关键词： X射线   HXMT   扫描巡天   能谱   数据处理  

摘要： 随着科学技术的不断发展，人们对于天体物理领域的研究不断深入，空间天文卫星的探测能力也逐步获得提升。本文是对本人攻读博士学位期间所做的研究工作的总结，包含两个课题:HXMT/ME银道面扫描巡天和MAXIJ1820+070的X射线爆发的研究。这两个课题主要包括四项工作，分别为HXMT/ME银道面扫描巡天数据处理和讨论、HXMT/ME的扫描光变拟合和长期监测、MAXIJ1820+070能谱的相关研究和关于MAXIJ1820+070时变的讨论。　　本文首先介绍了HXMT/ME银道面扫描巡天数据情况分析。HXMT自2017年发射升空以来，对银道面的X射线源进行了长期且稳定的观测，获得了大量的观测数据。银道面扫描是HXMT的核心科学研究课题之一，使用卫星大约三分之一的观测时间。在卫星对银道面的扫描数据处理中，使用HXMT数据分析软件（HXMTDAS）对观测数据进行处理和分析。在针对扫描观测的各种不同情况进行大量的研究后，我们获得了有效的好时间(GoodTimeInterval，GTI)筛选条件和背景拟合方法来降低噪声的干扰，获得净光变以用于后续的研究。至今为止，HXMT已经对银道面进行了数千次的扫描观测，本部分对ME的好时间选取、像素筛选及背景扣除等内容进行了较为详细的分析和讨论，并以此为基础建立了一套完整的自动化处理流程。　　在数据处理获得净光变的基础上，我们对HXMT/ME银道面扫描巡天的光变曲线进行了拟合，并获得了源的长期变化情况。光变分析可以帮助我们获知某一天区源的分布和变化情况，有利于HXMT河内硬X射线辐射源表的建立和新的硬X射线变源和辐射现象的发现。本文中光变拟合采用的是修正的点扩展函数(PointSpreadFunction，PSF)模型，该模型使用Crab定点和扫描观测的数据进行修正。这一部分详尽的介绍了进行光变拟合的步骤及具体的拟合操作，以及HXMT对银道面X射线源的长期监测情况和不同类型源的扫描观测情况。以此为基础我们获得了仪器的灵敏度等重要参数，并与目前进行扫描巡天的其他望远镜进行了比对。　　第二个课题MAXIJ1820+070的X射线爆发和演化的研究主要着眼于NICER观测的能谱和时变。研究表明MAXIJ1820+070为低质量X射线双星，且为黑洞候选体(LMXB/BH)。对这一X射线源，NICER进行了长期的观测。我们的研究采用NICER自2018年MAXIJ1820+070爆发以来的观测数据，共235次可用观测数据对源的情况进行分析。这一部分首先是关于MAXIJ1820+070能谱的研究和讨论。本部分对LXMB和源的基本情况进行了介绍，并分别对outburst时期和reflare时期的能谱拟合进行了讨论。Outburst时期存在两个显著的爆发，而reflare时期存在三个流量较低的爆发。我们对这两个时期MAXIJ1820+070态的变化在图像上的体现进行研究，尝试了不同模型进行能谱拟合，并对能谱拟合后的拟合参数变化情况进行了讨论和分析。对不同X射线源的reflare情况及其产生原因也做了一定的讨论。　　在对能谱情况的分析讨论之外，我们还进行了关于MAXIJ1820+070时变的研究。这部分内容主要是对MAXIJ1820+070态的转变过程中出现的QPO进行分析和讨论。QPO现象的研究有助于我们了解源在爆发时期的演化情况。在对MAXIJ1820+070观测的功率谱拟合过程中，我们发现有许多有趣的现象。我们希望通过研究QPO的基波谐波和次谐波的情况来研究该源爆发时期的变化规律，并尝试寻找它们之间的联系。在NICER观测期的时间里，拟合所得的大部分QPO都为type-CQPO，极少数时段存在type-BQPO。我们尝试了多种方法来区分基波、谐波与次谐波，讨论并对比了MAXIJ1820+070的QPO出现时与其他源的异同。　　本文最后对论文两个课题的工作进行了总结和展望。

