高频引力波与现代宇宙学

李芳昱，文毫，方祯云



高频引力波与现代宇宙学

李芳昱，文毫，方祯云

1 引言

近些年来，随着天文观测和空间技术的迅速发展，爱因斯坦广义相对论的许多重大预言都相继被实验观测所证实。除了人们熟知的水星近日点的进动，光线在引力场中的弯曲，引力红移以及雷达回波的延迟等重要实验观测结果外，广义相对论在相对论天体物理和宇宙学领域中的系列重要预言，也相继获得了观测上的认证，或者相关的物理效应已经开始露出端倪。然而，唯独引力波是一个例外。到目前为止，除了对脉冲双星（如PSR1913+16）的引力辐射阻尼所引起的轨道周期变率的观察，提供了引力波存在的间接证据外，引力波的直接探测可以说还没有实质性的突破。

广义相对论的大多数验证，可以说多是静态或准静态的。而引力波则是非静态的引力效应，而强引力辐射则既是非静态又是非线性的引力效应。加之引力波效应本身的极其微弱性和不可屏蔽性，这无疑在理论研究，特别在是在实验观测上都带来了巨大的困难。由于引力波是爱因斯坦广义相对论（也包括其他一些有竞争力的相对论引力理论）的直接预言，除了它的非静态和非线性效应外，其检测精度的要求一般也远高于对其他引力效应的验证。因此可以说，对引力波的直接探测，将是对广义相对论最直接、最严格的终极检验。

从20世纪60年代起，全世界对引力波的研究，特别是实验观测，可以说付出了巨大的代价和艰辛的努力。其中包括涉及引力波的系列重大理论问题的相继解决，以及系列实验观测基地的建成。实验探测系统包括传统的质量谐振探测器（通常称为Weber棒，以纪念第一个设计引力波探测器的先驱科学家Weber教授），巨型激光干涉引力波天文台（其中包括美国的LIGO （Laser Interferometer Gravitational Wave Observation），欧洲的Virgo，GEO600和日本的TAMA等）。此外，对引力波在宇宙微波背景（cosmic microwave background，CMB）上可能产生的极化效应的间接观测也引起了人们的关注。在低频探测范围，目前还有酝酿中的空间引力波探测方案，如美欧合作的激光干涉空间引力波天线（laser interferometer space antenna，LISA）方案和中欧合作的天体动力学（AS-TROD）方案等。空间引力波探测方案的尺度远大于地面的观测方案，而且由于避免了地面多种环境噪声的干扰，其灵敏度和探测环境都将有很大的改进，它们主要是探测频率小于1 Hz的低频引力波。但由于空间探测方案昂贵的建设成本，加之欧美近些年来所面临的金融问题，空间探测方案有可能大大推迟，甚至面临流产的命运。但无论是已经运行的引力波探测装置还是拟议中的探测方案，它们都展现了在探索自然界和认识宇宙征途中人类出色的创造力和非凡的智慧。

2 现代宇宙学中的原初引力波

和通常的天体引力波（其频带通常分布在10-7Hz 到103Hz的范围）不同，对宇宙大爆炸（big-bang）理论的进一步发展、完善和细化而建立的宇宙暴涨模型（inflationary models），则预期了宇宙在大爆炸后的一个急剧的暴涨期，这一过程中猛烈的量子涨落为原初引力波（primordial gravitational waves，也称为遗迹引力波（relic gravitational waves））的产生注入了巨大的能量。上述原初引力波的频带范围则从几乎接近哈勃频率的极低频带（～10-18Hz）延伸到1010Hz的高频截止范围。

遗憾的是，目前几乎所有的地面引力波探测器的灵敏度，均不足以直接探测到上述普通暴涨模型所预期的原初引力波。这一方面是因为原初引力波背景的随机性质而导致的困难；另一方面是由于其无量纲的振幅上限均小于目前各种地面引力波探测器的灵敏度。此外，前爆炸宇宙模型（pre-big-bang model），精质暴涨宇宙模型（quintessential inflationary model），火劫模型（ekpyrotic scenario）和宇宙弦模型（cosmic string model）均预期了宇宙学范围的原初引力波。如果把这些模型预期的原初引力波和膜振荡模型（brane oscillation models）预期的宇宙学范围的引力波均作为今后可供观测的候选者（包括直接探测和间接观察），则它们所提供的宇宙学范围的引力波的频谱分布，将比通常天体引力波的频带范围要广阔得多。

值得关注的是，前爆炸宇宙模型和宇宙弦模型预期的原初引力波的谱密度上限在中频范围（约100 Hz附近），却处在Advanced-LIGO的灵敏度范围内，宇宙弦模型预期的原初引力波谱密度上限在低频段（从10-7～10-3Hz的范围），又处在LISA和ASTROD的灵敏度范围内。因此，如果Advanced-LIGO，LISA和ASTROD今后可供实施，则上述两个频带将可能是有希望的探测窗口。

3 宇宙原初引力波中的高频成分和谱密度

上世纪末以来，一些典型的热点宇宙学模型均预期了微波频带的高频引力波，从而有可能大大拓宽人类观测宇宙的视野。其中，前爆炸宇宙模型预期的原初引力波在109～1011Hz范围的无量纲谱密度的上限，已达到Ωgw～6.9×10-6。精质暴涨宇宙模型在109Hz的频带的谱密度的上限，几乎与前爆炸宇宙模型处于同一量级，但其峰值频带宽度要小得多。基于额外维理论的膜振荡模型所预期的高频引力波已延伸至1012Hz甚至更高的频带。由于上述高频引力波的谱密度或无量纲的振幅均比普通暴涨宇宙模型中的原初引力波要高出7～8个量级，因而对这些高频引力波的研究已越来越引起人们的关注。

此外，火劫模型（这实际上是一种膜宇宙的碰撞模型）、电磁波与天体等离子体或天体磁场的相互作用、原初黑洞的蒸发以及天体热等离子体振荡等均可能产生微波频带甚至更高频率的引力波。但这些高频引力波的强度（谱密度或无量纲的振幅）一般都远小于目前已有的高频引力波探测器的灵敏度。因此，对上述引力波的观测，一般寄希望于在宇宙微波背景上留下的间接效应。

