地基红外云图云导风方法研究进展

利用连续观测的云序列图像进行风场探测的技术已经较为成熟,目前主要应用于卫星云导风中,可以获取较大范围、大尺度的区域风场信息,但利用地基观测云图进行云导风方面的研究还较少。分析了地基测云仪器的发展现状,提出了采用高时空分辨率的地基红外云图,通过阈值确定云高,利用目标匹配方法、目标追踪方法进行示踪云的选择,利用快速搜索算法进行示踪云的搜索,以及地基云导风计算的方法,并分析了导风结果的质量控制思路。利用该类地基红外云图导风资料可以与常规高空风探测手段、卫星云导风资料互为补充。     

非制冷红外焦平面阵列的定标试验研究

为将非制冷红外焦平面阵列(UFPA)应用于地基云红外被动遥感系统,就非制冷红外焦平面阵列的响应特性进行了试验研究.在定标模型理论分析的基础上,提出了一种考虑探测器工作温度效应的适合于非制冷红外焦平面阵列的辐射定标模型,设计了基于标准辐射源的定标方法.试验结果表明,非制冷红外焦平面阵列响应动态范围大、线性度好,探测器工作温度效应可作线性化处理,辐射定标模型反演标准偏差为0.72 w.m-2.sr-1.     

基于Ka波段毫米波云雷达多普勒谱的降雪微物理过程的分析

云中过冷水滴的识别对于预警飞机积冰及云-降水物理研究具有重要意义。本文利用美国ARM-AMF2在芬兰的35GHz测云雷达多普勒谱数据,建立了谱峰识别算法,对全局谱进行了谱分离,识别出了过冷水滴然后,经过谱矩计算得到不同类型粒子的反射率因子、多普勒速度、谱宽,最后根据经验关系反演云中液态水含量,并与微波辐射计探测结果进行对比。结果表明：(1)混合云中,雪花主导了毫米波雷达总回波强度,因此根据总雷达反射率因子反演液态水含量会造成低估;(2)冰雪晶粒子在过冷水层(SWL)中多普勒速度随反射率因子的变化梯度比在冰雪层(ISL)中大;(3)多普勒谱反演得到过冷水的液态水路径(LWP)与微波辐射计反演结果一致性较好,说明毫米波雷达能够有效估量云中液态水路径。     

冷镜式露点仪现状及关键技术分析

全温域、全量程下空气湿度的测量一直是大气探测领域一个世界性的难题,露点仪以其独特的探测原理,能够在全温度量程内进行测湿,具有广阔的推广前景,但在实际中却一直没有实现业务化应用。文章在对当前国内外冷镜式露点仪发展现状详细介绍的基础上,详细论述了露点仪在业务化应用过程中需要重点解决的关键技术和问题。     

直接辐射式日照计业务应用关键技术分析

日照时数是地面气象台站观测的基本项目。长期以来,我国主要使用暗筒式日照计进行日照时数观测,自动化程度低,精度较差,资料可比性难以保证。随着技术的发展,国外出现多种自动日照计,而国内这方面研究较少,与国外先进水平有一定差距。为了研制具有自主知识产权、可业务化应用的日照计,通过分析直接辐射式日照计的发展现状和关键技术,认为基于直接辐射式的自动日照计有广泛的应用前景,重点需要解决传感器的辐射响应、传感器设计与封装、太阳位置的自动跟踪、整机的结构优化等问题,提高仪器的环境适应性、长期稳定性和可靠性。     

光热型电测日照计的研制及初步试验

日照时数是地面气象台站观测的基本项目。根据国内外日照计发展现状,设计了一种新型的日照计--光热型电测日照计,该日照计利用热电偶原理,根据两热电偶的温度差来计算太阳直接辐射,从而可以得出日照时数。主要分析了光热型电测日照计的原理结构、金属丝中能量传导和日照计性能,并做了初步试验。结果显示,光热型电测日照计不仅结构简单,而且性能较为良好,随太阳辐射强度变化响应较快,无需人工操作,可以完全实现自动化操作,对日照时数的测量比较准确。     

基于非制冷红外焦平面阵列的全天空红外测云系统

云的地面观测是对本地天气进行实时监测的重要工作.目前,主要采用人工目测方法进行云的地面观测,无法准确提供夜间云的资料.为了实现云的全天空昼夜自动监测,采用非制冷红外焦平面阵列(UIRFPA)和扫描的方式,通过拼图、定标、大气修正、云识别等数据处理,研制成功了全天空红外测云系统.该系统由光学测量单元、扫描单元、环境参数测量单元、采集与控制单元和数据处理单元组成.初步的观测试验表明,该系统所给出的全天空云分布图像以及云量、云族与实际天空状况一致,考虑探测器工作温度效应的非制冷红外焦平面阵列定标模型,可满足全天空云监测的辐射定量测量要求,定标处理以及云识别算法可行.     

基于蒙特卡罗法研究海水中矿物质的光传输特性

为了研究多次散射效应下偏振光在含矿物质粒子海水中的传输特性,建立了一种基于蒙特卡罗法的矢量辐射传输模型.验证了模型准确性,并利用该模型研究了矿物质粒子复折射率、粒子群平均半径和入射光偏振状态对传输特性的影响.模拟仿真结果表明,不同类型矿物质粒子中,较小复折射率实部的粒子,传输特性对复折射率实部变化的敏感性较大;较大复折射率实部的粒子,传输特性对复折射率实部变化敏感性较小.粒子复折射率的虚部是影响光波传输特性的另一重要因素,粒子的吸收性越大,其传输效果越差.随着海水矿物质粒子群平均半径变大,光波透射率降低,反射率增大.圆偏振光与自然光在含矿物质粒子海水中的传输特性相对接近,在海水中,透射率最高的是垂直偏振光,最差的是圆偏振光;反射率最大的是自然光,最小的是水平偏振光.其中水平偏振光传输特性受入射光入射角影响较大.     

跨平台的可信执行环境模块方案研究

针对现有TPM、MTM等可信计算模块不能跨平台使用,未考虑算法、协议、功能更新等问题,提出一种基于硬件的可信执行环境模块（TEEM, trusted execution environment module）架构,该架构利用ARM TrustZone技术构建一个运行在硬件安全隔离环境中的可信计算模块。该模块能够为多种平台提供可信计算功能,具备较强的移动性和便携性,并且允许用户根据需要灵活地配置、升级模块的功能和算法。设计并实现了基于TEEM架构的原型系统,原型系统的安全性分析和性能测试结果表明,TEEM能够为用户提供一个安全、稳定、高效的可信执行环境。     

基于可信芯片的平台身份证明方案研究

对基于可信第三方的平台身份证明方案进行了研究,提出了一种用证书和令牌标识可信计算平台并直接使用令牌证明平台身份的方案。与其他方案相比,该方案降低了证明过程的计算量和通信量,并且验证方验证平台身份的同时能够确认平台状态可信,获得了更高的安全性。利用协议组合逻辑证明了方案满足平台身份验证正确性和匿名性。原型系统实验结果表明,该方案平台身份证明效率高,特别适用于无线网络环境。