摘要：针对现有水下航行体的导航存在时延大和无法同时满足跟踪测速一体化问题,提出了一种基于单程声径的水下定位测速方法。相比传统长基线的双程声径定位测距,该方法基于高精度原子钟的同步系统,实现单程声径的目标测距测速。该水下定位测速一体化系统是基于具有快速并行计算能力的FPGA实现,解算结果可在微秒内完成,时延有效降低。针对目标跟踪测速一体化问题,水下航行体在系统同步时刻周期性发射线性调频信号,水下信标接收基阵设计基于短时傅里叶变换/逆变换算法对信号进行时频域转换分析,能够准确地提取信号的到达时刻和多普勒频偏。水下信标基阵进而可在系统同步周期内解算每个接收信标单元相对于水下航行体的径向速度和径向距离,实现目标的跟踪测速。仿真实验表明,该方法的跟踪相对误差控制在0.2%,测速相对误差控制在0.8 m/s。湖试试验结果表明,该方法跟踪相对误差控制在5%,测速相对误差控制在0.3 m/s。

摘要：黄土高塬沟壑区城市化过程中下垫面硬化会影响暴雨水文情势,增大洪水模拟预报难度。为实现对流域城市洪水灾害的预警,基于HEC-HMS水文模型,分别率定砚瓦川流域城市化前后不同时期土地利用条件下的产汇流参数,开展极端暴雨洪水情景设计,揭示流域城市化对不同重现期洪水的水文效应。结果表明:建立的HEC-HMS降雨-径流模型适用于黄土高塬沟壑区洪水预报,其模拟综合合格率为81.25%,平均Nash效率系数为0.82;流域城市化对重现期短的洪水要素变化影响较大,且洪量变化幅度大于洪峰变化幅度,100 a一遇洪水的洪峰和洪量的增幅分别为4.54%和6.40%,5 a一遇洪水的洪峰和洪量的增幅分别为7.06%和9.49%;各子流域设计洪水对流域城市化的响应分布具有空间差异性,以西北部地区响应为最强,其次为南部地区,东北部地区最弱。

摘要：为筛选出适宜在呼伦贝尔地区种植的优质饲用燕麦品种,在该地引进18份燕麦种质资源作为供试材料并测试其区域适应性。本试验基于该地区田间种植环境,采取随机区组设计,对供试燕麦的主要生产性能、农艺性状、营养品质等指标进行分析比较,采用灰色关联度分析法对供试品种的各项指标进行综合评价,旨在为该地区燕麦种质资源的适应性研究提供一定参考。结果表明:18份供试燕麦品种在呼伦贝尔地区均能发育成熟,生育期在76~109d,生长速率呈“慢-快-慢”的趋势。随着生育期的推进,供试燕麦的干草产量逐步增高并于灌浆期达到最大,伽利略(13.18 t·hm^(-2))干草产量最高,其次是甜燕3号(12.32 t·hm^(-2))、贝勒(12.25 t·hm^(-2)),显著高于其他燕麦品种(P<0.05)。贝勒(120 cm)株高最高,甜燕3号(117 cm)次之,二者显著高于其他供试燕麦品种(P<0.05)。福燕1号鲜干比(4.98)最高,白燕7号(1.74)茎叶比最低,说明二者具有较好的适口性。福燕1号的粗蛋白含量最高(13.46%),福燕2号的中性洗涤纤维及酸性洗涤纤维含量均为最低,说明二者具有较好的饲用品质。灰色关联度分析表明,本地区种植的燕麦应选择具有鲜干比大、叶片较大、茎秆粗壮、粗蛋白含量高、草产量高等特征的燕麦品种。甜燕3号、伽利略、福燕2号综合表现位居前列,可作为优良的饲用燕麦品种在当地推广种植。

