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水下三维激光扫描系统在水下结构物检测中的应用

近年来，为响应国家海洋强国发展战略，海洋工程的建设也得到了更多的重视。而一些服役时间较长的海洋工程结构，由于自然和人为因素造成了不同程度的缺陷或损伤，为确保海洋工程结构的安全可靠，需对其进行相应的检测、评估和维护。目前水下结构检测应用手段主要包括水下目视检测、水下磁粉检测、水下超声波检测和水下射线检测等。这些检测方法有各自的侧重点，也都存在一定的不足, 譬如检测能力有限、检测精度低、检测时间长、费用高或者对人体有害等[1]。

  • 2022-03-04
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高海况海洋遥感信息提取技术研究进展

星载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）能够全天时、全天候、以多种成像模式，在中等海况和复杂海况下对海观测，获取高空间分辨率图像。自20世纪90年代起，各种SAR海面波浪遥感探测方法，如初猜谱方法、交叉谱方法、半参数化方法、参数化方法、经验方法等已经逐渐应用于ERS-1&2，RADARSAT-1，ENVISAT ASAR等卫星监测中等海况下的海面波浪。与浮标观测比较，中等海况下SAR反演的海浪有效波高的均方根误差小于0.5m。此外，新型微波传感器如沿轨迹干涉SAR（AT-InSAR）和全极化SAR（AIRSAR、RADARSAT-2）也逐渐应用于海面波浪遥感研究。相对于传统SAR，AT-InSAR海浪成像机制较为直接，其相位图像对真实孔径雷达调制传递函数不敏感。极化SAR海浪遥感的优势在于可以避免计算水动力调制传递函数。

  • 2022-03-04
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机载激光测深系统研制中的关键技术

鉴于机载激光测深技术具有高精度、高分辨率、灵活机动、快速高效和全覆盖的测深特点，自20世纪60年代以来，国内外众多机构相继投入大量的人力和物力研制开发机载激光测深系统。其中有代表性的国家机构主要包括：美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚、瑞典、法国、荷兰和中国。到目前为止，技术最为成熟、商品化程度最高、推广应用最好的代表性机载激光测深系统是加拿大OPTECH公司生产的SHOALS系列（目前已经升级到CZMIL）和瑞典AHAB公司生产的HAWKEYE系列。两个系列产品均具有4000Hz以上的激光器重复频率，其最大测深能力在清彻水域可达到50m，测深精度完全满足国际海道测量组织颁布的S-44标准。因此，两个系列产品在国际上占有绝对的市场份额。

  • 2022-03-04
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对机载激光测深新技术的探究与思考

随着现代科学技术的不断发展及空间数据应用领域的不断扩大，海洋价值逐渐被人们所认识，人类更加关注海洋，希望更全面、更准确地了解海洋，对获取准确可靠空间数据的要求也越来越高，因而人们对海洋观测技术的要求也越来越高，人们渴望拥有能够满足大面积、高速度、高精度和低成本的现代海洋测深设备。机载激光测深具有的可快速到达测量船无法进入的岩礁地带、珊瑚礁等大范围浅海海域实施测量的特点，在技术上不断改进日益成熟的机载激光测深设备在不断满足人们对现代海洋测深的需求的同时，也更加受到业内人士的重视。

  • 2022-03-04
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一种机载激光雷达海洋测深波形数据处理算法

目前，海洋测深多采用多波束声呐设备，在深水测区具有很大的优势，但在水深小于50米的浅水区探测受限[1]。遥感技术也已运用于海洋深度测量。这类技术可分为两种类型，主动遥感和被动遥感，主动方式有微波遥感测深和激光海洋测深，被动方式有多光谱遥感测深技术。其中，激光海洋测深技术具有精度高、分辨率高、灵活机动、测点密度高、测量周期短和覆盖面广等特点。它在水深小于50m的浅水区，具有很大的优势，能够在浅海、岛礁、暗礁及船只无法安全到达的水域实现高效快速测量[2]。同时，机载激光海洋测深系统能够同时测量水上、水下三维地形，不需要进行数据融合，真正实现了水陆一体化无缝测量。近几年，大量的文献对激光海洋测深的理论体系进行了探索，翟国君等人对机载激光测深系统的关键技术进行了研究[1-5]，叶修松对数据处理方法进行了研究[6]，Chi-Kuei W等人对回波波形进行了研究[7]。但在测深回波数据的波形分解方面研究还不够深入，本文针对该问题，研究利用基于全局收敛的LM算法进行波形分解，并对其进行改进，设计了分层筛选方案，并通过真实数据进行了相应的实验。

  • 2022-03-04
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利用回波波形特征实现激光雷达的水陆分离

机载激光雷达测深是近些年遥感和海洋领域的研究热点，该技术能快速获得高精度、高密度的水陆一体化点云，在浅海测绘中比传统声学测量方法效率高很多[1]。激光点云的水陆分离是激光雷达数据处理的一项基础内容。例如水陆激光点的坐标计算方法略有差异，陆地时直接基于激光束的姿态和激光往返距离就可以计算点云坐标，水下时还需要进行水体折射改正，因此首先需要确定点云的水陆类别。需要说明，本文的水陆分离是指将点云数据按照实际获取时激光点的水陆类别进行区分，而不是基于最低理论潮位面改正后的满足制图要求的水陆类别。先前激光测深主要的研究点集中在测深模型构建和波浪改正等方面[2-4]，水陆分离涉及不多。目前可参考的激光点云水陆分离方法主要有两种：一是在硬件设计中增加拉曼波段（647nm），由于拉曼信号来自于绿激光同水分子的相互作用，因此探测到拉曼信号的一定是水体，可以完全区分点云数据水/陆类别[5]；二是利用遥感影像或视频资料等辅助分类[6]，即首先对所有点都按照陆地的处理方式得到三维坐标，再对比遥感影像等判断其类别，在硬件设计中没有拉曼波段时，该方法是最常用的手段。

  • 2022-03-04
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基于AI的智能切片管理和协同

5G作为数字化社会的关键基础设施，不仅服务于个人用户， 还需要满足各行各业数字化转型的需求。对于5G业务ITU提出三大应用场景：增强型移动宽带、超可靠低时延通信和大规模机器类通信，3GPP协议已经定义通过3种类型的网络切片支持，从而避免每种业务都新建独立网络造成的建网成本巨大和制约业务发展的问题，同时网络切片之间的隔离也保证了网络的安全性。网络切片的引入给网络带来了极大的灵活性，主要体现在切片可按需定制、实时部署、动态保障。为了实现这些功能，需要引入专门的管理网元来实现切片实例的全生命周期管理，因此，又给网络带来管理和运维的复杂性，使得运营商面对的是一个高度复杂的移动通信网络。如果网络切片的智能化程度不够，使得网络切片无法根据用户的特殊需求进行切片定制，运营商通过网络切片进行业务创新就会受限。

  • 2022-03-04
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高速率大功耗传输设备机房散热研究

首先介绍当前传输设备发展现状、现有传输设备和传输机房气流组织方式，随后对大功耗传输设备散热引起的机房局部热点和气流组织混乱等问题进行研究分析。最后结合工程实际从传输机房设备布局和气流组织等方面提出了大功耗传输设备散热问题的解决思路，并对传输设备气流组织提出了具体改进建议。对运营商机房热管理具有一定借鉴意义。

  • 2022-03-04
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