基于信息融合技术的多传感器大气波导探测研究.pdf

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1、2014年第33卷第4期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)41基于信息融合技术的多传感器大气波导探测研究赵辰冰，齐占辉，张锁平(国家海洋技术中心，天津300112)摘要：结合我国大气波导探测技术发展的实际情况，引入了信息融合技术，介绍并分析了采取多传感器大气波导探测的可行性和必要性，提出了信息融合中的关键技术。结合GNSS探测大气波导和气象水文模型计算大气波导2种方法的特点，初步建立了多传感器大气波导探测系统的信息融合体系结构。关键词：大气波导；信息融合；多传感器探

2、测中图分类号：TP212．9文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)04-0041-03Studyonmulti-sensoratmosphericductdetectionbaseda0ninformatio0nf[usio0ntechnologRyZHAOChen—bing，QIZhan—hui，ZHANGSuo-ping(NationalOceanTechnologyCenter，Tianjin300112，China)Abstract：Consideringcurrentdevelopmentpro

3、gressofatmosphericductdetectioninChina，introduceinformationfusiontechnology，feasibilityandnecessityofmulti—sensoratmosphericductdetectionareintroducedandanalyzed，keytechnologiesofinformationfusionisproposed．Informationfusionarchitectureformulti—sensoratmosphericd

4、uctdetectionsystemissetupbasedonfeatureofGNSSatmosphericductdetectionmethodandmeteorologicalandhydrologicalductmodelmethod．Keywords：atmosphericduct；informationfusion；multi—sensordetection0引言到结果的空间、时间分辨率较低，准确度也有待提高。探测受大气折射的影响，电磁波会被限制在一定厚度气层大气波导的方法还有利用海表皮水温和海面某一高度上

5、的内的上下界之间并产生来回反射向前传播的现象。电磁波风速、温度、湿度和气压等气象水文参数，通过气象水文模的这种传播方式就像在波导管中传播一样，所以，这种现象型得到近海面大气折射率的剖面，从而计算出大气波导的被称为电磁波的大气波导传播。出现大气波导传播现象的高度。常用的参数模型有JeskeH等人提出的PJ模型J，气层称为大气波导层。电磁波在大气波导层中传播时，电BabinS提出的A模型，我国刘成国提出的伪折射率模磁波的衰减远小于在标准大气中的传播，因此，大气波导极型和利用TOGA．COARE算法的海气通量模型等J。这大地扩

6、展了电磁波的有效作用距离，从而为远距离的探测、些模型虽然可以较为准确地模拟大气折射率廓线，但这种通信提供了有利条件。由于部分电磁波陷在波导层内传方法覆盖面积小，只能进行单点测量。若将多种探测方法播，在波导层以上的部分空间形成了电磁盲区，同样也会影获得的信息进行有效的融合，可以使得所测结果的精度和响相关系统的正常工作。因此，大气波导的探测技术已成准确度得到提高，并实现大气波导的立体探测。为中外研究人员关注的一个重点问题。本文提出了多传感器协同探测的方法，并初步设计了目前，大气波导探测的主要方法有探空气球、微波折射利用多传感

7、器探测大气波导的体系结构。率仪等。近几年，国内外学者提出了利用卫星的掩星现象1多传感器协同探测反演大气波导的方法。中国电波传播研究所的李玲玲提出单传感器系统，即单一信源在空间上仅仅能覆盖环境了利用GPS负仰角卫星与接收站之间的几何关系推导出中的某个特定区域，不能获得对象的全部特征，并且传感器存在大气波导的方位和波导的距离J。这种方法可以简或传感器连接故障会导致测量数据的丢失，甚至导致系统单快捷地得到大地域、长时间段的大气波导相关结果，但得瘫痪或崩溃。依据单信源提供的信息得到的处理结果往往收稿日期：2014-01-10基金

8、项目：天津市应用基础及前沿技术研究计划资助项目(青年基金项目)(12JCQNJC02400)第4期张广明，等：基于无线传感器网络的压电能量收集技术472．4谐响应分析9085对压电悬臂梁施加一正弦加速度，在质量块表面产生料8O0．5N的力，通过谐响应分析，得到输出电压对频率的响7570』曲线，如图7所示。由图可知，最