摘要：归一化植被指数(NDVI)对分析植被动态及其对气候的响应至关重要,但是对天山地区而言,现有的短时NDVI数据集不能满足长时间尺度的分析需要。因此,本研究利用天山南坡巴仑台地区雪岭云杉样本建立了树轮宽度年表(STD),发现其与7~9月的NDVI显著相关(r=0.69,n=39,p<0.001),在此基础上,设计线性回归模型,重建了研究区1455~2019年7~9月NDVI变化,方差解释量为46%。结果显示,研究区在1455~2019年期间经历了5个植被覆盖高值期和8个植被覆盖低值期,其中1988~2019年植被生长处于历史最高水平;与周边其他重建序列对比结果表明NDVI变化存在空间差异性,中天山区域近30多年来NDVI呈现增加趋势,而西天山则呈现下降趋势;此外,分析表明降水是研究区NDVI的主要影响因素。天山地区降水主要受到海温异常和遥相关的影响,分析结果显示印度洋海温增暖和东大西洋遥相关型(EA)正相位可以使天山地区降水量增加,进而促进研究区植被的生长。该研究对理解中天山植被覆盖的长期动态变化具有一定的参考意义,并为未来植被动态演化预测提供基础数据。

摘要：随着空间探测任务逐步增加、空间信道频谱资源日趋紧张,传统Gardner定时同步算法已经无法满足高速数传系统高通量、高可靠性的需求。为了提高Gardner定时同步算法的吞吐率并增大可纠正误差范围,提出一种高速并行Gardner算法。为了保证插值精度同时减少乘法器消耗,设计了一种并行分段抛物线插值滤波器;为了便于并行流水线设计和最佳采样点选取,构建了计数模块和定时缓存调整模块;为了提高等价吞吐率,重构了流水线并行环路滤波器结构和并行数控振荡器结构。结果表明,该算法等价吞吐率可达1739.13 Msps,数字信号处理器资源消耗可减少44%,可纠正2×10^(-3)的定时误差。

摘要：随着高性能处理器集成度、面积以及工作频率的不断增加,时钟动态功耗呈指数级增加,时钟分布不均导致跨时钟域的同步开销显著增大,这些问题逐渐成为制约处理器能效提升的瓶颈.通常处理器核的功耗占多核处理器整体功耗超过70%,而时钟功耗是处理器核功耗的主要组成部分.数字方式的系统动态调频DFS(Dynamic Frequency Scaling)降频的方法需要触发时钟中断例外重新配置时钟生成模块锁相环的相关寄存器,由此带来系统超过毫秒级等待时间开销;而模拟方式连续自适应调节AFS(Adaptive Frequency Scaling)频率变化过程中存在频率过冲响应会增加物理时序设计压力.与此同时功耗的调节降低要以高性能为前提.片上时钟分布长延时随PVT(Process Voltage Temperature)变化产生的不确定时钟相位偏差,为此物理设计增加时序冗余补偿会直接影响到处理器性能.本文提出了新的基于解耦去偏斜锁相环De-skew PLL(De-skew Phase Locked Loop)的同步间歇时钟系统,采用12 nm CMOS工艺实现了去偏斜锁相环的设计,并对整个系统进行了时序性能和时钟功耗的评估.该系统一方面可以利用去偏斜锁相环的远端时钟反馈技术实现不同时钟域之间的实时相位对齐,同时也可以抵抗反馈环内时钟分布延时随PVT的变化;另一方面可以利用新增加的解耦模块,无频率过冲地响应处理器核内产生的时钟间歇控制(时钟脉冲间断性停拍)信号降频,从而实现亚纳秒级时钟动态功耗控制.以12 nm工艺同步级联结构为例,每层时钟分布校准后同步偏差小于10 ps.使用16核LS3C5000处理器RTL在仿真加速平台上运行SPEC CPU 2000测试集来评估本方案对处理器核时钟功耗的影响,并进一步通过PTPX后仿真验证,结果表明,定点及浮点程序平均功耗节约分别大于4.5%和20.3%.

