复杂地形下米波测高技术研究

米波雷达是远程预警反隐身的重要装备，米波测高技术是米波三坐标雷达的关键技术。本项目针对复杂地形下的米波测高问题进行研究，将粗糙面电磁散射仿真、基于稀疏重构的信号处理理论以及凸优化算法结合，研究了多径信号的数学表征，米波段下低角跟踪算法。该项目共发表学术论文6篇，其中SCI检索2篇，EI检索4篇；申请发明专利2项；参加国际学术会议1人次；培养硕士生3名。取得的主要学术成果如下：（1）利用3D造型软件Rhinoceros，在已知数字高程图或一定分布规律的条件下，对典型地形进行表征，然后利用电磁仿真软件对造型软件生成的地形数据进行电磁散射特性仿真。仿真结果表明，在无明显障碍物及大尺度起伏的情况下，雷达低角度前向散射RCS总体上比后向散射RCS大的多。这说明利用散射中心思想对粗糙面进行建模进而对多径信号进行数字表征是可行的。（2）研究复杂反射面下的波达方向估计问题。本项目采用稳健的自适应波束形成算法抑制多径干扰信号，针对运动场景下，积累快拍数有限，主波束指向存在误差以及信号噪声时变等因素，提出了基于脊参数估计的对角加载系数选取算法。针对已有测角方法在低信噪比或信源相距较近时不能有效地抑制虚假谱峰等问题，提出了一种针对正则化参数选取的稀疏正则化信源定位算法，仿真结果表明提出方法能够提高分辨力、有效抑制虚假谱峰、提高抗噪性能。研究一种基于少量先验信息的稳健波束形成算法，该算法利用Capon空间谱对干扰加噪声协方差矩阵进行重构，利用重构后的矩阵代替采样数据协方差矩阵来近似估计真实的干扰加噪声协方差矩阵。由于重构后的矩阵包含的期望信号分量很小，减小了其与真值之间的误差，在不增加先验信息的前提下，提高了算法的输出信干噪比和对误差的鲁棒性。 2100433B

米波雷达由于具有反隐身和反辐射导弹的优良性能，重新引起雷达界的高度重视，开发具备测高能力的米波三坐标（距离、方位、俯仰）雷达是当今雷达界的共识。目前在米波测高技术中，对多径信号的建模是建立在平坦反射面条件下的镜面散射模型，然而在实际环境中，反射面情况是复杂的，因此有必要合理建模。本项目拟研究在复杂地形下的米波测高技术，利用散射中心的思想对反射面的电磁散射特性进行研究，从而对多径信号进行合理地数学表征，进而研究米波段下低角跟踪算法，为复杂环境下的信源定位问题提供关键技术。

《复杂地形条件下重气扩散数值模拟》共分7章，主要内容包括：重气扩散的个旧地形风洞实验和nomcy场地测试数据引用；重气扩散相关机理，包括传输模型、泄漏源喷射模型和重气液滴云团参与的重气扩散模型的建立；流体动力学偏微分方程组算法优化和改进；以存在规则障碍物的Thorney场地测试26和以曲折山地城市地貌为背景的风洞实验的测试结果为复杂地形条件的两种典型情景，使用实验数据对改进的浅层模型和CFD模型进行验证；模型对动态、气态喷射源条件下不同泄漏口面积重气扩散污染模拟的比较和恒定喷射源条件下存在重气液滴相时的重气和液滴重气云团的扩散行为模拟。

《复杂地形条件下重气扩散数值模拟》对从事重气扩散研究及管理的人员具有一定的参考价值，同时可供高等院校相关专业的师生阅读。

测高杆类型：测距测高仪 测高杆 绝缘测高杆 伸缩式测高杆 轻型伸缩式测高杆 高压测高杆 环氧树脂测高杆

测高杆规格：8米测高杆、10米测高杆、12米测高杆、15米测高杆。8米缩回来1.5米。有五节。外径39。.内径21.。12米缩回来1.55米。分九节。外径46.内径16。15米缩回来1.6米。外径50.内径13.

测高杆适用电压：220kv及以下带电线路作业。

测高杆制作工艺：全系列高压测高杆采用最先进的绝缘玻璃钢材质制作，抗弯能力大大增强，工艺精致、结构轻巧、操作方便，定位准确，表层刻度清晰，具备优良的机械和电气性能，适合各种高压工况条件下的测高场所使用，其测量误差不大于1cm。

测高杆采用优质原料生产的测量杆，具有重量轻、强度高、耐压好、刻度精确等优点。

风场实测数据是研究风场特征、确定风气候资料的基础，也是建筑抗风及风能利用等风工程实践活动的重要参考资料。然而，近地表面风速数据往往受到地形的影响，监测系统对实测数据也存在滤波影响，因而直接使用这些数据而不加相应修正会给计算、评估结果带来很大误差。此外，不同气象站点或不同历史时刻监测系统采用的实测数据的记录格式可能有所不同，这限制了实测数据使用的便利性和通用性。本项目通过大量实测数据系统考察了地貌/地形及监测系统对近地表面实测风速产生的影响；提出了一套对近地表面风速实测数据进行标准化的方法，用以将包括平坦来流地貌、海面地貌、山地等复杂地貌下的近地表面风速数据转化为标准状况下的风速值，即来流平坦空旷地貌（粗糙度长度z0=0.03米）10米高度处10分钟平均风速。对于来流平坦地貌的情况，可借助混合高度理论或梯度风不变假定，通过确定当前地貌粗糙度数值实现对风速的标准化。对于复杂地貌的情况，本项目提出了一种基于风剖线实测数据对周围近地站点风速数据标准化的方法，并通过开展风洞试验及数值模拟计算验证了上述方法的有效性。本项目还对海面孤岛近地表面风速数据的标准化进行了研究，考察了地形影响及海-气交互作用下（即海面粗糙度随来流风速变化）风速数据标准化的情况。此外，本项目还以香港国际机场为例对不同来流地貌下的粗糙度进行了评估；综合采用了不同粗糙度评估技术，对各技术的评估精度、灵敏性、不确定性进行了系统研究；发现了当前国际气象组织所采用的风向均方根值确定地表粗糙度计算公式中存在的错误。本项目的研究意义在于强化了有关地形/地貌对近地表面实测风速数据影响的认识，给出了一套可用于工程实验的地表风速数据标准化的方法并验证了其有效性。我们认为采用本项目所提方法可提高相应数据使用的通用性及后续分析的准确性。 2100433B