4 高频引力波的观测

Press和Thorne将频率大于105Hz的引力波定义为高频引力波。倪维斗给出了一个较为详细的引力波的频谱分类和不同频带的探测方案的评述，Grishchuk专门对原初引力波的频带分类和探测方案做过评述。张扬和童明雷对宇宙高频原初引力波源和探测手段做过综述和讨论，其中包括目前进行中的中美高频引力波科学团队的合作研究方案。

目前国际上已经建成的高频引力波探测器有英国伯明翰大学的环形波导方案，意大利国家核物理中心的双球型腔耦合方案以及日本东京大学建成的小型激光干涉仪探测器。处于理论研究阶段的有以Braginsky原型为基础的环形波导方案（某些方面与伯明翰大学的方案相似），巨型环型腔和圆柱谐振腔的耦合方案（Grishchuk—Sazhin方案），以及中美高频引力波科学团队的高斯型微波光子流的同步谐振方案。

对于宇宙学范围的原初引力波，即使在微波频带范围，一般也是较低的频带对应着较大的振幅。因而英国、意大利、日本方案中的探测频带均处在108Hz或更低的范围。这一方面是因为这些探测方案在其探测频带范围内的可供检测的信号，主要取决于引力波的振幅而非频率。从设计上看，上述频带恰好处于其最佳的谐振区域；但另一方面，由前爆炸宇宙模型、精质暴涨宇宙模型、膜振荡模型以及某些热引力波（thermal gravitational waves）模型预期的引力波频带已经延伸到了109～1012Hz甚至更高的范围。上述高频范围实际上包含了丰富的宇宙学信息。如果不能对上述频带的高频引力波进行有效的观测，则意味着我们将留下一个很大的“探测盲区”，从而丢失了大量丰富的宇宙学信息，这是非常遗憾的。

近些年来，中美高频引力波科学团队的研究工作，已经将关注的频带延伸到了109～1012Hz。这主要是因为：（1）其中109～1010Hz恰好是前爆炸宇宙模型和精质暴涨宇宙模型所预期的原初引力波谱密度的峰值区；（2）在中美的同步谐振方案（synchro-resonance scheme，SRS）中，信号光子流的强度不仅取决于高频引力波的振幅，而且取决于它们的频率，即非常高的频率可以对其微小的振幅进行有效的补偿；（3）在SRS的局部特定区域，信号光子流和背景噪声光子流具有非常不同的物理行为，包括它们的分布、传播方向、极化、相位、衰减率以及波阻抗等，从而大大提高了分辨它们的可能性。这使得其预期的灵敏度完全处在所允许的标准量子极限（standard quantum limit）的范围之内；（4）SRS系统还具有小型化（米的量级）、低成本、前瞻性、较高的灵敏度和较短的建设周期等优点。因此，SRS系统在探测频带和探测方式上，将和其他频带的引力波的观测形成很好的互补性。

当然，即使按照某些宇宙学模型的乐观估计，在109～1010Hz频带的原初引力波的无量纲振幅也只有10-29～10-30左右。上述引力波在SRS系统中的有效接受面上产生的信号光子流，其理论上的预期值大约为每秒500至1000个微波光子，而背景光子流则要大出好些个数量级。这意味着即使利用在SRS系统中信号光子流和背景光子流间非常不同的物理行为，也需要105s至106s的信号积累时间。为降低热噪声，在109～1010Hz频带，需要将运行温度降至0.14 K甚至更低。此外，除了背景光子流噪声外，上述频带中的其他噪声（如散粒噪声、衍射噪声、Johnson噪声、黑背景噪声等）都是面临的巨大挑战和需要认真研究的问题。然而，由于SRS系统预期的灵敏度完全处在其标准量子极限的范围之内，这意味着SRS所面临的问题和挑战并非来自基本原理上的限制，而是技术和工艺上的困难，这些问题和困难则有望通过技术上的进步和创新来加以克服。

膜振荡模型预期的在1010～1012Hz频带的引力波振幅比前爆炸宇宙模型及精质暴涨宇宙模型预期的还要大一些，但由于预期的重引力子（massive gravitons）具有非零的等效质量，这与欧洲强子对撞机（LHC）中可能产生的高能重引力子具有某些类似的性质。对于这种重引力子效应，广义相对论中传统的引力波的横向无迹规范条件和坐标条件都将需要作相应的修正，上述重引力子的传播形式以及由此产生的弯曲时空背景也将与传统的引力波有所不同。因此，对这种重引力子的观测将是一个值得研究的新课题。

对上述微波频带的高频引力波的探测，在实验上还涉及到极弱信号检测、强磁场技术、真空技术、隔振技术、低温物理、微波技术、电磁兼容技术等。可以预期，即使在高频引力波探测本身尚未获得实质性突破之前，这一研究也必将有力地促进这一基础研究和高新技术间的交叉，并将产生一系列高技术的“副产品”，包括它们在物理学、电子学和空间技术等方面的延伸和应用。

5 观测高频引力波的科学意义

引力波与物质的作用截面远小于电磁波与物质的作用截面，因而它几乎能携带最古老也最遥远的宇宙学信息，这是电磁波甚至中微子所不能比拟的。由于现今所知的所有物质形态对引力波来讲都几乎是“透明”的，因此一旦能直接探测到引力波，将为人类揭示自然界和认识宇宙打开一个全新的窗口。它还可使人类直接确定黑洞和其他致密天体，并使人们的观测视野从过去的光学频带向微波、红外、紫外、X射线延伸，再扩展到那些“看不见”的物理过程的观测，从而可望开创“引力波天文学”的新纪元。理论上它还涉及到作为时空几何背景的扰动和作为信息及能量传输的动力学机制间的对立统一问题，引力场自身的能量动量的定义及其表述形式，以及引力量子化的前景与命运等问题。

但和通常的天体引力波不同，微波频带的高频引力波主要涉及由典型的宇宙学模型预期的原初引力波，膜振荡模型和欧洲强子对撞机实验中所预期的重引力子效应等，以及其他可能的热引力波效应。