摘要：依据浮空器浮重平衡特性以及理想气体状态方程,探索了一种气体混充控制浮空器平飞高度的定高方式,并对浮空器气体混充定高技术进行了总体设计研究。考虑到热力学特性对于浮空器上升过程和平飞过程的重要性,结合工程热力学中混充气体的热物性能,以超压气球作为研究对象,分析球体上升和平飞过程中的热环境,并与动力学模型进行耦合。在此基础上,对混充气球上升及平飞过程进行力学仿真,得到气球上升过程中高度、速度、气体温度以及压强的变化,验证了浮空器混充定高技术的可行性,为后续浮空器飞行试验提供指导。

摘要：光伏中压直流汇集并网系统通过中压直流并网变换器实现光伏电能升压汇集。针对中压大功率、大升压比光伏直流变换器技术需求,提出采用基于Boost全桥隔离功率模块输入并联输出串联的模块级联型直流变换器拓扑,实现大功率、高电压、大升压比光伏功率变换功能;针对级联型直流变换器多模块均压、均流问题,提出一种分布式模块均衡控制策略,实现功率模块及变换器的可靠运行。研制了5 kV/80 kW功率模块,搭建了直流变换器实验平台,对提出的拓扑方案及控制策略进行了实验验证;基于14台功率模块研制完成±30 kV/1 MW光伏中压直流并网变换器,建立了±30 kV光伏中压直流汇集并网实证系统,完成了系统实证测试,实现了系统稳定运行。

摘要：通过气辉成像仪对电离层气辉进行探测,能够反映电离层中电子总含量、等离子体泡分布等特性,是有效的电离层探测方式之一。电离层的原子分子在白天吸收太阳辐射激发到较高能态,在夜间以气辉的形式将能量辐射出去,辐射强度与所参与反应的电离层成分密度等密切相关,因此气辉是用来观测电离层很好的示踪物。天基气辉成像方法具有全球范围观测的巨大优势,为了推动天基成像仪的设计研制和参数优化,丰富和扩展电离层探测手段,需要对全球气辉强度进行成像仿真分析。该研究主要工作:(1)分析了电离层夜间630 nm光化反应过程,设计了一种气辉成像仿真分析方法,该方法对630 nm辐射强度进行计算,分别获得了太阳活动高年和低年内四个不同季节的气辉单光谱信号源强度分布,为设定探测指标提供理论依据;(2)开展了630 nm气辉天底成像仿真研究,包括成像链路分析、信噪比分析,并使用一个时间延时积分成像的典型成像仪参数,开展结合卫星运行轨道的扫描成像仿真。本文主要结论:(1)夜间630 nm单光谱气辉强度与日间太阳辐射强度关系密切,太阳活动高年夜半球平均辐射强度为115 Rayleigh,太阳活动低年夜半球平均辐射强度为50 Rayleigh,辐射大小和分布符合卫星载荷GLO-1和国际空间站IMAP任务的实际观测结果;(2)典型参数成像仪天底观测幅宽达到245 km,气辉水平分辨率达到1 km,对强度大于50 Rayleigh气辉成像的信噪比优于10,在太阳活动高年能够清晰观测电离层气辉全球尺度结构,在太阳活动低年能够观测低纬地区电离层气辉结构。该研究结果可为天基电离层气辉成像探测提供理论依据,也可为其他辐射波段的气辉观测和成像仪参数设计优化提供参考。

摘要：采用硅基二氧化硅材料,针对G.698.4标准,设计并制作了适用于5G前传的20通道循环型阵列波导光栅,通道间隔为100 GHz。相较于传统的周期性阵列波导光栅结构,采用的2×20循环型阵列波导光栅结构可实现通道波长的严格对准,且插损均匀性更高。另外,采用指数型锥形波导取代矩形多模干涉结构以实现阵列波导光栅通带平坦化,减小因波导结构上的突变带来的损耗,且不带来光谱性能的恶化。通过机械补偿无热封装后,制备的20通道循环型阵列波导光栅模块损耗约为5.5 dB,在-40℃/25℃/80℃三温温度变化时,波长偏移量在-40~80 pm范围内。该无热模块具有小型化、低成本、大规模化生产的优势,可广泛应于5G前传网络。