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电子测量与仪器学报 2017年第10期杂志 文档列表

电子测量与仪器学报杂志“气象探测技术与信号处理”专题

气象观测自动化、大气探测技术与信息处理1533-1533

摘要：气象观测是人们认识大气现象和气候变化的手段，是利用各种探测手段和探测技术，对地球大气各个高度上的物理状态、化学性质和物理现象的发生、发展和演变进行测量、观察和研究。气象观测要素主要包括温度、湿度、气压、风向、风速、降水、蒸发、辐射、日照、大气成分、云、能见度及天气现象等。

电子测量与仪器学报杂志气象观测方法

地面自动气象观测的技术发展与展望1534-1542

摘要：根据地面自动气象观测技术的实际情况和国民经济发展的战略需求，介绍了我国地面气象观测技术及仪器的现状，阐述了国家对未来气象观测技术的发展要求，重点分析和研究了我国地面气象观测技术、观测仪器和观测方法的发展历程，指出了我国地面气象观测技术发展过程中存在的问题与不足，结合现代电子技术，信息与通信技术和物联网技术，展望了我国未来自动化、智能化气象观测技术，专用与通用气象观测技术，专业与大众气象观测技术的发展方向。

利用总辐射估算日照时数的方法研究1543-1548

摘要：介绍了一种由总辐射估算日照时数的方法，利用云南丽江太阳能资源观测站总辐射表和直接辐射表观测的总辐射和直接辐射资料，以总辐射和地球外总辐射求得晴朗指数，以直接辐射大于120w／m2的时间累积作为日照时数参考标准值，分析晴朗指数和日照时数之间的关系，采用分段拟合的方法，得到由总辐射估算日照时数的分段函数关系。通过丽江观测数据验证，由总辐射计算得到的日照时数与直接辐射表观测的日照时数之间的线性相关系数达到0．9923，具有良好的相关性，两者之间月累计误差0．07h，月内每Et误差的均方根误差为0．5h，能够较好地由太阳总辐射估算出日照时数。

金属氧化物避雷器在线监测的谐波校正及研究1549-1554

摘要：泄漏电流阻性分量是金属氧化物避雷器（MOA）在线监测的重要指标，传统的容性电流补偿算法并未考虑谐波电压的作用，对监测结果产生很大的误差。为解决该问题，利用电压过零时避雷器阻性电流与容性电流的关系求解避雷器晶介电容C，并推导了谐波电压下的容性电流补偿系数G，提出了一种金属氧化物避雷器在线监测的谐波电压校正方法，有效降低谐波电压对阻性电流提取的影响，提高避雷器阻性电流的提取精度。MATLAB仿真结果表明，通过MOA在线监测谐波校正方法，避雷器晶介电容C、基波阻性电流分量iR1、3次谐波阻性电流分量iR3硒误差均≤10％，有效地减小谐波电压给监测结果带来的影响，降低了阻性电流提取的误差，提高了避雷器在线监测结果的准确性。

是德科技新版89600VSA软件，助力元器件、模块、系统设计人员实现5G产品率先面市目标1554-1554

摘要：是德科技公司（NYSE：KEYS）近日宣布推出准5G调制分析选件。该选件在最新89600VSA软件版本中提供，并随标准的冻结，将会提供符合3GPP5G新空口（NR）标准的5GNR测量功能。凭借这项功能，是德科技的89600VSA软件可支持元器件、模块和系统设计人员依据即将的3GPP5GNR标准执行产品测试，从而率先将产品推向市场。

基于微脉冲激光雷达的能见度反演算法1555-1560

摘要：在基于后向散射原理的大气能见度测量过程中，大气消光系数边界值的选取对反演精度具有较大影响。提出一种基于弦截法的大气消光系数边界值的确定方法，并利用迭代的思想对边界值的选取结果进行修正。通过理论仿真和实地测量对本方法的可行性进行验证，结果表明，弦截法具有较快的收敛速度，且迭代次数较少，经过比对迭代修正之后的消光系数边界值可以更准确的反演出大气消光系数，进而实现大气能见度的高精度测量，具有较强的实际应用价值。

基于BP神经网络的地温推演模型1561-1567

摘要：针对地温观测中数据缺测和国家一般气象站无深层地温观测的问题，提出了采用BP神经网络建立的实时地温推演模型和深层地温推演模型（40～160cm地温模型和320em地温模型）。前者可用于整点地温观测数据缺测的填补，后者用于无深层地温观测地区的地温估算。以样本站的小部分数据训练网络，用样本站全部数据测试，反复调试神经网络参数，筛选出误差性能好的地温模型，再用对比站数据测试地温模型的输出误差。实时地温模型样本站推演正确率为77．705％，对比站推演正确率为66．168％；40—160cm地温模型72％以上的输出误差不大于0．5~C；320cm地温模型83％以上的输出误差不大于1℃。实验结果表明，该方法建立的地温推演模型具有较高的精度和实用性。