由于原初引力波产生的时间至少比宇宙微波背景要提早大约40万年，因而对原初引力波的观测，除了研究引力波本身的重要科学意义外，它还可能是观测极早期宇宙（特别是宇宙大爆炸后的瞬间）唯一可能的窗口。一旦这方面有实质性的突破，它将可以为各种宇宙学模型的鉴别和判断提供关键性的证据。它还可能使人类对一系列的重大基本科学问题给出更为深刻的判断，包括时间的起点和时间箭头的方向性问题，永恒循环宇宙模型与热力学第二定律的尖锐矛盾，空间的维数和多重宇宙，暗能量的本质，甚至时间、空间更深层次的物理机制的揭示和哲学含义的阐释等。这将可能再次对人类的时空观、运动观、物质观以及宇宙观产生极大的冲击，并又一次使之发生深刻的变革和飞跃。

【作者单位：重庆大学物理学院】

（摘自《物理》2012年10期）

被引频次：9

标量-张量引力波

陆启铿，刘煜奋，邹振隆，等

摘要：本文的结果大部分已在文献中发表，这里给以完

整的证明。此外，还证明了D型的标量-张量波不存在。

关键词：引力波；标量场；度规；外尔；旋量；陆启铿；时空流形；坐标变换；类空；广义相对论

来源出版物：物理学报， 2005, 23(2): 15-32

被引频次：8

引力波、引力波源和引力波探测实验

唐孟希，李芳昱，赵鹏飞，等

摘要：引力波是爱因斯坦和其他物理学家提出的关于广义相对论的四大预言之一。除了PSR1913+16引力辐射阻尼的观测提供了引力波存在的间接证据外，科学家至今仍没有在实验室中确证引力波的存在。由于人类目前的技术水平还不可能在实验室中产生强度可供探测的引力波，而宇宙中存在大量大质量、高速运动的天体，有可能产生较强的引力波，天体引力波源自然成为现阶段科学家研究引力波的首选。本文介绍广义相对论框架下预言的引力波性质，引力波探测的理论依据，共振型棒式天线和激光干涉仪两大类探测器的基本原理，引力波探测实验的现状和面临的困难，科学家采取的对策，以及爆发型和连续型两类天体引力波源。最后介绍了正在计划中的几个引力波探测空间实验。

关键词：广义相对论；引力波；引力波源；空间实验

来源出版物：云南天文台台刊， 2002 (3): 71-87

被引频次：8

谐和条件下的平面引力波严格解

刘宏亚，周培源

摘要：本文求得了谐和条件下的平面引力波严格解，该解不含奇点，且在弱场近似下可以得到Einstein解。文章对该解的物理意义进行了详细的讨论，并讨论了它与已知的两种典型的平面引力波严格解的关系。文章最后还在谐和条件下第一次得出了含有两个极化态的更普遍的平面引力波严格解形式。

关键词：引力波；度规；Einstein；场方程；波解；引力理论；奇点；引力场；引力势；任意函数

来源出版物：中国科学A辑， 1985, 3: 264-272被引频次：7

引力波理论和实验的新进展

黄玉梅，王运永，汤克云，等

摘要：引力波的存在是爱因斯坦在广义相对论理论中提出的一个重要预言。由于目前技术水平的限制，无法在实验室产生足以被探测到的引力波，因此宇宙中大量的大质量剧烈活动的天体成为科学家研究引力波的首选，从而诞生了引力波天文学。引力波探测将开启研究宇宙的新窗口，是继电磁辐射、宇宙线和中微子探测后探索宇宙奥秘的又一重要手段，对天文学研究有着极为重要的意义。新一代应用了高灵敏度的迈克耳逊干涉仪装置的长基线引力波探测仪正在建造中。该综述从引力波理论出发，阐述了目前研究较多的可探测引力波源，给出了目前观测上的最新进展，并展望了今后的发展前景。

关键词：天体物理学；引力波；综述；广义相对论；中子双星；引力波探测仪

来源出版物：天文学进展， 2007, 25(1): 58-73

被引频次：7

静磁场中双极化态弱平面引力波对高斯束的扰动能量

李芳昱，石东平，代洪霞

摘要：讨论了处于静磁场中双极化态弱平面引力波对高斯束的一阶和二阶扰动能量，数值计算表明，引力波对整个电磁体系的能量扰动很小。换言之，背景电磁场在引力波作用下其总能量不会发生明显改变，但在局部区域中产生的扰动能流则可能引起可供观测的效应。

关键词：双极化态弱平面引力波；高斯束；电磁响应；扰动能量

来源出版物：物理学报， 2003, 52(11): 2706-2711

被引频次：6

引力波与引力波探测

李芳昱，张显洪

摘要：引力波是爱因斯坦和其他物理学家提出的关于广义相对论的四大预言之一，未来在引力波探测的研究中所获得的突破，将可能比其他预言产生更为巨大而深远的影响，甚至大大促进人类文明的进程。年爱因斯坦发表了他的广义相对论，并在该理论的基础上预言了引力波的存在。到目前为止，广义相对论一些重大预言都被实验证实了。它们包括水星近日点的进动、光线在引力场中的弯曲、光谱线在引力场中的频移，以及由此而延伸的关于雷达回波的延迟等，这些成果又进一步推进了相对论在天文观测、相对论天体物理、宇宙学甚至高能物理和广义相对论的交叉领域等方面的应用。此外，广义相对论还预言了黑洞的存在，随着近些年来科学技术和观测手段的迅速发展，黑洞的存在及其物理效应也在多方面露出端倪。而引力波至今还没有获得直接探测的认证，除了对脉冲双星PSR1913+16辐射阻尼提供了引力波存在的一个间接证据外（该成果获得了1993年诺贝尔物理学奖），引力波的直接检验可以说还没有获得真正的突破。广义相对论的其他验证，可以说大多数是在静态或准静态的。当然，由于爱因斯坦引力场方程的高度非线性特征，在强引力场的情况下，即使是在静态引力场，也是非线性引力效应。而引力波则是一个非静态的引力效应，而强引力辐射既是非静态又是非线性的引力效应，加之引力作用的微弱性和不可屏蔽性，这无论在理论上还是在实验观测上都带来了很大的困难。因此，人们对引力波的研究经历了一个漫长而艰苦的过程。20世纪50—60年代，由于关于引力波的一系列重大理论问题的相继解决，使得引力波的存在已在物理学界形成了共识。由此才使对引力波的探测从纯粹的理论研究开始步入实验观测阶段。

