核磁共振T2弛豫仿真软件研发及在岩心核磁实验中的应用

开发一套核磁共振T_2(横向弛豫)弛豫仿真软件,考虑了不完全极化、扩散弛豫、信噪比等多种因素,完成岩心核磁共振实验及井下核磁共振测井的数值模拟。仿真软件由弛豫谱构造、模拟数据采集和回波拟合三个模块构成,采用实时图形化显示,可以同时模拟多种流体的T_2弛豫过程。该软件使用简单,结果精确,可在核磁共振反演算法、油气识别算法、岩心核磁实验参数优化等多个领域发挥作用。     

一种基于APGD方法的随钻核磁共振测井快速反演算法

随钻核磁测井仪器受限于遥传带宽限制和测井时序要求,必须在井下测井仪器中快速实现回波T₂谱反演功能。根据实时性要求并结合原始回波串数据特点,设计一种基于加速投影梯度下降APGD(Accelerated Projected Gradient Descend)方法的回波T₂谱快速反演算法,充分利用FPGA硬件资源,采用分布式算法将矩阵乘法运算转换为查找表和累加移位操作,并对算法中开方、开根号等运算化简,提高算法执行效率。在自主研发的随钻核磁共振测井仪实验室刻度实验中的运行结果显示,实验结果与理论分析和数值计算相符合,实时性能满足随钻核磁测井仪器快速反演的需求,并且为随钻测井仪器井下数据处理技术领域的研究工作提供了有益的参考。     

基于虚拟仪器的脉冲强磁场测量系统

构建了基于虚拟仪器的脉冲强磁场测量系统,该系统由硬件和软件两部分组成。硬件主要是一些可编程仪器,用来测量实验数据,通过相应的软件(人机交互界面),可实现数据的自动采集、分析和仪器控制等功能,取代了危险测试环境下的现场操作。实验表明,该系统能够自动测量出磁体参数及样品信号,并对测量数据进行轻松存储和转移。     

基于虚拟仪器的脉冲强磁场测量系统

构建了基于虚拟仪器的脉冲强磁场测量系统,该系统由硬件和软件两部分组成.硬件主要是一些可编程仪器,用来测量实验数据,通过相应的软件（人机交互界面）,可实现数据的自动采集、分析和仪器控制等功能,取代了危险测试环境下的现场操作.实验表明,该系统能够自动测量出磁体参数及样品信号,并对测量数据进行轻松存储和转移.     

基于AR模型的多普勒散射计回波功率谱估计

当采样点数少或流速较小时,采用周期图法估计的多普勒散射计(Doppler scatterometer, DopSCAT)回波功率谱分辨率低,多普勒频移提取精度低。对此,提出了一种基于自回归(autoregressive, AR)模型的DopSCAT回波功率谱估计方法。该方法为DopSCAT回波信号建立含有未知参数的AR模型,采用赤池信息量准则自适应确定模型的最优阶数;对定阶后的AR模型采用Burg算法计算模型参数,利用得到的AR模型估计回波功率谱;对功率谱进行峰值检测提取多普勒频移计算径向流,采用两个观测方位向的径向流合成得到海面流场。利用OSCAR海流数据进行了回波功率谱估计与海流反演实验。分析结果表明,与周期图法相比,该方法能够显著提高回波功率谱分辨率和多普勒频移的提取精度,进而提高了海流的反演精度。     

一种提高海洋雷达高度计重跟踪估值精度的处理方法

重跟踪处理可以从雷达高度计接收的海洋回波信号中提取精确的测量信息,传统的海洋高度计重跟踪模型中没有考虑到仪器对回波信号的影响,这种影响造成回波波形与重跟踪模型的偏离,从而降低了重跟踪的参数提取精度。提出了一种利用点目标响应和加权窗进行海洋高度计重跟踪的新方法,该方法考虑了仪器对回波波形的影响因素,在此基础上重新构造了重跟踪的信号模型,使回波波形与重跟踪模型曲线之间符合更好,从而提高了参数提取的精度。利用该方法对SZ-4高度计的数据进行了处理,并将处理结果与同期测量的ERS-2高度计数据进行对比,对比结果显示该方法显著改善了参数提取的效果。     

太阳辐射监测仪实验自动监控软件设计

太阳辐射监测仪(SIM)是某卫星上的监测太阳总辐照度变化的高精度仪器,其测量精度是交付前重点考核的技术指标;测量精度标定实验中的测量数据需要手动控制1553B总线进行下传,手动分解提取1553B包内的数据,判断仪器的工作状态,人工处理的工作量大且易引入人为误差;另外,仪器对测量环境要求高,人为参与会影响环境的稳定,因此需要实现整个实验过程的自动监控和数据自动处理。通过分析1553B仿真卡的特点,利用VC++编写了线程监控程序,操作界面一键控制,实现了实验数据的1553B自动下传,自动接收和保存;实验表明,监控软件操作简单、运行可靠,太阳辐射监测仪重复性测量精度满足小于5‰的设计要求。     

一种基于混编的气溶胶光学厚度(AOD)反演的新方法

目前国内AOD反演专业性很强,需要通过使用者自己编程处理才能得到结果,速度很慢,无法实现异地处理。本文介绍了一种利用C#和IDL混合编程技术开发对CE318太阳光度计测量得到的直射太阳辐射数据进行处理,从而最终得到550nm气溶胶光学厚度的网络处理系统的新方法。文章给出了新方法的处理流程,详细介绍了混编机制在AOD反演系统开发中的实现方式,并且通过野外实验实测CE318数据对应用平台进行验证,从而提出了C#和IDL进行混合编程开展基于网络版的遥感数据定标和大气测量应用研究的优势。     

天宫二号干涉成像雷达高度计的基线倾角反演

天宫二号干涉成像雷达高度计是国际上第一个采用小入射角和短基线干涉测量技术实现宽刈幅海面高度测量的高度计。利用其在拓展试验中获取的星下点干涉回波进行干涉相位处理,进而根据几何关系对干涉基线的倾角进行了反演,并将反演结果与平台测量的横滚角进行了对比以验证利用干涉相位进行干涉基线倾角测量的技术。天宫二号平台姿态是相对于地心来进行控制的,而从干涉回波反演出的基线倾角是相对于地表的。由于地球是一个椭球体,因此反演得到的基线倾角与平台测量的横滚角两者之间存在一个与轨道有关的系统偏差,经校正后得到了符合预期的结果:两者测量的横滚角变化趋势以及标准差均相符合。     

基于LabVIEW的自动化控制和编程设计

该文介绍了在虚拟仪器开发平台LabVIEW下，由实验测量数据的要求和仪器本身的条件，分析了在LabVIEW编程环境下对仪器自动化控制的三种方法。文中着重阐述了两种方法：缓冲采集和实时采集，并给出实例。用LabVIEW控制仪器的自动化数据采集。不仅方便，准确的记录、显示和保存数据，还可以利用LabVIEW强大的数据处理功能，对数据进行实时处理．拟合曲线或通过计算得到参数和结果、直观得到所需物理量。实践证明，这些方法简单、实用、高效，是实验数据采集，处理．分析一体化的很好的途径。