关键词： 决策工具集   数据处理   构件描述   构件评价  

摘要： 核电已经成为我国现代能源体系中的重要组成部分,对国民经济发展和提升装备制造水平具有重大意义。近年来,随着“华龙一号”等标志性核电装备的发展与成熟,我国核电机组规模已经位居世界第二,核电自主技术发展已达到国际先进水平,然而,我国核电企业的决策数据存在多源异构等特点,难以保证决策数据的质量,导致数据融合、认知、分析、挖掘不充分,另一方面,通用决策工具和决策构件存在功能单一、不系统、不完备等问题,导致决策应用困难,可复用、可移植性差,因此,本文以数据驱动的核电企业决策系统为研究对象,对其数据处理方法、决策工具构件描述评价方法进行研究,并设计开发了面向我国核电企业的决策系统。主要研究内容如下:(1)对数据驱动的核电决策系统进行需求分析,提出了一套数据驱动的核电决策系统体系架构。(2)对影响决策数据质量的关键因素进行分析,包括数据缺失值和异常值等;采用基于遗传算法的缺失值填补法实现了决策数据缺失值填补,采用了LOF算法和K-均值算法相结合的方式实现了决策数据异常值的检测,并通过实例对方法的有效性进行验证。(3)利用Flask框架和Docker容器技术对决策算法进行构件化封装;建立了多刻面的构件描述分类体系;采用模糊物元评价法对决策构件质量进行评价,并通过实验对该方法的评估效果进行验证;针对构件检索问题,采用了优化后的树匹配模型算法对构件进行检索,并通过实验验证该检索方法的实用效果。(4)基于大数据(HDFS、Map Reduce)运行环境,利用Spring boot/Spring Cloud等开发框架,实现数据驱动的核电企业决策系统的开发。

关键词： 身管检测   激光位移传感器   自动测量   数据处理   STM32   LabVIEW  

摘要： 火炮作为现代军事武装的基础装备,广泛的装备于各国的海陆空部队,是各国军事力量的重要组成部分。火炮身管作为火炮的核心构件之一,它的各项参数对火炮的打击精度、使用安全性、射速和使用寿命等有着严重的影响。现阶段,我国针对火炮身管的检测设备与检测手段还比较落后,存在检测效率低、检测设备复杂、测量条件苛刻等问题。因此,研究火炮身管检测有重要意义。本设计以实现对火炮身管内径高效、高精度、非接触测量作为研究目标,设计了一种基于激光三角法的火炮内径自动测量系统。测量系统以STM32处理器作为控制处理核心,采用高精度激光位移传感器得到测量值,通过友好的人机交互界面,对测量参数进行设置,控制整个系统的工作。搭配设计的机械测量结构,实现对全身管的自动测量。设计中采用几何定心构建测量模型的测量方法,在数据处理上采用插值处理对数据进行扩充后再求取内径值。在缺陷位置利用插值算法以及几何关系,实现对缺陷大小的计算,通过对比发现计算结果与实际测量值误差极小。它具有测量精度高、检测速度快、无接触测量等特点,能实现对不同内径火炮的全身管的自动测量,并且能将测量结果通过上位机实时显示。最后,通过实际的测量对系统进行验证,并对测量结果进行分析。该测量系统能对多种口径的火炮身管进行高效测量,并能将测量身管的各个位置的截面圆和整体的轮廓图显示,在实现测量系统主要功能前提下满足对性能的要求。

ISBN: (纸本)9787302572381

摘要： 如今我国的经济实力已经大大提升,同时也促进了电子商务的成长,电子商务变得愈发的重要。本文着重探讨了电子商务和大数据的成长现状及大数据处理对电子商务的影响。在21世纪的今天,信息技术得到了前所未有的发展,带动了各个行业、领域的成长,使得电子商务有了较大的成长空间。同时,大数据处理技术与电子商务的深入融合,使电子商务得到了快速成长。