关键词：引力波；广义相对论；激光干涉；暴胀宇宙模型；球对称；致密星；宇宙学；星系核；引力场；干涉仪

来源出版物：现代物理知识， 2005, 17(4): 3-6

被引频次：5

关于“引力波实验”的一点看法

黄志洵

摘要：在今年3月份哈佛-史密森天体物理中心宣布南极BICEP2望远镜首次探测到来自宇宙大爆炸的引力波证据时，学界一度认为这一发现填补了广义相对论实验验证中最后一块缺失的拼图，让现代物理学的根基更加坚实。但现在越来越多的质疑指向这一数据可能是由银河系尘埃等其他原因造成的。6月25日，编辑部收到中国传媒大学教授黄志洵先生发来的信函，就“引力波实验”谈了自己的不同看法。编辑部认为原初引力波发现的结论仍有待通过更多的科学数据进行验证，今在建议与商榷栏目编发黄志洵先生的观点，希望能够引起国内理论物理学界的关注和讨论。

关键词：引力波；黄志洵；广义相对论；物理学界；宇

宙大爆炸；史密森；现代物理学；暴涨理论；宇宙学；中国传媒大学

来源出版物：前沿科学， 2014, 8(2): 42-43

被引频次：5

空间激光干涉引力波探测

罗子人，白姗，边星，等

摘要：为印证广义相对论和开拓引力波天文学窗口，引力波探测是当前国际研究热点。本文围绕空间激光干涉引力波探测，对其科学意义、发展状况、关键技术等进行了回顾。与地面激光干涉引力波探测相比，空间探测的工作频段更低，从10-4～10 Hz，在工作距离为百万公里量级上，预计能探测到双致密星系统、超大质量比双黑洞绕转系统、中等质量比双黑洞绕转系统，以及星系合并引起的超大质量黑洞并合等波源。为此，测距精度须达到皮米的量级，并且保证测距技术有效工作的无拖曳航天技术亦有很高的要求。本文以欧洲的空间激光引力波探测计划为例，主要对上述两项技术进行分析和阐述，并展望了空间引力波探测在我国的发展趋势和前景。

关键词：引力波探测；激光干涉测距系统；无拖曳航天技术；惯性传感器；微推进器；引力波天文学

来源出版物：力学进展， 2013, 43(4): 415-447

被引频次：5

引力规范理论中的一类引力波方程

青心

摘要：该文给出了Vierbein表述的局域Lorentz群引力规范理论中的一类引力波方程。证明了Bondi平面波方程和引力孤立波方程均被该类方程所包含，这些方程的解均为该类方程在一定条件下的特解。因而这些解是与量子场论协调一致的。

关键词：引力规范理论；对角度规；引力波方程；Bondi平面波；引力孤立波

来源出版物：数学物理学报A辑， 1998, 18(4): 407-414

被引频次：4

旋转致密双星后牛顿轨道的引力波研究

钟双英，刘崧

摘要：本文利用辛算法和功率谱研究旋转致密双星保守的后牛顿哈密顿系统的引力辐射，讨论了系统的动力学参量、旋转-轨道耦合、旋转-旋转耦合效应及轨道类型对后牛顿近似引力波形的影响。数值结果表明有序轨道的引力波随时间呈周期性地变化，而混沌轨道引力波的变化具有混沌性，并且轨道的混沌特性可提高引力波的辐射能量，尤其指出的是旋转参量大小对引力波形的变化发挥至关重要的作用。

关键词：保守的；旋转致密双星；引力波；辛算法

来源出版物：物理学报， 2012, 12: 120401

被引频次：1309

来源出版物：Science, 1992, 256(5055): 325-333

被引频次：940

Gravitational waves in general relativity. VII. Waves from axi-symmetric isolated systems

Bondi, H; Vanderbu, MG; Metzner, AWK

Abstract: This paper is divided into four parts. In part A, some general considerations about gravitational radiation are followed by a treatment of the scalar wave equation in the manner later to be applied to Einstein’s field equations. In part B, a coordinate system is specified which is suitable for investigation of outgoing gravitational waves from an isolated axi-symmetric reflexion-symmetric system. The metric is expanded in negative powers of a suitably defined radial co-ordinate r, and the vacuum field equations are investigated in detail. It is shown that the flow of information to infinity is controlled by a single function of two variables called the news function. Together with initial conditions specified on a light cone, this function fully defines the behaviour of the system. No constraints of any kind are encountered. In part C, the transformations leaving the metric in the chosen form are determined. An investigation of the corresponding transformations in Minkowski space suggests that no generality is lost by assuming that the transformations, like the metric, may beexpanded in negative powers of r. In part D, the mass of the system is defined in a way which in static metrics agrees with the usual definition. The principal result of the paper is then deduced, namely, that the mass of a system is constant if and only if there is no news; if there is news, the mass decreases monotonically so long as it continues. The linear approximation is next discussed, chiefly for its heuristic value, and employed in the analysis of a receiver for gravitational waves. Sandwich waves are constructed, and certain non-radiative but non-static solutions are discussed. This part concludes with a tentative classification of time-dependent solutions of the types considered.

