针对深度学习目标检测算法由于模型体积过大、参数量过多而在星上部署困难的问题，在YOLOv5检测模型的基础上，提出了一种轻量化的光学遥感影像目标检测算法——LW-YOLO。首先，针对YOLOv5网络中的特征信息冗余所带来的计算开销，引入轻量化Ghost模块替换网络中的普通卷积以减少参数量；接着，设计了一种空间和通道融合的注意力模块Fusion Attention（FA），并在此基础上重构了网络的瓶颈层FABottleneck，进一步减少参数量，并提高算法对于光学遥感影像目标的定位能力；最后，提出了一种稀疏参数自适应的网络剪枝方法对网络进行剪枝，进一步压缩模型大小。在DOTA数据集上的实验表明，LW-YOLO算法相比于YOLOv5s参数量下降了64.7%，模型大小下降了62.7%，推理时间降低了3.7%，同时平均精度均值仅仅下降了6.4%。该算法以较小的精度损失为代价实现了网络模型的轻量化，为星上光学影像在轨目标检测提供了理论基础。

在遥感卫星运动成像过程中，卫星相机的高速运动会导致遥感图像出现运动模糊。针对该问题，基于一次拍摄过程中获得的不同积分时间遥感图像序列，提出了一种新的去模糊算法。利用短积分时间图像中提取出的轮廓边缘信息来引导对相邻长积分时间图像模糊核的估计，通过分段求解的思想简化了单次模糊核求解的复杂度；然后使用卷积运算对分段模糊核进行无损重组，极大地提高了模糊核估计的准确性。实验结果表明，所提算法对模糊遥感图像去模糊后的清晰程度有显著提升。

近红外光谱分析在工业过程故障检测方面具有独特的优势, 是一种准确且高效的方法。 结合互信息熵和传统的主成分分析, 对近红外光谱特征信息进行提取, 通过构建过程的模式来刻画工业过程的运行状态。 利用近红外光谱数据, 从有机分子含氢基团振动信息中获取工业系统的过程模式, 从微观分子层面探索提高工业过程故障检测准确率的有效方法, 结合贝叶斯统计学习技术, 提出了基于近红外光谱数据的工业过程故障检测技术。 针对近红外光谱信息量丰富, 谱带较宽, 特征性不强的特点, 首先对工业过程不同运行状态下的近红外光谱吸光度数据进行一阶导数预处理, 采用主成分分析法（principal component analysis, PCA）压缩光谱数据量, 扩大不同运行状态下光谱特征信息的差异性, 提取光谱的内部特征信息。 然后采用互信息熵（mutual information entropy, MIE）作为光谱特征信息相关性度量函数, 基于最小冗余最大相关算法进一步减少光谱特征信息间的冗余并最大化光谱特征信息与类别的相关性, 弥补了PCA无监督特征波长选择的不足, 提出一种基于PCA-MIE的过程模式构建方法, 获得的过程模式子集更紧凑更具类别表现力。 再利用贝叶斯统计学习算法, 根据后验概率对构建的模式子集进行决策, 判别生产过程的正常状态和故障状态。 由于过程模式子集结合了PCA浓聚方差的优势和互信息熵相关性测度的特征信息选择方法, 蕴含了更多的近红外光谱的本质信息与内在规律, 从而更能刻画工业过程的运行状态。 接着, 设置测试准确率TA作为评估标准, 用以评价故障检测方法的性能效果。 最后利用某化工厂提供的原油脱盐脱水过程近红外光谱数据对所提方法进行验证, 并与传统近红外光谱特征信息提取方法PCA和MIE方法性能进行对比分析, 结果表明基于PCA-MIE的过程模式故障检测方法几乎在所有维数子集上性能都优于其他两种方法, 在特征维数为18维时获得最高的准确率94. 6%, 证明了方法的优越性。

为提高光纤陀螺随钻测斜仪的井眼轨迹的测量精度, 采用卡尔曼滤波组合的测量方法, 对井斜、方位和工具面失准角进行估计。由于姿态失准角的估计精度与其可观测性密切相关, 为了提高估计精度, 文章分别在匀速、匀加速和匀速转动三种钻进运动状态下, 采用分段线性定常系统(PWCS)和奇异值分解(SVD)的方法分析了姿态失准角的可观测性, 并分析了钻进中井斜角和转动速率对姿态失准角估计精度的影响。由仿真结果可知, 匀速钻进时, 方位失准角不可观测; 匀加速钻进时, 方位失准角可观测且在水平井中可观测性最强, 随着井斜角度增大, 方位角、井斜角的测量精度逐渐提高; 绕轴向匀速转动钻进时, 方位失准角的可观测性和估计精度均优于匀速、匀加速钻进状态; 角速率由0°/s增加到5°/s时, 三个姿态失准角的估计精度均增大并逐渐趋于稳定。文中提出的轴向转动钻进运动可有效提高井眼轨迹的测量精度。

建立了一套基于阻抗响应的磁弹性传感器共振频率测量系统, 研究了该系统的共振频率测量原理, 等效电路模型和磁弹性传感器共振频率测量电路。首先, 介绍通过磁弹性传感器阻抗变化获取其共振频率的原理;根据磁弹性传感器对线圈阻抗的影响建立了磁弹性传感器等效模型电路。然后, 设计了一种基于片上系统的阻抗测量电路。最后, 验证了该磁弹性传感器共振频率测量系统的可行性和可靠性。实验结果表明: 该系统测得的频率分辨率小于0.1 Hz, 精度为0.5%。与传统网络分析仪系统相比, 测量同一Metglas 2826MB材料所得共振频率仅相差60 Hz;测量两个长度不同的Metglas 2826MB材料所得共振频率比为0.74, 与理论计算值0.8相近。另外, 该系统也可用于磁弹性传感器在不同介质中的共振频率测量。得到的结果显示: 设计的测量系统完全可取代昂贵庞大的网络分析仪, 具有高度集成, 强抗干扰, 低成本和便携式测量等优点。

为有效抑制光纤陀螺(FOG)随机噪声，提出将一种多尺度变步长最小均方(MVSLMS)自适应算法应用于FOG数据处理中。根据FOG输出数据的特点，构建了MVSLMS自适应滤波器，提出了FOG信号滤波算法的实现步骤。对FOG实测静态数据、振动数据和速率测试数据进行了滤波实验，结果表明所提算法对FOG随机噪声的抑制效果明显，相比LMS滤波，MVSLMS自适应滤波后的静态数据零偏稳定性数值减小了72.0%，振动数据在振前、振中、振后零偏稳定性数值分别减小91.5%,77.4%和96.5%，速率测试数据标准差减小了54.4%。摇摆测试滤波实验结果表明所用算法对FOG真值信号具有较好的跟踪能力。

利用经典分子动力学和第一性原理分子动力学，研究了氦在高压下的熔化曲线、状态方程和非金属-金属转变。得到了氦在温度小于4.5 eV、 密度0.3~5.0 g/cm3范围内的状态方程，并把氦的熔化曲线的压强范围拓展到了50 GPa。氦的能隙宽度曲线表明，温度大大降低了氦的金属化密度。

为了诊断测量激光驱动冲击波，研制了具有空间分辨力的成像型速度干涉仪。该干涉仪主要包括输入部分、像传递部分及干涉部分，探测光采用波长为532 nm的单纵模激光。 在靶位放置一分线板，经过测量，其空间分辨力小于10 μm。基于天光KrF准分子激光系统的参数，设计并自制含有烧蚀层的单台阶金属靶，利用成像型速度干涉仪测量到了金属铝靶内的冲击波速度。