分布式计算技术在VLBI传输系统中的应用

本文针对实时甚长基线干涉测量数据传输中的问题,提出采用分布式计算技术,在满足高数据传输速率、保证基带信号带宽以及高的VLBI测量精度的条件下,实现VLBI测量数据的高速、实时的记录和传输,并分析了分布式计算技术的实现方案,设计了实时数据传输流程。     

采用MapReduce模型的甚长基线干涉测量并行处理方法

针对传统甚长基线干涉测量(very long baseline interferometry,VLBI)并行处理方法存在逻辑复杂、数据存储和计算扩展性较差等缺点,基于MapReduce模型设计了一种VLBI观测数据相关的并行处理方法。该方法采用模型周期作为数据并行处理基本单元,构建数据关联算法分割观测数据使各台站同一模型周期数据对齐到同一波前,设计实现数据相关计算的Map过程,使用Reduce对各模型周期结果进行综合处理以得到最终结果。实验结果表明:该方法在积分周期包含的模型周期数量大于节点CPU核数时性能比传统方式低25%左右,在积分周期包含的模型周期数量小于节点CPU核数时通常能提供更高的计算效率,并且能简化VLBI并行相关处理的复杂度,具有更好的数据存储和计算可扩展性。     

基于VLBI和GPS测量2009年7月22日日全食期间电离层TEC变化

2009年7月22日上午发生的日全食是21世纪全食持续时间最长的日全食,跨越了中国北纬约30°的广大地区,为研究太阳对地球电离层的影响提供了一次难得的机会.上海位于此次日全食带中心线附近.为此,上海佘山站、乌鲁木齐南山站和日本鹿岛站开展了VLBI联合观测实验.与此同时,TEC测量还配合使用了GPS观测站.本文介绍了此次日全食观测实验的背景、测量方案、观测实验详情和数据处理流程.根据相关处理结果,利用二维条纹搜索方法在上海一乌鲁木齐基线获得了优质干涉条纹,预示着VLBI测量取得成功.对单站GPS数据的初步分析表明.日全食食甚时刻TEC值存在快速下降.此次观测实验预期将首次获得电离层TEC变化的VLBI实测结果.并开展VLBI与GPS测量结果的比较研究.     

对银河系中心超大质量黑洞候选体Sgr A*的VLBI观测研究

位于银河系中央的极其致密的非热射电源Sagittari8us A^*（Sgr A^*），被公认为最佳的超大质量黑洞候选体，其质量约为400万个太阳质量。甚长基线干涉测量（BLBI）技术以其独有的高空间分辩率为我们提供了唯一可以探讨Sgr A^*位于几个史瓦西（Schwarzschild）半径区域内天体物理性质的手段。介绍了对 Sgr A^*的VLBI研究现状和最新进展，着重论述了毫米波和亚毫米波VLBI观测对研究Sgr A^*的辐射区域的真实形状和大小，以及探索其结构随时间变化的重要性。Sgr A^*无疑是检验广义相对论将就的亚亮米波VLBI实验的最佳目标。     

InSAR中基线不同表达形式要素分析

基线是干涉合成孔径雷达系统中所特有的参数。基线长度的微小误差都可能引起地形高度较大的误差。根据基线投影方式的不同所形成的不同表达形式,分析了垂直基线与高度灵敏度以及高度模糊数的关系;分析了水平基线和垂直基线对地形高程精度的影响。并利用ERS数据进行了仿真分析。     

Digital zenith telescope prototype of China

Classical optical astronomy measures the direction of the local plumb line on the stellar background, and is influenced by variations of the earth gravity field. Therefore, classical optical astrometry can be used to measure and study variations of plumb line. This endows classical optical astrometric technologies special signifi- cance for the interdisciplinary researches of astronomy and geoscience, and makes them irreplaceable by technologies like very long baseline interferometry, satellite laser ranging. However, classical astrometric instruments have a major drawback of low efficiency, such as the low auto- maticity, more operating observers, and even operative error which makes it very difficult to reduce the random observation error in some visual instruments. To overcome this drawback, we have successfully developed the digital zenith telescope prototype （DZT-1） with the aperture of 200 mm, using charge coupled device and other advanced technologies and new equipments. As proved by test observations, DZT-1 can observe thousands of stars over one night, which significantly reduces the random obser- vation error and increases the observation accuracy. In addition, DZT-1 has a high degree of automation, even allowing unattended observation by remote control. Besides, DZT-1 has a small-size and is easy to move, making it convenient for mobile measurement of thedeflection of the vertical. In summary, DZT can be widely used in the geoscience and astronomy fields.     