来源出版物：The Royal Society, 1962, 269(1336): 21-52

被引频次：622

Gravitational waves in general relativity. VIII. Waves in asymptotically flat space-time

Sachs, RK

Abstract: Gravitational fields containing bounded sources and gravitational radiation are examined by analyzing their properties at spatial infinity. A convenient way of splitting the metric tensor and the Einstein field equations, applicable in any space-time, is first introduced. Then suitable boundary conditions are set. The group of co-ordinate transformations that preserves the boundary conditions is analyzed. Different possible gravitational fields are characterized intrinsically by a combination of (i) characteristic initial data, and (ii) Dirichlet data at spatial infinity. To determine a particular solution one must specify four functions of three variables and three functions of two variables; these functions are not subject to constraints. A method for integrating the field equations is given; the asymptotic behaviour of the metric and Riemann tensors for large spatial distances is analyzed in detail; the dynamical variables of the radiation modes are exhibited; and a superposition principle for the radiation modes of the gravitational field is suggested. Among the results are: (i) the group of allowed co-ordinate transformations contains the inhomogeneous orthochronous Lorentz group as a subgroup; (ii) each of the five leading terms in an asymptotic expansion of the Riemann tensor has the algebraic structure previously predicted from analyzing the Petrov classification; (iii) gravitational waves appear to carry mass away from the interior; (iv) timedependent periodic solutions of the field equations which obey the stated boundary conditions do not exist. It was found that the general fields studied in the present work are in many ways very similar to the axially symmetric fields recently studied by Bondi, van der Burg & Metzner.

来源出版物：The Royal Society, 1962, 270(1340): 103-126

被引频次：588

Advanced LIGO: The next generation of gravitational wave detectors

Harry, GM

Abstract: The Advanced LIGO gravitational wave detectors are next generation instruments which will replace the existing initial LIGO detectors. They are currently being constructed and installed. Advanced LIGO strain sensitivity is designed to be about a factor 10 better than initial LIGO over a broad band and usable to 10 Hz, in contrast to 40 Hz for initial LIGO. This is expected to allow for detections and significant astrophysics in most categories of gravitational waves. To achieve this sensitivity, all hardware subsystems are being replaced with improvements. Designs and expected performance are presented for the seismic isolation, suspensions, optics and laser subsystems. Possible enhancements to Advanced LIGO, either to resolve problems that may arise and/or to allow for improved performance, are now being researched. Some of these enhancements are discussed along with some potential technology being considered for detectors beyond Advanced LIGO.

来源出版物：Classical and Quantum Gravity, 2010, 27(8): 084006

被引频次：558

Evolution of three-dimensional gravitational waves: Harmonic slicing case

Shibata, M; Nakamura, T

Abstract: We perform numerical simulations of a three-dimensional (3D) time evolution of pure gravitational waves. We use a conformally hat and K=0 initial condition for the evolution of the spacetime. We adopt several slicing conditions to check whether a long time integration is possible in those conditions. For the case in which the amplitude of the gravitational waves is low, a long time integration is possible by using the harmonic slice and the maximal slice, while in the geodesic slice (α=1） it is not possible. As in the axisymmetric case and also in the 3D case, gravitational waves with a sufficiently high amplitude collapse by their self-gravity and their final fates seem to be as black holes. In this case, the singularity avoidance property of the harmonic slice seems weak, so that, it may be inappropriate for the formation problems of the black hole. By means of the gauge-invariant wave extraction technique we compute the waveform of the gravitational waves at an outer region. We find that the nonlinearity of Einstein gravity induces the higher multipole modes even if on ly a quadrupole mode exists initially.

来源出版物：Physical Review D, 1995, 52(10): 5428-5444

被引频次：549

Gravitational-wave extraction from an inspiraling configuration of merging black holes

Baker, JG; Centrella, J; Choi, DI; et al.

Abstract: We present new ideas for evolving black holes through a computational grid without excision, which enable accurate and stable evolutions of binary black hole systems with the accurate determination of gravitational waveforms directly from the wave zone region. Rather than excising the black hole interiors, our approach follows the “puncture” treatment of black holes, but utilizing a new gauge condition which allows the black holes to move successfully through the computational domain. We apply these techniques to an inspiraling binary, modeling the radiation generated during the final plunge and ringdown. We demonstrate convergence of the waveforms and good conservation of mass-energy, with just over 3% of the system’s mass converted to gravitational radiation.

来源出版物：Physical Review Letters, 2006, 96(11): 111102

被引频次：492

Scalar-tensor theory and gravitational waves

Wagoner, RV

Abstract: An analysis of general scalar-tensor gravitation theory, containing two arbitrary functions of the scalar field, is presented. The weak-field limit is considered in detail, and predictions for the classical tests of gravitation theory are derived. A definite relationship between the light propagation and perihelion shift effects is found to hold under very general conditions. The theory of the detection of gravitational waves is also investigated, and the observable differences between the scalar and tensor components are indicated. Finally, the relationship between the properties of the source and its radiation is considered in the weak-source limit, and expressions for the rate of energy loss are derived. It is shown that the existing observational data are consistent with the possibility that the scalar field represents a major component of gravitational radiation from astronomical sources.

来源出版物：Physical Review D, 1970, 1(12): 3209

被引频次：491

Gravitational waves from merging compact binaries: How accurately can one extract the binary’s parameters from the inspiral waveform