ISBN: (纸本)9787300290607

关键词： 生成对抗网络   不平衡数据   集成学习   XGBoost   EasyEnsemble  

摘要： 随着金融借贷的快速发展,信用风险问题日益增大。因此,建立良好的信用评分模型在金融借贷领域起着十分重要的作用,以此来降低金融信用风险。机器学习方法是目前建立信用评分模型的主要方法,但现有机器学习方法中的分类模型在学习类别不平衡数据时,往往会将预测结果更偏向于多数类,而对少数类的预测准确度不高,并且容易受到噪声数据的影响,不利于分类模型的训练。然而在实际应用中,金融借贷数据集中的违约样本往往比未违约样本更少属于少数类样本,因此,金融借贷领域的数据集都存在不同程度的类别不平衡问题,并且信用评分模型中少数类样本的预测结果比多数类样本的预测结果更加重要。为了解决金融借贷领域的数据不平衡问题和噪声数据对分类模型的影响以及提高信用评分模型的整体性能,本文的主要研究内容与创新点如下:(1)针对金融借贷数据集的类别不平衡问题,本文提出了一种结合Tomek-Link和表格数据生成对抗网络(Tabular Data using Conditional GAN,CTGAN)的过采样算法(TK-CTGAN),该算法首先通过对数据集中的噪声和边界样本进行有效的过滤,再利用CTGAN对过滤后的少数类样本进行学习并生成符合少数类数据分布的合成样本,对少数类样本进行数据扩充,该算法避免了对少数类样本进行过采样时引入噪声样本影响分类器分类性能的问题,并且改善了金融借贷数据集中的类别不平衡问题,并且通过实验证明,该算法相比于合成少数类过采样技术(Synthetic Minority Oversampling Technique,SMOTE)处理不平衡方法更具有优势,在AUC和Recall方面都高于SMOTE算法,特别是在极端梯度提升(e Xtreme Gradient Boosting,XGBoost)分类模型中,TK-CTGAN的Recall相比于SMOTE提高了18.9%,并且在AUC指标方面也更优于SMOTE算法,这说明TK-CTGAN算法可以提高对少数类样本的识别能力和整体的分类性能。(2)为了建立更好的信用评分模型,本文提出了一种不平衡集成模型TKEE-XGBoost,该模型是在Easy Ensemble框架下以XGBoost作为基分类器的集成分类模型,并且通过结合TK-CTGAN对训练数据集进行噪声过滤和少数类样本扩充。该模型通过多次抽取多数类样本与同数量的少数类样本训练若干数量的分类器进行集成学习的方法对分类器进行优化,通过实验证明该模型在Accuracy、Recall、AUC指标方面都高于原始Easy Ensemble算法,尤其是TKEE-XGBoost的Recall指标相比于传统的Easy Ensemble方法提升了7.5%,这说明TKEE-XGBoost不仅能提高信用评分模型的整体分类效果,在识别少数类样本方面更加具有优势。在金融借贷领域,违约样本属于少数类样本,因此提高对少数类样本的识别能力尤为重要,通过实验分析与验证,本文提出的TK-CTGAN和TKEE-XGBoost两种算法在Recall指标方面都具有较大的提升,这说明本文提出的这两种算法可以有效的提高对少数类样本的识别能力,从而可以对金融借贷领域中的违约样本进行有效的辨别,减少投资者的经济损失,降低金融信用风险。

关键词： 舰船   红外图像   Sine混沌映射   映射加密   数据处理   映射图像  

摘要： 为了保证船舶在航行过程中对图像的准确识别,提高信息处理的安全性,结合颜色图像分量原理,设计一种舰船红外图像耦合Sine混沌映射加密方法。通过识别和采集舰船红外图像进,并针对不同三维混沌映射加密处理,优化混沌映射加密步骤,保证图像处理效果。最后通过实验证实,舰船红外图像的耦合Sine混沌映射加密方法具有较高的加密安全性。

关键词： 场强测量   铁路5G专网   采样间隔   数据处理   不确定度  

摘要： 高速铁路的高质量发展离不开通信系统的支持,第五代移动通信(5th Generation Mobile Communication System,5G)技术的研究和快速发展将会成为铁路专用移动通信系统演进的重要牵引。为强化铁路安全防护能力、打造现代智慧铁路系统,铁路5G专用移动通信系统(5G for Railway,5G-R)不仅需要承载列车行车安全相关的业务,而且需要承载铁路沿线高清视频监控数据和旅客信息服务等非安全类宽带业务。铁路新型宽带业务需要5G-R网络提供稳定的覆盖,场强测量是无线网络覆盖水平评估的关键环节,因此在列车行驶过程中借助场强测量设备,对列车接收端信号强度进行测量,可以确定铁路专用无线网络覆盖能力;通过场强测量软件获取铁路沿线基站覆盖范围等参数,可以帮助网络优化人员定位问题,提供优化方案。从而使网络状态满足实际需求,保证网络运营维护效率和开支的平衡。本论文主要工作如下:(1)研究5G-R移动通信系统的组成架构和无线电波传播特性,基于5G-R频段物理信道和物理信号特征,结合无线网络规划和评估需求,提出了用于评估5G-R无线网络覆盖的关键测量指标。(2)详细研究了5G-R场强测量原理和实现流程,基于软件定义无线电平台,设计并开发了用于5G-R无线网络覆盖水平评估的场强测量系统,采用模块化方案,将场强测量系统分为数据采集模块、数据处理模块、数据回放模块三部分,通过选取合适的采样间隔和数据处理方式实现5G-R无线网络场强覆盖的测量。(3)完成了本论文5G-R场强测量系统和商用场强测量系统的对比评估,利用实验室硬件平台和软件环境搭建测量平台,验证了本文接收机采用频偏估计算法的性能,结合不确定度理论完成了场强测量系统功率测量准确度的评估。

