强激光与粒子束
2024, 36(2): 025011
1 北京应用物理与计算数学研究所,北京 100094
2 中国工程物理研究院 研究生部,北京 100088
当前,科学计算的验证主要针对基于确定性偏微分方程组的网格离散方法。放电等离子体的粒子云网格PIC方法作为一种粒子-网格耦合的仿真手段,其验证方法具有显著不同的特点:第一,PIC仿真除了在时间和空间上进行离散,还需要对粒子数权重进行离散;第二,离散粒子的相空间分布函数是否适合作为验证研究的观测量;第三,粒子-网格耦合过程中的电场插值和电荷分配会影响PIC仿真的全局收敛精度。另外,当PIC方法与蒙特卡罗(MC)方法耦合时,离散误差和随机误差通常叠加在一起,理查德森外推需要结合系综平均进行。提出了一种分层级验证的方法。首先对单粒子轨道、电磁场求解、二体粒子碰撞进行收敛精度阶测试;然后采用空间电荷限制流、气体的傅里叶流动等具有精确解的经典物理模型分别对集成PIC、MC模块进行离散误差评估;最后采用放电物理过程对程序功能进行基准校验。
PIC方法 验证技术 精度阶测试 放电模拟 PIC method verification techniques order of accuracy test discharge simulation 强激光与粒子束
2024, 36(3): 033002
1 长安大学地质工程与测绘学院,陕西 西安 710054
2 中国自然资源航空物探遥感中心,北京 100083
3 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,湖北 武汉 430079
目前主流的神经网络在面对复杂多样的地物目标时难以精确区分,同时样本数量少、弱监督条件也容易为神经网络带来大量噪声与错误。为此,在分析遥感影像的地物特点后,提出一种基于权重动态变形的双重网络遥感影像分类方法,通过构架灵活、简易却有效的权重动态变形结构,构建经过改进的分类网络与目标识别网络,形成双网络对照的自我验证,从而提高学习性能、修复误差、增补遗漏、提高分类精度。实验结果表明,所提方法在容易实施的基础上,表现出更强的地物认知能力和更强的噪声抵抗能力,即其能够适应各种遥感影像的分类任务,具有较为广阔的应用潜力。
遥感影像分类 神经网络 权重动态变形 双重神经网络 自我验证 激光与光电子学进展
2024, 61(8): 0828001
1 安徽大学物质科学与信息技术研究院,安徽 合肥 230601
2 中国科学院合肥物质科学研究院通用光学定标与表征技术重点实验室,安徽 合肥 230031
定标自动化水平与像点提取精度是光学遥感卫星在轨几何定标效率及精度提升的关键因素。提出一种以轻小型、自动化的反射点源为地面控制点的高精度像点提取方法,匹配参数化模型拟合获取点源像点坐标,并利用有理函数模型进行精度验证。在轨实验结果初步表明,与模板匹配法等常规方法相比,反射点源法提取的像点坐标精度优于0.05 pixel,经有理函数模型验证,像点定位精度优于0.05 pixel。反射点源不仅能够实现高精度的像点提取,还能够实现光学遥感卫星在轨几何辐射综合定标,对提高我国遥感测绘精度和定标自动化水平有重要意义。
几何定标 像点提取 反射点源 精度验证 有理函数模型
1 西安石油大学陕西省油气井测控技术重点实验室,陕西西安 710065
2 西安微电子技术研究所,陕西西安 710054
Cuk变换器具有输入与输出电流纹波低、能量双向流动等优点,在新能源发电和直流微网中具有良好的应用前景。在分析变换器工作原理的基础上,分别建立导通和截止状态的开关流图; 引入以乘法器描述的开关支路模型,推导变换器在整个开关周期的开关流图; 对开关支路施加扰动,提取变换器的小信号模型,并应用梅森公式计算变换器的传递函数。采用 PSIM软件对变换器小信号模型进行仿真,结果证明了模型的正确性,本文方法对高阶开关变换器建模具有较高的参考价值。
开关流图法 Cuk变换器 小信号模型 仿真验证 switching flow graph method Cuk converter small signal model simulation and verification 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(5): 689
1 中国科学院国家空间科学中心,北京 100190
2 国科大杭州高等研究院,浙江 杭州 310024
3 中国科学院大学,北京 100049
4 中国科学院力学研究所,北京 100190
在太极计划中,三颗卫星将构成边长为300 万km的三角形星座。为完成卫星间的信息交互,需要在星间干涉链路中加入激光通信。笔者从太极计划星间通信的需求出发,基于目前的相位计系统,提出了太极计划星间激光通信方案及系统参数的设计。为验证所设计参数的合理性以及通信系统的性能,基于自研板卡,搭建了电子学模拟系统及光学验证系统。在发送端将通信码与伪随机码以直接序列扩频的方式调制至激光相位,通过激光链路将信息发送至接收端,并采用锁相环及延迟环对其进行解析,完成通信功能。测试结果表明,所设计的通信系统参数较为合理,能够与相位计系统有效融合,在通信速率为19.5 kb/s的条件下,通信系统的误码率优于10-6,可为太极计划的相关参数设计提供参考。
光通信 太极计划 系统参数 光学验证 直接序列扩频 中国激光
2023, 50(23): 2306002
1 国科大杭州高等研究院, 杭州 310024
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 长春130033
4 中国科学院力学研究所, 北京 100190
太极计划是中国科学院提出的空间引力波探测任务,其利用激光差分干涉的方法探测卫星间由引力波引起的pm级位移波动。为消除卫星间因时钟不同步而产生的测量误差,拟采用边带倍频时钟噪声传递方法进行星间时钟噪声测量与消除。本文讨论太极计划星间时钟噪声传递的需求、原理、方法,并设计实验进行原理验证。通过搭建电子学实验测试两个系统时钟噪声的极限值,确定实验相关参数,进一步通过光学实验验证边带倍频传递方案的原理。实验结果表明,本文提出的时钟噪声消除方案及相关参数合理可行,满足太极计划的应用需求。在0.05 Hz~1 Hz频段,星间时钟噪声的抑制效果优于2π×10−5 rad/Hz1/2,满足太极探路者的噪声需求。本文研究为未来太极计划的时钟噪声传递方案与参数设计奠定实验和理论基础。
太极计划 空间引力波探测 时钟噪声传递 原理验证 Taiji program space gravitational wave detection clock noise transfer principle verification
强激光与粒子束
2023, 35(7): 076003