Cutler, C; Flanagan, EE

Abstract: The most promising source of gravitationalwaves for the planned kilometer-size laser-interferometer detectors LIGO and VIRGO are merging compact binaries, i.e., neutron-star-neutron-star (NS-NS), neutron-star-blackhole (NS-BH), and black-hole-black-hole (BH-BH) binaries. We investigate how accurately the distance to the source and the masses and spins of the two bodies will be measured from the inspiral gravitational wave signals by the three-detector LIGO-VIRGO network using ‘‘advanced detectors’’ (those present a few years after initial operation). The large number of cycles in the observable waveform increases our sensitivity to those parameters that affect the inspiral rate, and thereby the evolution of the waveform’s phase. These parameters are thus measured much more accurately than parameters which affect the waveform’s polarization or amplitude. To lowest order in a post-Newtonian expansion, the evolution of the waveform’s phase depends only on the combination scrM = (M1M2)3/5(M1+M2)¯1/5of the masses M1and M2of the two bodies, which is known as the ‘‘chirp mass.’’ To post-1-Newtonian order, the waveform’s phase also depends sensitively on the binary’s reduced mass μ = M1M2/(M1+M2) allowing, in principle, a measurement of both M1and M2with high accuracy. We show that the principal obstruction to measuring M1and M2is the post-1.5-Newtonian effect of the bodies’ spins on the waveform’s phase, which can mimic the effects that allow μ to be determined. The chirp mass is measurable with an accuracy DELTAM/M almost-equal-to 0.1%-1%. Although this is a remarkably small error bar, it is approximately 10 times larger than previous estimates of DELTAM/M which neglected post-Newtonian effects. The reduced mass is measurable to approximately 10%-15% for NS-NS and NS-BH binaries, and approximately 50% for BH-BH binaries (assuming 10 M. BH’s). Measurements of the masses and spins are strongly correlated; there is a combination of mu and the spin angular momenta that is measured to within approximately 1%. Moreover, if both spins were somehow known to be small (less than orsimilar to 0.01 M2and less than or similar to 0.01 M2,1 2respectively), then mu could be determined to within approximately 1%. Finally, building on earlier work of Markovic, we derive an approximate, analytic expression for the accuracy DELTAD of measurements of the distance D to the binary, for an arbitrary network of detectors. This expression is accurate to linear order in 1/rho, where rho is the signal-to-noise ratio. We also show that, contrary to previous expectations, contributions to DELTAD/D that are nonlinear in 1/rho are significant, and we develop an approximation scheme for including the dominant of thesenonlinear effects. Using a Monte Carlo simulation we estimate that distance measurement accuracies will be lessthan-or-equal-to 15% for approximately 8% of the detected signals, and less-than-or-equal-to 30% for approximately 60% of the signals, for the LIGO-VIRGO three-detector network.

来源出版物：Physical Review D, 1994, 49(6): 2658-2697

被引频次：439

Gravitational waves in general relativity. VI. The outgoing radiation condition

Sachs, R

Abstract: A covariant formulation of the outgoing radiation condition for gravitational fields is proposed. The condition is based on a detailed examination of the geometry of null lines and of the algebraic and differential properties of the Riemann tensor. It relates the absence of incoming radiation, in a gravitational field with bounded sources and Euclidean topology, to the asymptotic behaviour of the Riemann tensor. Fields that are algebraically special in the Petrov classification are highly special examples of fields obeying the suggested condition.

来源出版物：The Royal Society, 1961, 264(1318): 309-338

被引频次：418

The VIRGO Project: A wide band antenna for gravitational wave detection

Bradaschia, C; Delfabbro, R; Divirgilio, A; et al.

Abstract: The status of advancement of the VIRGO Project is presented: the first-generation results from the Pisa seismic noise super attenuator give an upper limit to the noise transfer function of 2× 10¯8at 10 Hz. The upper limit to the absolute noise of the 400 kg test mass at 10 Hz has been measured to be 1.5× 10¯13m/Hz. The scheme and the related problems of the VIRGO interferometer, which is supposed to work down to 10 Hz, are also presented. At the 3rd Pisa Meeting in 1986 we presented the idea of what could be a very efficient seismic noise reduction system able to give a sensitivity h～10¯25at 10 Hz, in a 3 km interferometer for 1 year integration time. Now we have two new facts to present: the first is that the attenuation has been built, is working in Pisa, and shows remarkable characteristics. The second is the Italian-French interferometer VIRGO, a 3 km long antenna for low and high frequency (10-1000 Hz) gravitational wave (GW) detection. These two items will be presented in this article.

来源出版物：Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 1990, 289(3): 518-525

宇宙残余引力波和双星引力辐射

张杨

摘要：综述广义相对论中引力波的研究，主要报告有关残余引力波和引力辐射方面的系列研究结果。先简介引力波方程和基本物理概念，然后讨论含有扰动二阶项的非线性场方程，引力波的能动张量，短波平均，残余引力波的压强定义和高频发散扣除等问题。给出膨胀宇宙中残余引力波的解析解，覆盖了从极早期暴涨到现阶段加速膨胀的各阶段，给出任何时刻和波长都成立的功率谱、能量密度和压强谱，讨详细论了暴涨阶段原初谱的定义，简介现阶段谱的各频段可能探测，主要讨论目前运行的激光干涉探测器对谱的限制和信噪比，给出残余引力波所诱导的微波背景辐射的磁场型偏振的解析谱。最后基于后牛顿近似，计算OJ287双黑洞的轨道、引力辐射能流、波形等，讨论了双星的质心漂移问题。

关键词：广义相对论；引力波的能动张量；残余引力波；微波背景辐射；引力辐射；OJ287双黑洞

来源出版物：科学通报， 2015, 60(34): 3294-3305

联系邮箱：张杨，yzh@ustc.edu.cn

激光干涉仪引力波探测器的基本光学结构

王运永，钱进，韩森，等

摘要：引力波是爱因斯坦广义相对论的重要预言，引力波探测是当代物理学最重要的前沿领域之一。以引力波探测为基础的引力波天文学是一门新兴的交叉科学，是对传统电磁辐射天文学的巨大拓展与补充。作为一种大型的精密光学仪器并作为引力波天文学研究的关键设备，激光干涉仪引力波探测器已在世界各地蓬勃发展起来，开辟了引力波探测的新时代。给出了激光干涉仪引力波探侧器的工作原理和基本光学结构，讨论了主要的性能参数，分析了光学镜的结构特点及测量方法。

关键词：引力波；激光；干涉仪；光学结构

来源出版物：光学仪器， 2015 (4): 371-376

联系邮箱：王运永，wangyunyong@bnu.edu.cn

引力波引起的脉冲星计时残差模拟与分析

童明雷，丁勇恒，赵成仕，等

摘要：为了能将引力波引起的脉冲星计时残差从总的脉

冲星计时残差中分离出来，我们介绍了3种形式的引力波（单一持续的引力波、单一瞬时的引力波和随机引力波背景）及其对脉冲星计时残差的影响，并利用脉冲星计时处理软件Tempo2进行了模拟，对模拟得到的这三种引力波源引起的脉冲星计时残差进行了分析比较。该工作在脉冲星时间尺度的建立及其应用方面具有参考意义。

