復(fù)雜地形下米波測高技術(shù)研究結(jié)題摘要

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)的信號處理理論以及凸優(yōu)化算法結(jié)合，研究了多徑信號的數(shù)學(xué)表征，米波段下低角跟蹤算法。該項目共發(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；參加國際學(xué)術(shù)會議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)方向估計問題。本項目采用穩(wěn)健的自適應(yīng)波束形成算法抑制多徑干擾信號，針對運動場景下，積累快拍數(shù)有限，主波束指向存在誤差以及信號噪聲時變等因素，提出了基于脊參數(shù)估計的對角加載系數(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真實的干擾加噪聲協(xié)方差矩陣。由于重構(gòu)后的矩陣包含的期望信號分量很小，減小了其與真值之間的誤差，在不增加先驗信息的前提下，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。目前在米波測高技術(shù)中，對多徑信號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，從而對多徑信號進(jìn)行合理地數(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散數(shù)值模擬》共分7章，主要內(nèi)容包括：重氣擴散的個舊地形風(fēng)洞實驗和nomcy場地測試數(shù)據(jù)引用；重氣擴散相關(guān)機理，包括傳輸模型、泄漏源噴射模型和重氣液滴云團(tuán)參與的重氣擴散模型的建立；流體動力學(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)洞實驗的測試結(jié)果為復(fù)雜地形條件的兩種典型情景，使用實驗數(shù)據(jù)對改進(jìn)的淺層模型和CFD模型進(jìn)行驗證；模型對動態(tài)、氣態(tài)噴射源條件下不同泄漏口面積重氣擴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的重氣和液滴重氣云團(tuán)的擴散行為模擬。

《復(fù)雜地形條件下重氣擴散數(shù)值模擬》對從事重氣擴散研究及管理的人員具有一定的參考價值，同時可供高等院校相關(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，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、強度高、耐壓好、刻度精確等優(yōu)點。

風(fēng)場實測數(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)工程實踐活動的重要參考資料。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)修正會給計算、評估結(jié)果帶來很大誤差。此外，不同氣象站點或不同歷史時刻監(jiān)測系統(tǒng)采用的實測數(shù)據(jù)的記錄格式可能有所不同，這限制了實測數(shù)據(jù)使用的便利性和通用性。本項目通過大量實測數(shù)據(jù)系統(tǒng)考察了地貌/地形及監(jiān)測系統(tǒng)對近地表面實測風(fēng)速產(chǎn)生的影響；提出了一套對近地表面風(fēng)速實測數(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)值實現(xiàn)對風(fēng)速的標(biāo)準(zhǔn)化。對于復(fù)雜地貌的情況，本項目提出了一種基于風(fēng)剖線實測數(shù)據(jù)對周圍近地站點風(fēng)速數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的方法，并通過開展風(fēng)洞試驗及數(shù)值模擬計算驗證了上述方法的有效性。本項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，本項目還以香港國際機場為例對不同來流地貌下的粗糙度進(jìn)行了評估；綜合采用了不同粗糙度評估技術(shù)，對各技術(shù)的評估精度、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算公式中存在的錯誤。本項目的研究意義在于強化了有關(guān)地形/地貌對近地表面實測風(fēng)速數(shù)據(jù)影響的認(rèn)識，給出了一套可用于工程實驗的地表風(fēng)速數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的方法并驗證了其有效性。我們認(rèn)為采用本項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