基于关联规则挖掘的气象观测设备一致性检测算法1568-1573

摘要：为了保证气象观测设备采集数据的稳定性，从而需要对观测设备进行一致性检测。提出了一种基于兴趣度的关联规则的算法。并将该兴趣度关联规则挖掘算法应用于气象观测设备一致性检测上，可以形成关联规则气象观测设备一致性的模型。通过真实数据验证表明，该算法不仅能够挖掘出所有相关性很强的规则，同时与同类非Apriori类的算法相比，在时间性能上更加优越。通过该关联规则算法挖掘出所有关联项对形成范例库，利用规则匹配的方法对设备之间进行一致性检测，对算法实验优化，得到最优参数解，从而判定设备一致性。

电子测量与仪器学报杂志气象观测系统与气象雷达

基于openCV的玉米出苗期和三叶期自动检测系统的设计1574-1581

摘要：为了远程实时动态监测玉米长势，为农事活动提供准确的玉米生长状态信息，提出了基于轮廓和骨架提取的玉米出苗期和三叶期的自动识别算法。该算法实现了对玉米图像的分割，并对图像中轮廓和骨架等图像特征进行提取，根据所提取的图像特征判断玉米是否进入出苗期或三叶期。利用该算法与计算机视觉库openCV进行玉米出苗期和三叶期的检测系统的设计，实现了玉米出苗期和三叶期的自动识别。此外，在VS2013环境下实现了对一个简单的玉米出苗期和三叶期的自动检测系统软件的界面开发。该系统对玉米出苗期和三叶期的识别速度较快，识别结果准确，可以作为玉米全部生长期检测系统的开发基础。

基于改进型BP神经网络的SF6气体传感器1582-1588

摘要：针对非色散红外SF6气体传感器测量精度易受环境温度、气压影响的问题，提出采用混合粒子群优化-误差反向传播（PSO—BP）神经网络预测模型对环境温度、气压变化引起的测量偏差进行实时补偿，并与其他补偿方法进行分析比较。实验结果表明，该SF6气体传感器在气体浓度0～1000×10-6、温度10～40℃、气压100～120kPa，相对测量误差为1．5％，检测精度小于±15×10-6，检测分辨率为1×10-6，有效地消除了环境温度、气压波动引起的非线性影响。相比于经验公式法和RBF神经网络补偿方法，该方法具有较高的测量准确度和稳定性，且无需增加电路模块，有利于降低传感器的体积和成本。

EEMD在激光测云仪后向散射信号处理中的应用1589-1595

摘要：激光测云仪后向散射信号是典型的非线性、非稳态信号，容易受噪声污染。针对该问题采用集成经验模态分解（EEMD）去噪算法进行处理，首先对含噪信号进行经验模态分解（EMD），将分解后的IMF分量进行自相关性分析，找出含噪占有量较大的IMF分量，对其进行SG（savitzky—golay）滤波，最后将滤波后的IMF分量和剩余分量进行信号的重构。经仿真实验结果表明，与传统的EMD方法相比，EEMD方法处理含噪信号后的输出信噪比提高了1．695dB，均方误差平均降低了30％以上，说明该方法可以适用于非线性、非稳态的后向散射回波信号去噪处理，能为激光测云仪下一级的云底高度反演提供高信噪比的初始数据。

基于STM32降水现象仪检测装置设计1596-1601

摘要：针对目前用于检定翻斗雨量计的流量式标准仪器以及采用与雨滴性质相近的玻璃球模拟降水粒子并不能对光学降水现象仪探测性能进行检验的问题。设计了一款基于STM32为数据处理与控制核心的降水现象仪检测系统，通过可控速度的圆盘调节模拟粒子速度，以及在圆盘上贴有不同直径大小的贴片来模拟粒子大小的方法，用以检验光学降水现象仪检验降水粒子速度与尺度的效果。实验表明，该设计可以同时控制模拟降水的下落速度和尺度大小，对检验和衡量雨滴谱仪的测量准确性以及性能判定具有重要现实价值。