关键词： 北斗   精密单点定位   数据处理   检验因子  

摘要： 北斗三号全球卫星导航系统(BeiDou-3 Navigation Satellite System,BDS-3)于2020年7月31日正式开通,广泛用于国防安全、交通运输、减灾救灾及芯片产业链领域,已成为国家基础建设的重要组成部分。本文围绕实时GNSS(Global Navigation Satellite System)产品解算及高精度定位算法开展研究,内容涵盖BDS-3/BDS-2/GPS定位误差建模与改正、数据预处理、伪距和相位小数偏差估计、实时精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)解算及模糊度固定。主要研究内容和结论总结如下:(1)对多系统融合快速选星、伪距降噪、钟跳与周跳修复等数据预处理技术进行了研究。分析了最优DOP(Dilution Of Precision)选星算法不适用于实时数据处理的原因,提出了基于空间均匀分布的快速旋转分区选星算法,大幅度提高了选星速度。针对伪距噪声大问题,分析了伪距质量,建立了最小二乘伪距降噪算法并将其扩展至多历元最小二乘,提高了伪距精度及其解算结果作为实时PPP和模糊度解算初值条件的精度。针对钟跳和周跳导致的观测值不连续问题,提出了基于MPF(Measurement-based Polynomial Fitting)实时预报钟漂并与解算量对比的钟跳处理算法,以及基于星历和误差双约束的分布式周跳探测与修复算法,保证了电离层活跃环境下地面跟踪站观测值的连续性。(2)针对实时精密定轨参数较多导致的收敛速度慢问题,构建了利用长时间后处理高精度积分参数外推轨道作为实时轨道的数据处理模型,分析了模糊度固定对精密定轨精度的影响,基于ECOMC(Empirical CODE Models 1 and 2Combined)光压模型实现了BDS卫星轨道,论证了该模型对BDS-3卫星轨道的适用性。结果表明,固定模糊度技术可以提高BDS卫星的定轨精度约28%。相比ECOM(Empirical CODE Orbit Model)5参数光压模型,ECOMC模型提高BDS卫星的定轨精度约5%。相比ECOM 9参数模型,ECOM 5参数模型则可改善BDS卫星的定轨精度约16%。预报4个小时的实时轨道结果显示,ECOMC模型略优于ECOM 5参数模型,且ECOM 5参数模型优于ECOM 9参数模型。(3)实时钟差解算时,针对大量的常数参数导致的解算速度和效率下降的问题,利用数值稳健性较优、运算速度较快的平方根信息滤波器(Square Root Information Filter,SRIF)处理消电离层组合观测值,构建了钟差解算模型,实现了后处理和实时BDS卫星钟差的高精度估计。后处理结果表明,BDS-2和BDS-3 IGSO卫星钟差精度分别为0.19ns和0.21ns,BDS-2和BDS-3 MEO卫星钟差精度分别为0.14ns和0.12ns。实时解算结果表明,BDS-2 IGSO和MEO钟差精度分别为0.27ns和0.24ns,BDS-3 IGSO和MEO钟差精度分别为0.42ns和0.19ns。(4)针对伪距基准差异导致的实时PPP收敛时间延长问题,本文建立了球谐函数电离层模型,估计了BDS不同信号伪距的差分码偏差(Differential Code Bias,DCB)。结果表明,BDS-2卫星端B1I/B3I和B1I/B2I DCB分别集中在±15ns和±20ns内,BDS-3卫星间B1I/B3I DCB差异最大达70ns,集中在-45ns到25ns之间。当以CAS(Chinese Academy of Sciences)产品为参考真值时,估计的BDS卫星DCB残差均小于0.6ns,卫星端DCB长期稳定性较优,无需实时估计。(5)为实现实时PPP模糊度固定(Precise Point Positioning Ambiguity Resolution,PPP-AR),本文建立了BDS卫星端伪距多路径改正模型,以约束卫星端相位小数偏差(Fractional Cycle Bias,FCB)和为零的方式避免了法方程的秩亏,构建了基于后处理宽巷FCB、实时轨道和钟差估计窄巷FCB的模型,实现了窄巷FCB的实时估计。结果表明,数天内宽巷FCB产品能够满足实时PPP解算的精度要求,无需实时估计该产品。而窄巷FCB时变性较强,仅能实现短期预报,需以短时内或实时估计结果对其改正。实时窄巷FCB在4小时内稳定性较好,且实时产品与后处理产品符合性良好。(6)针对传统PPP-AR受待估参数量及参数间强相关性影响导致的模糊度固定速率低和收敛速度慢的问题,提出了基于Ratio值、ADOP(Ambiguity Dilution Of Precision)值和Bootstrapping成功率模糊度检验因子最