关键词：脉冲星；引力波；计时残差

来源出版物：时间频率学报， 2015 (1): 44-51

激光干涉仪引力波探测器

王运永，朱兴江，刘见，等

摘要：引力波的存在是爱因斯坦在广义相对论中提出的一个重要预言，引力波探测是当代物理学最重要的前沿领域之一。经过近半个世纪的艰苦努力，随着几个大型激光干涉仪引力波探测器在21世纪初的出现并于近几年达到前所未有的灵敏度，引力波探测进入了一个崭新的时代。人类有望在第二代地基激光干涉仪引力波探测器开始科学运行（约2015年）之后的几年内，不仅可以直接探测到引力波，更将打开一扇观测宇宙的新窗口。引力波探测也将成为继电磁辐射、宇宙线和中微子之后，人类探索宇宙奥秘的又一重要手段。介绍了激光干涉仪引力波探测器的性能和工作原理，详细分析了其关键部件，如：迈克尔孙干涉仪、法布里-珀罗腔、功率循环系统、激光器、清模器、倒摆、单体几何反弹簧过滤器、真空系统等的结构、性能和工艺特点，展望了其广阔的发展前景。

关键词：引力波；激光；干涉仪；法布里-珀罗腔；功率循环；隔震

来源出版物：天文学进展， 2014, 32(3): 348-382

联系邮箱：朱宗宏，zhuzh@bnu.edu.cn

暴涨宇宙与原初引力波

李新洲

摘要：暴涨宇宙和原初引力波是当前基础物理学研究的热点。BICEP2团队在CMB中测量到大的张标比，这提供了暴涨宇宙的一个直接证据，证明了原初引力波确实存在，并在量子理论与广义相对论之间建立了桥梁。

关键词：暴涨宇宙；原初引力波；B模；E模；微波背景

来源出版物：上海师范大学学报（自然科学版·天体物理（专刊）, 2014, 43(4): 331-342

联系邮箱：李新洲，kychz@ shnu.edu.cn

引力波及引力波的探测

张齐元，韩森

摘要：引力波也叫引力辐射，是爱因斯坦广义相对论中的一项重要预言，是基础物理和天文学中一个重要的内容。人类为探索引力波付出了几十年的努力，从早期的棒状探测器到后来的激光干涉引力波探测器，各国学术机构和科学家们不断采用最先进的技术寻找引力波源，探测器的探测范围和灵敏度也不断提高。在探测引力波的过程中，形成了一门引力波天文学的新兴学科，使人们逐渐了解宇宙的奥秘，寻找宇宙中天体的运行规律，而引力波也成为了当今科学界学术重点和热门课题。

关键词：引力波；广义相对论；引力波天文学

来源出版物：光学仪器， 2014 (5): 461-464

联系邮箱：韩森，enhanemail@126.com

引力波天文学——一个观测宇宙的新窗口

王运永，朱宗宏，R.迪萨沃

摘要：引力波是爱因斯坦“广义相对论”最重要的预言，引力波探测是当代物理学重要的前沿领域之一。以引力波探测为基础的引力波天文学是一门正在崛起的新兴交叉科学，由于引力辐射独特的物理机制和特性，使得引力波天文学研究的范围更广泛 更全面，物理分析更精确 更深刻。它以全新的探测理念和探测方法揭示宇宙的奥秘，探寻未知的天体和物质。它能提供其他天文观测方法不可能获得的信息，加深人们对宇宙中天体结构的认识，是继以电磁辐射（包括射电 红外线 可见光 紫外线 X射线和伽玛射线）为探测手段的传统天文学之后，人类观测宇宙的一个新窗口。对研究宇宙的起源和进化，拓展天文学的研究领域都有极其重要的意义。

关键词：引力波；宇宙大爆炸；激光干涉仪；广义相对论；天文观测；物理分析；超新星爆发；密近双星；当代物理学；度规张量

来源出版物：现代物理知识， 2013 (4): 25-32

Proposed searches for candidate sources of gravitational waves in a nearby core-collapse supernova survey

Heo, JE; Yoon, S; Lee, DS; et al.

Abstract: Gravitational wave bursts in the formation of neutron stars and black holes in energetic core-collapse supernovae (CC-SNe) are of potential interest to LIGO-Virgo and KAGRA. Events nearby are readily discovered using moderately sized telescopes. CC-SNe are competitive with mergers of neutron stars and black holes, if the fraction producing an energetic output in gravitational waves exceeds about 1%. This opportunity motivates the design of a novel Sejong University Core-CollapsE Supernova Survey (SUCCESS), to provide triggers for follow-up searches for gravitational waves. It is based on the 76 cm Sejong university telescope (SUT) for weekly monitoring of nearby star-forming galaxies, i.e., M51, M81-M82 and blue dwarf galaxies from the unified nearby galaxy catalog with an expected yield of a few hundred per year. Optical light curves will be resolved for the true time-of-onset for probes of gravitational waves by broadband time-sliced matched filtering.

关键词：core-collapse supernovae; surveys; gravitational waves

来源出版物：New Astronomy, 2016, 42: 24-28

联系邮箱：van Putten, MHPM; mvp@sejong.ac.kr

Frequency-domain gravitational waves from nonprecessing black-hole binaries. II. A phenomenological model for the advanced detector era

Khan, S; Husa, S; Hannam, M; et al.

Abstract: We present a new frequency-domain phenomenological model of the gravitational-wave signal from the inspiral, merger and ringdown of nonprecessing (alignedspin) black-hole binaries. The model is calibrated to 19 hybrid effective-one-body-numerical-relativity waveforms up to mass ratios of 1:18 and black-hole spins of vertical bar a/m vertical bar similar to 0.85 (0.98 for equal-mass systems). The inspiral part of the model consists of an extension of frequency-domain post-Newtonian expressions, using higher-order terms fit to the hybrids. The merger ringdown is based on a phenomenological ansatz that has been significantly improved over previous models. The model exhibits mismatches of typically less than 1% against all 19 calibration hybrids and an additional 29verification hybrids, which provide strong evidence that, over the calibration region, the model is sufficiently accurate for all relevant gravitational-wave astronomy applications with the Advanced LIGO and Virgo detectors. Beyond the calibration region the model produces physically reasonable results, although we recommend caution in assuming that any merger-ringdown waveform model is accurate outside its calibration region. As an example, we note that an alternative nonprecessing model, SEOBNRv2 (calibrated up to spins of only 0.5 for unequal-mass systems), exhibits mismatch errors of up to 10% for high spins outside its calibration region. We conclude that waveform models would benefit most from a larger number of numerical-relativity simulations of high-aligned-spin unequal-mass binaries.