是德科技推出全新捷变矢量适配器，让电子战威胁仿真更加逼真1601-1601

摘要：新闻要点：生成对脉冲信号的复杂IQ定义调制·频率、幅度和相位切换时间仅为170ns·以120dB的捷变幅度范围仿真真实的到达角和扫描上扫描（scan-on-scan）是德科技公司（NYSE：KEYS）推出一款捷变矢量适配器，该适配器可进一步扩展UXGX系列捷变信号发生器的功能，使其能够基于IQ数据生成复杂的脉冲信号和波形，实现更逼真的电子战威胁仿真。搭配是德科技现有的商用UXGX系列捷变信号发生器使用时，N5194AUXGX系列捷变矢量适配器可实现业界最高保真度的捷变威胁仿真，因此适合在航空航天与国防应用中使用。

无线测向定位算法及实现系统1602-1607

摘要：随着无线通信技术和卫星导航技术的发展，无源定位技术成为电子对抗领域的热点问题。主要对无源定位技术方法进行了分析，重点分析了无源测向定位相关理论，并提出了测向定位与几何联立的新算法。通过地面探测系统进行该算法的验证，得到目标辐射源的绝对误差在经度上为1．16°×10-4，纬度上为1．04°×10-4，其相对误差在经度上为9．77×10-7，纬度上为3．23×10-6。实际误差距离通过MATLAB计算得出为26．67m。通过实验验证与结果分析，对于不定时目标辐射源，该算法具有很好的有效性与可行性。

改进的激光雷达回波信号去噪方法1608-1613

摘要：激光雷达回波信号的强度随距离的平方衰减，当探测距离较大时，信号将淹没在较强的噪声之中。因此，如何有效地从强背景噪声中提取出有用信号至关重要。利用经验模态分解将激光雷达回波信号进行分解，根据本征模态函数与回波信号之间的相关性，结合软阈值与粗糙惩罚技术，有效地提高了激光雷达回波信号去噪的效果。实验结果表明，当加入5dB高斯白噪声时，该方法的输出信噪比为16．67dB，均方根误差为1．49×10-11。相比于其他去噪方法，该方法具有较高的信噪比及较低的均方根误差，从而证明了此方法的有效性。

基于凸优化算法的水声传感器阵列综合1614-1620

摘要：稀疏基阵成像技术已在水下探测领域广为研究。针对稀疏基阵的分布特性带来的波束旁瓣电平升高、成像对比度降低等问题，提出一种基于加权范数最小化的阵列综合方法用于水下超声传感器阵列，设定目标函数及约束条件，进行多次的迭代，同时优化阵元位置与阵元激励，最后将20×20的面阵综合优化成51个阵元的稀疏基阵，旁瓣电平在-15dB以下，并将凸优化阵列综合得到的稀疏基阵的波束图与切比雪夫阵列综合得到的波束图性能进行比较，且进行成像仿真，结果表明，采用凸优化获得的基阵在保证成像质量的同时，可以大幅减少发射阵元的数目，降低系统复杂性，并获得预期的旁瓣电平。

基于三维匹配块的SAR图像相干斑抑制研究1621-1626

摘要：合成孔径雷达（SAR）图像中存在相干斑噪声，不能准确反映照射区域的散射特性，增加了信息提取的难度。三维匹配块（BM3D）算法是在变换域中的稀疏表示，将相似的图像块分到一个三维空间中，从而达到去噪的目的。通过对噪声模型特征的分析及参数设置，将适用于加性噪声模型的BM3D算法应用到乘性噪声中。采用仿真与传统方法对比表明，利用BM3D算法抑制相干斑噪声，其边缘保持指数达到了0．4845，在降噪的同时又较好地保存了图像的细节特征，验证了算法的有效性。

基于微流控谐振式芯片的金属颗粒检测1627-1632

摘要：液压系统中大部分的异常磨损是液压油中的金属颗粒造成的。通过检测这些金属颗粒可以及时预测故障并减少损失。由此设计了一种简单有效的液压油微小金属颗粒快速检测系统。基于LC谐振的原理进行金属颗粒检测，通过理论分析了检测的可行性；设计并制作了微流控检测芯片，芯片的流道为300μm；在所搭建的检测系统上进行了金属颗粒计数检测。实验结果表明，在所有参数一致以及颗粒相同的情况下，谐振式芯片的颗粒检测的信噪比优于单线圈式检测芯片的信噪比。当激励频率高于谐振频率时，铁磁性颗粒通过检测区域输出信号的脉冲向上，当激励频率低于谐振频率时，铁磁性颗粒通过检测区域输出信号的脉冲向下，非铁磁性金属颗粒则相反。所设计的微流控检测芯片及其检测系统可实现金属颗粒的区分检测，在实验室条件下，最小可对50μm的铁颗粒和110μm的铜颗粒进行区分检测。