復(fù)雜地形下米波測高技術(shù)研究

米波雷達(dá)是遠(yuǎn)程預(yù)警反隱身的重要裝備，米波測高技術(shù)是米波三坐標(biāo)雷達(dá)的關(guān)鍵技術(shù)。本項(xiàng)目針對復(fù)雜地形下的米波測高問題進(jìn)行研究，將粗糙面電磁散射仿真、基于稀疏重構(gòu)的信號(hào)處理理論以及凸優(yōu)化算法結(jié)合，研究了多徑信號(hào)的數(shù)學(xué)表征，米波段下低角跟蹤算法。該項(xiàng)目共發(fā)表學(xué)術(shù)論文6篇，其中SCI檢索2篇，EI檢索4篇；申請發(fā)明專利2項(xiàng)；參加國際學(xué)術(shù)會(huì)議1人次；培養(yǎng)碩士生3名。取得的主要學(xué)術(shù)成果如下：（1）利用3D造型軟件Rhinoceros，在已知數(shù)字高程圖或一定分布規(guī)律的條件下，對典型地形進(jìn)行表征，然后利用電磁仿真軟件對造型軟件生成的地形數(shù)據(jù)進(jìn)行電磁散射特性仿真。仿真結(jié)果表明，在無明顯障礙物及大尺度起伏的情況下，雷達(dá)低角度前向散射RCS總體上比后向散射RCS大的多。這說明利用散射中心思想對粗糙面進(jìn)行建模進(jìn)而對多徑信號(hào)進(jìn)行數(shù)字表征是可行的。（2）研究復(fù)雜反射面下的波達(dá)方向估計(jì)問題。本項(xiàng)目采用穩(wěn)健的自適應(yīng)波束形成算法抑制多徑干擾信號(hào)，針對運(yùn)動(dòng)場景下，積累快拍數(shù)有限，主波束指向存在誤差以及信號(hào)噪聲時(shí)變等因素，提出了基于脊參數(shù)估計(jì)的對角加載系數(shù)選取算法。針對已有測角方法在低信噪比或信源相距較近時(shí)不能有效地抑制虛假譜峰等問題，提出了一種針對正則化參數(shù)選取的稀疏正則化信源定位算法，仿真結(jié)果表明提出方法能夠提高分辨力、有效抑制虛假譜峰、提高抗噪性能。研究一種基于少量先驗(yàn)信息的穩(wěn)健波束形成算法，該算法利用Capon空間譜對干擾加噪聲協(xié)方差矩陣進(jìn)行重構(gòu)，利用重構(gòu)后的矩陣代替采樣數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣來近似估計(jì)真實(shí)的干擾加噪聲協(xié)方差矩陣。由于重構(gòu)后的矩陣包含的期望信號(hào)分量很小，減小了其與真值之間的誤差，在不增加先驗(yàn)信息的前提下，提高了算法的輸出信干噪比和對誤差的魯棒性。 2100433B

米波雷達(dá)由于具有反隱身和反輻射導(dǎo)彈的優(yōu)良性能，重新引起雷達(dá)界的高度重視，開發(fā)具備測高能力的米波三坐標(biāo)（距離、方位、俯仰）雷達(dá)是當(dāng)今雷達(dá)界的共識(shí)。目前在米波測高技術(shù)中，對多徑信號(hào)的建模是建立在平坦反射面條件下的鏡面散射模型，然而在實(shí)際環(huán)境中，反射面情況是復(fù)雜的，因此有必要合理建模。本項(xiàng)目擬研究在復(fù)雜地形下的米波測高技術(shù)，利用散射中心的思想對反射面的電磁散射特性進(jìn)行研究，從而對多徑信號(hào)進(jìn)行合理地?cái)?shù)學(xué)表征，進(jìn)而研究米波段下低角跟蹤算法，為復(fù)雜環(huán)境下的信源定位問題提供關(guān)鍵技術(shù)。

《復(fù)雜地形條件下重氣擴(kuò)散數(shù)值模擬》共分7章，主要內(nèi)容包括：重氣擴(kuò)散的個(gè)舊地形風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和nomcy場地測試數(shù)據(jù)引用；重氣擴(kuò)散相關(guān)機(jī)理，包括傳輸模型、泄漏源噴射模型和重氣液滴云團(tuán)參與的重氣擴(kuò)散模型的建立；流體動(dòng)力學(xué)偏微分方程組算法優(yōu)化和改進(jìn)；以存在規(guī)則障礙物的Thorney場地測試26和以曲折山地城市地貌為背景的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的測試結(jié)果為復(fù)雜地形條件的兩種典型情景，使用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對改進(jìn)的淺層模型和CFD模型進(jìn)行驗(yàn)證；模型對動(dòng)態(tài)、氣態(tài)噴射源條件下不同泄漏口面積重氣擴(kuò)散污染模擬的比較和恒定噴射源條件下存在重氣液滴相時(shí)的重氣和液滴重氣云團(tuán)的擴(kuò)散行為模擬。