定位归算在嫦娥二号任务实时阶段的应用

该文统计分析了嫦娥二号任务实时阶段的VLBI观测时延和定位结果的精度，讨论了定位归算方法在嫦娥二号卫星关键弧段实时轨迹监测中的应用，从定位归算角度分析了X波段测控体制试验的关联技术指标，为我国后续探月卫星任务进行了有益的方法与软件铺垫，积累了工程与技术实践经验．     

基于长基线系统绝对测阵的测距修正算法优化

长基线水声导航定位系统工作前必须首先完成对海底应答器基阵坐标的精确测量和校准,即绝对测阵。由于测量母船有速度,导致发射和接收点分离,使得测距数据与实际距离存在偏差。文章提出新的测距修正算法并通过基于测阵模型的仿真比较,有效降低修正误差,系统的精度有较大提高。     

Orbit determination of Chang＇E-3 and positioning of the lander and the rover

Chang＇E-3 landed on the east of Sinus Iridum area on December 14, 2013, performing China＇s first successful soft landing on the lunar surface. We present the results on precision orbit determination and positioning of the lander and the rover. We and methods used to achieve period December 2-21, 2014. describe the data, modeling, position knowledge over the In addition to the radiometric X-band range and Doppler tracking data, delta differential one-way ranging data are also used in the calculation, which show that they strongly improve the accuracy of the orbit reconstruction. Total position overlap differences are about 20 and 30m for the 100km × 100km and 100 kmx 15 km lunar orbit, respectively, increased by ,- 50 % with respect to CE-2 and at the same level as other lunar spacecrafts of recent era such as SELENE and lunar reconnaissance orbiter （LRO）. The position error of the soft landing trajectory is less than 100 m. A kinematic statistical method is applied to determine the position of the lander and relative position of the rover with respect to the lander. The position difference of the lander is better than 50 m compared to LRO photograph result. Compared with the delta very long baseline interferometry （VLBI） group delay between the lander and the rover, the delta VLBI phase delay can improve the relative position of the rover from ～ 1,000 to ～1 m.     

一种基于双基线旋转的改进干涉仪定位算法

传统双长基线干涉仪（DLBI）测向算法要求两根基线长度严格互质,在模糊数较大时算法性能会严重下降,且对鉴相器误差敏感.针对该问题,文中提出了一种改进的双基线旋转干涉仪（DBRI）定位算法,所提算法利用两组任意长度的基线以任意角速度反向旋转获得相位差进行定位,对鉴相器误差具有鲁棒性,且在模糊数很大时也有较高的定位精度.仿真实验验证了该算法的有效性和正确性.      

融合多种差分干涉测量的矿区地表形变监测

为解决时序短基线集差分干涉测量技术(SmallBaseline Subset-InSAR,SBAS-InSAR)无法准确估计煤矿沉降中心形变值的问题,通过融合合成孔径雷达差分干涉测量(Differential InSAR,D-InSAR)和SBAS-InSAR技术研究了测量矿区地表形变的监测方法。利用25景Sentinel-1数据,根据基于相干性系数的D-InSAR方法和结合永久散射体合成孔径雷达干涉测量(Persistent Scatterer Interferometric Synthetic Aperture Radar,PS-InSAR)的SBAS-InSAR方法分别生成研究区域的形变图,并借助Kriging插值法,将前者方法所得结果填补于后者方法所获形变结果,完善矿区形变中出现的空缺值,从而更为准确地估算矿区地表形变结果。此外,沿着开采面的横纵剖面详细分析典型矿区的形变结果,并绘制地表形变剖面曲线,以此剖析矿区沉降漏斗的演化过程。最后,为了定量说明该方法的可靠性,将矿区形变结果和水准测量数据进行误差对比,并将标准差和均方根差作为矿区形变结果精度的评定指标。结果表明：相干性系数图整体质量较优,研究区域中最大累积沉降量可达176.39mm,年均沉降速率最大可达-103.82 mm/y。通过本文方法得到的形变结果和水准处理数据基本一致,且误差均小于13 cm,监测精度满足煤矿开采相关测量技术要求。     

振动干涉计量的一种方法

本文介绍测量物体振动的一种新方法。该方法由相干光源照明相位板,在空间产生恒定干涉场,将振动物体置于干涉场中,记录下带有物体振动信息的干涉条纹。根据此干涉条纹可定量分析物体振动的振幅。理论分析与实验结果相符。     

一种自适应R波检测算法实现

提出了一种检测心电信号中R波的方法.该方法首先采用多通道滤波器和小波变换对ECG信号去除噪声,然后使用自适应的差分阈值法检测ECG信号中的R波.该方法对传统差分阈值算法中存在漏检和多检情况具有自检功能.提供了相关实验结果,实验证明该方法准确率高 ,能实时处理ECG信号.     

