不断发展,频谱管理问题将更具挑战性。合适的频谱管理方法使得发射机有效地重复利用频率,用户设备(UE)可以选择最佳的基站。电磁环境地图(REM)概念作为解决频谱稀缺性和提高频谱利用率的工具,使不同的用户有效地共享频谱资源。电磁环境地图正在成为越来越普及的干扰管理和资源分配方法。构建电磁环境地图并不需要昂贵和耗时的调查或复杂的校准过程。给出了Shepard插值技术,并在某些方面对其进行改进,从而构建精确的电磁环境地图。此外,通过均方根误差(RMSE)作为性能度量,对测量值的数量和分布的影响进行分析比较。仿真结果表明,通过迭代聚类采样和优化的Shepard插值技术,并增加测量次数,从均方根误差的性能指标角度出发,能获得最精确的电磁环境地图。     

基于人眼视觉和残差补偿的光谱降维模型的研究

传统主成分(PCA)光谱降维方法利用数学的方法,保证降维后的重构光谱与原光谱在形状上尽可能相似, 但是传统PCA降维过程中无差别的对待每一个波段的光谱数据,而人眼视觉对不同波段的光谱敏感程度不同,会造成有时候虽然光谱误差较小,但是人眼看上去色差较大的情况。在保证光谱误差的同时,为了能够有效的减少源光谱与重构光谱的色度误差,提出了两种基于人眼视觉的加权函数对传统PCA降维方法进行优化,并利用残差光谱对模型进行补偿。实验过程以Munsell色卡作为训练样本,Munsell色卡和多光谱图像“young girl”作为测试样本,然后利用本文提出的加权函数进行PCA降维并重构,并与相关文献提出的方法进行了对比。实验结果表明, 提出的两种加权算法,与其他算法相比,无论是色度精度还是在变光源的稳定性方面,都有显著地提高。     

Three Attacks on the Mediated Semi-Quantum Key Distribution without Invoking Quantum Measurement

Semi-quantum key distribution is a very interesting new branch of quantum key distribution. It can be implemented when one or more participants are restricted to operate quantum states only on the quantum computational basis. Very recently, a mediated semi-quantum key distribution protocol without invoking two participants' quantum measurement has been proposed. The protocol allows two “classical” participants without sophisticated quantum capability to establish a shared secret key under an untrusted third party. It is claimed that the protocol is secure against several well-known attacks. However, in this paper, it is first pointed out that there exist three attacks “Measurement Attack, Modification Attack, and Collective Attack” on the mediated semi-quantum key distribution protocol without invoking quantum measurement. By proposed attacks, a malicious third party can obtain the secret key without being noticed by legitimated participants.     

减小测量误差的测量方法研究

从弥补仪器的缺陷和不确定度评定出发,得出减小测量误差的常用测量方法有：替代法、对称观测法、补偿法、差值法、交换法和累计放大法。     

光学测量数据的统示分布表示

通过对光学测量中常见的叉线对准以及焦距、曲率半径测量进行大样本数据采集和分析处理,利用实验方法得到常见光学测量数据的分布,并选择Beta分布统示表示多种分布,简化了光学测量中的分布研究.研究结果可以作为贝叶斯统计中的数据先验分布,用于对一般测量进行贝叶斯方法的不确定度评定.     

基于激光多普勒技术扭振测量的研究

提出一种基于激光多普勒技术和光学外差原理对高速回转机械进行扭振测量的新方法,分析了工作原理,推导出光路部分的数学模型,并通过实验分别验证了测量方法的可行性和准确性。高相干激光投射到转轴同一个截面上2点,反射光的多普勒频移正比于转轴转速,通过光学配置,使前后两个时刻的多普勒频移光信号在光探测器上发生光学混频,光电流拍差正比于转轴在两个时刻的速度差,控制两个时刻时间差很小,直接得到角加速度。与其他激光多普勒扭振测量方法相比,该方法直接测量转动角加速度,在保证测量精度的前提下,提高了扭转振动测量的实时性,极大地扩展了扭振测量的动态范围,对大型回转机械运行状态监测和故障诊断具有重要意义。     

光纤偏振态模式分布的干涉测量方法

研究一种高精度单模光纤偏振态模式耦合干涉测量方法，运用短相干长度光源，克服了传统的强度型测量光纤及光纤无源器件方法的缺点，该系统不仅可使测量精度达到－８０ｄＢ，且可以精确地测量耦合点位置，位置分辨率小于１０ｍｍ，并给出对Ｌｙｏｔ型光纤去偏器的测量结果。     

基于测量不确定度评定的数据处理方法

中利用直接测量量和间接测量量的测量不确定度评定方法,根据误差理论的教学经验与实践,给出了直接测量量和间接测量量的实验数据处理的具体方法步骤,并结合实际的测量数据,举例说明了如何运用直接测量量和间接测量量的实验数据处理方法,既便于学生理解又利于他们更好地掌握。     

Quantum Nondemolition Measurement of Photon-Number Distribution for a Two-Mode Field

We propose a quantum nondemolition measurement of the photon-number distribution for a two-mode cavity field. In the scheme two sequences of two-level atoms interact dispersively with the respective cavity modes and resonantly with two classical fields, and then are detected continually. The field finally reduces to a two-mode Fock state. The probability of collapsing to a given Fock state is determined by the initial photon-number distribution. The scheme can be easily generalized to a field with N modes.     

Bayesian Analysis of Dynamic Cumulative Residual Entropy for Lindley Distribution

Dynamic cumulative residual (DCR) entropy is a valuable randomness metric that may be used in survival analysis. The Bayesian estimator of the DCR Rényi entropy (DCRRéE) for the Lindley distribution using the gamma prior is discussed in this article. Using a number of selective loss functions, the Bayesian estimator and the Bayesian credible interval are calculated. In order to compare the theoretical results, a Monte Carlo simulation experiment is proposed. Generally, we note that for a small true value of the DCRRéE, the Bayesian estimates under the linear exponential loss function are favorable compared to the others based on this simulation study. Furthermore, for large true values of the DCRRéE, the Bayesian estimate under the precautionary loss function is more suitable than the others. The Bayesian estimates of the DCRRéE work well when increasing the sample size. Real-world data is evaluated for further clarification, allowing the theoretical results to be validated.