《復(fù)雜地形條件下重氣擴(kuò)散數(shù)值模擬》對從事重氣擴(kuò)散研究及管理的人員具有一定的參考價(jià)值，同時(shí)可供高等院校相關(guān)專業(yè)的師生閱讀。

測高桿類型：測距測高儀 測高桿 絕緣測高桿 伸縮式測高桿 輕型伸縮式測高桿 高壓測高桿 環(huán)氧樹脂測高桿

測高桿規(guī)格：8米測高桿、10米測高桿、12米測高桿、15米測高桿。8米縮回來1.5米。有五節(jié)。外徑39。.內(nèi)徑21.。12米縮回來1.55米。分九節(jié)。外徑46.內(nèi)徑16。15米縮回來1.6米。外徑50.內(nèi)徑13.

測高桿適用電壓：220kv及以下帶電線路作業(yè)。

測高桿制作工藝：全系列高壓測高桿采用最先進(jìn)的絕緣玻璃鋼材質(zhì)制作，抗彎能力大大增強(qiáng)，工藝精致、結(jié)構(gòu)輕巧、操作方便，定位準(zhǔn)確，表層刻度清晰，具備優(yōu)良的機(jī)械和電氣性能，適合各種高壓工況條件下的測高場所使用，其測量誤差不大于1cm。

測高桿采用優(yōu)質(zhì)原料生產(chǎn)的測量桿，具有重量輕、強(qiáng)度高、耐壓好、刻度精確等優(yōu)點(diǎn)。

風(fēng)場實(shí)測數(shù)據(jù)是研究風(fēng)場特征、確定風(fēng)氣候資料的基礎(chǔ)，也是建筑抗風(fēng)及風(fēng)能利用等風(fēng)工程實(shí)踐活動(dòng)的重要參考資料。然而，近地表面風(fēng)速數(shù)據(jù)往往受到地形的影響，監(jiān)測系統(tǒng)對實(shí)測數(shù)據(jù)也存在濾波影響，因而直接使用這些數(shù)據(jù)而不加相應(yīng)修正會(huì)給計(jì)算、評(píng)估結(jié)果帶來很大誤差。此外，不同氣象站點(diǎn)或不同歷史時(shí)刻監(jiān)測系統(tǒng)采用的實(shí)測數(shù)據(jù)的記錄格式可能有所不同，這限制了實(shí)測數(shù)據(jù)使用的便利性和通用性。本項(xiàng)目通過大量實(shí)測數(shù)據(jù)系統(tǒng)考察了地貌/地形及監(jiān)測系統(tǒng)對近地表面實(shí)測風(fēng)速產(chǎn)生的影響；提出了一套對近地表面風(fēng)速實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的方法，用以將包括平坦來流地貌、海面地貌、山地等復(fù)雜地貌下的近地表面風(fēng)速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的風(fēng)速值，即來流平坦空曠地貌（粗糙度長度z0=0.03米）10米高度處10分鐘平均風(fēng)速。對于來流平坦地貌的情況，可借助混合高度理論或梯度風(fēng)不變假定，通過確定當(dāng)前地貌粗糙度數(shù)值實(shí)現(xiàn)對風(fēng)速的標(biāo)準(zhǔn)化。對于復(fù)雜地貌的情況，本項(xiàng)目提出了一種基于風(fēng)剖線實(shí)測數(shù)據(jù)對周圍近地站點(diǎn)風(fēng)速數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的方法，并通過開展風(fēng)洞試驗(yàn)及數(shù)值模擬計(jì)算驗(yàn)證了上述方法的有效性。本項(xiàng)目還對海面孤島近地表面風(fēng)速數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行了研究，考察了地形影響及海-氣交互作用下（即海面粗糙度隨來流風(fēng)速變化）風(fēng)速數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的情況。此外，本項(xiàng)目還以香港國際機(jī)場為例對不同來流地貌下的粗糙度進(jìn)行了評(píng)估；綜合采用了不同粗糙度評(píng)估技術(shù)，對各技術(shù)的評(píng)估精度、靈敏性、不確定性進(jìn)行了系統(tǒng)研究；發(fā)現(xiàn)了當(dāng)前國際氣象組織所采用的風(fēng)向均方根值確定地表粗糙度計(jì)算公式中存在的錯(cuò)誤。本項(xiàng)目的研究意義在于強(qiáng)化了有關(guān)地形/地貌對近地表面實(shí)測風(fēng)速數(shù)據(jù)影響的認(rèn)識(shí)，給出了一套可用于工程實(shí)驗(yàn)的地表風(fēng)速數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的方法并驗(yàn)證了其有效性。我們認(rèn)為采用本項(xiàng)目所提方法可提高相應(yīng)數(shù)據(jù)使用的通用性及后續(xù)分析的準(zhǔn)確性。 2100433B