求解双尺度差分方程的一种新迭代算法

本文给出了求解双尺度差分方程的新方法。读方法屿已有方法相比具有存储量小和运算速度快等特点。     

基于D - InSAR的彬长矿区沉陷变形监测

差分雷达干涉测量(D - InSAR)技术能够监测沉陷区空间连续曲面的形变,具有精度高、连续监测、成本低等特点,是对现有矿区地表沉陷监测方法有益的补充.以陕西彬长矿区为例,根据获取的雷达影像图开展干涉测量的研究,将形变前后2幅干涉图相位差分得到地表形变,对照矿区的实际情况,分析去相干源影响,并对其误差作了简要分析.结果表明:D - InSAR技术,能够准确反映出矿区沉陷的位置和下沉程度,尤其在黄土高原,地质地貌条件比较复杂的条件下,更展示出D - InSAR技术在矿区地面沉降监测适用性、优越性和实用价值.     

一种产生单向分解值的算法

由于 12 8位的单向分解值将越来越不能满足信息安全的需要 ,本文提出了一种利用伪随机序列产生单向分解值的算法。该算法利用 2 5 6个不同的数所随机组成的不同排列来产生一个 2 5 6位的单向分解值。由于 2 5 6 !=8.5 78× 10 50 6,所以在这个巨大空间上可以方便地设计安全的单向分解值变换 ,从而可以取代MD5应用于对身份认证要求较高的场合     

一种基于系数差分的SPECK图像压缩算法

提出一种改进的SPECK图像压缩算法,利用提升小波变换后的系数相关的特点,对系数低频部分先采用无损的差分处理,再采用位平面编码;对高频部分采用原始SPECK算法.结果表明,差分处理优化了原SPECK算法,在相同比特率下,压缩效果优于原始SPECK算法.     

在TMS320C80上实现的一种可变长解码算法

为提高在ＴＭＳ３２０Ｃ８０上开发Ｈ．２６３全软件解码系统的解码速度，减少片内ＲＡＭ与片外数据交换，提出了一种可变长解码（ＶＬＤ）算法．该算法根据Ｃ８０的高速并行处理能力和只有很小片内存储空间等特点，对ＶＬＤ码表进行设计．使用该算法，在Ｃ８０的一个片内ＲＡＭ中就能存放Ｈ．２６３的所有ＶＬＤ码表．为与目前较常用的逐位查找解码树方法和ＲｅｚａＨ方法比较，对ＭｉｓＡｍｅｒｉｃａｎ图象序列的７０帧图象进行实验，其解码速度是逐位查找解码树方法的２倍，比ＲｅｚａＨ方法快９．４％，最终可实现ＣＩＦ格式的１２．５帧／ｓ的解码速率．该方法同样适用于分析中需考虑内存及解码速度的其他系统中．     

一种基于INSAR的叠掩区域识别算法

干涉合成孔径雷达是获取场景数字高程模型和正射影像图的有效技术之一。叠掩现象是SAR图像几何失真现象的一种。由于多点回波叠加,叠掩区域的相位并不准确,而且在相位解缠中影响判别。因此对叠掩区域进行识别具有重要意义。分析了叠掩区域的干涉相位特性及幅度特性,提出了一种结合SAR幅度图像和干涉相位对叠掩区域进行识别的算法,该算法能够有效的将叠掩区域区分出来,为InSAR后续处理提供可靠依据。仿真数据的处理结果,证明了算法的有效性。     

提高FFT法测量等距干涉条纹频率精度的一种简便方法

ＦＦＴ频谱分析技术用于测度等距直线干涉条纹的频率时,要求数据截断长度等于方周期的整数倍,才能得到准确的测量值,这条件在实际测试中很难满足,本文给出一种方法,可不用考虑该条件,只利用ＦＦＴ的结果就能很方便地得到与连续富里叶变换相一致的干涉条件纹频率值,仿真结果证明该法在测试等距直线干涉条纹的频率时有效的。