来源出版物：Physical Review D, 2016, 93(4): 044007

Resonant primordial gravitational waves amplification

Lin, CS; Sasaki, M

Abstract: We propose a mechanism to evade the Lyth bound in models of inflation. We minimally extend the conventional single-field inflation model in general relativity (GR) to a theory with non-vanishing graviton mass in the very early universe. The modification primarily affects the tensor perturbation, while the scalar and vector perturbations are the same as the ones in GR with a single scalar field at least at the level of linear perturbation theory. During the reheating stage, the graviton mass oscillates coherently and leads to resonant amplification of the primordial tensor perturbation. After reheating the graviton mass vanishes and we recover GR.

来源出版物：Physics Letters B, 2016, 752: 84-88

联系邮箱：Lin, CS; chunshan.lin@ipmu.jp

Advanced Virgo: A second-generation interferometric gravitational wave detector

Acernese, F; Agathos, M; Agatsuma, K; et al.

Abstract: Advanced Virgo is the project to upgrade the Virgo interferometric detector of gravitational waves, with the aim of increasing the number of observable galaxies (and thus the detection rate) by three orders of magnitude. The project is now in an advanced construction phase and the assembly and integration will be completed by the end of 2015. Advanced Virgo will be part of a network, alongside the two Advanced LIGO detectors in the US and GEO HF in Germany, with the goal of contributing to the early detection of gravitational waves and to opening a new window of observation on the universe. In this paper we describe the main features of the Advanced Virgo detector and outline the status of the construction.

关键词：gravitational wave detectors; laser interferometry; gravitational waves

来源出版物：Classical and Quantum Gravity, 2015, 32(2): 024001

联系邮箱：Acernese, F; losurdo@fi.infn.it

Prospects for gravitational-wave detection and supermassive black hole astrophysics with pulsar timing arrays

Ravi, V; Wyithe, JSB; Shannon, RM; et al.

Abstract: Large-area sky surveys show that massive galaxies undergo at least one major merger in a Hubble time. Ongoing pulsar timing array (PTA) experiments are aimed at measuring the gravitational-wave (GW) emission from binary supermassive black holes (SMBHs) at the centres of galaxy merger remnants. In this paper, using the latest observational estimates for a range of galaxy properties and scaling relations, we predict the amplitude of the GW background generated by the binary SMBH population. We also predict the numbers of individual binary SMBH GW sources. We predict the characteristic strain amplitude of the GW background to lie in the range 5.1 × 10-16< Ayr< 2.4 × 10-15at a frequency of (1 yr)-1, with 95 per cent confidence. Higher values within this range, which correspond to the more commonly preferred choice of galaxy merger time-scale, will fall within the expected sensitivity ranges of existing PTA projects in the next few years. In contrast, we find that a PTA consisting of at least 100 pulsars observed with next-generation radio telescopes will be required to detect continuous-wave GWs from binary SMBHs. We further suggest that GW memory bursts from coalescing SMBH pairs are not viable sources for PTAs. Both the GW background and individual GW source counts are dominated by binaries formed in mergers between early-type galaxies of masses greater than or

similar to 5×1010M⊙at redshifts less than or similar to 1.5. Uncertainties in the galaxy merger time-scale and the SMBH mass-galaxy bulge mass relation dominate the uncertainty in our predictions.

关键词：black hole physics; gravitational waves; pulsars: general; galaxies: evolution

来源出版物：Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2015, 447(3): 2772-2783

联系邮箱：Ravi, V; v.vikram.ravi@gmail.com

Black hole triple dynamics: A breakdown of the orbit average approximation and implications for gravitational wave detections

Antonini, F; Murray, N; Mikkola, S

Abstract: Coalescing black hole (BH) binaries forming in the dense core of globular clusters (GCs) are expected to be one of the brightest sources of gravitational wave (GW) radiation for the next generation of ground-based laser interferometers. Favorable conditions for a merger are initiated by the Kozai resonance in which the gravitational interaction with a third distant object, typically another BH, induces quasi-periodic variations of the inner BH binary eccentricity. In this article we perform high precision three-body simulations of the long-term evolution of hierarchical BH triples and investigate the conditions that lead to the merging of the BH binary and the way it might become an observable source of GW radiation. We find that the secular orbit average treatment, which was adopted in previous works, does not reliably describe the dynamics of these systems if the binary is orbited by the outer BH on a highly inclined orbit at a moderate distance. We show that 50% of coalescing BH binaries driven by the Kozai mechanism in GCs will have eccentricities larger than 0.1, with 10% of them being extremely eccentric, (1-e) less than or similar to 10-4, when they first chirp in the frequency band of ground-based laser interferometers. This implies that a large fraction of such GW sources could be missed if conventional quasi-circular templates are used for analysis of GW detector data. The efficient detection of all coalescing BH binaries in GCs will therefore require template banks of eccentric inspiral waveforms for matched-filtering and dedicated search strategies.

关键词：binaries: close; globular clusters: general; gravitational waves; stars: kinematics and dynamics

来源出版物： The Astrophysical Journal, 2014, 781(1): 45

联系邮箱：Antonini, F; antonini@cita.utoronto.ca

Quantifying the BICEP2-Planck tension over gravitational waves

Smith, KM; Dvorkin, C; Boyle, L; et al.

Abstract: The recent BICEP2 measurement of B-mode polarization in the cosmic microwave background (r =

0.2+0.07), a possible indication of primordial gravity waves,

-0.05

appears to be in tension with the upper limit from WMAP (r < 0.13 at 95% C.L.) and Planck (r < 0.11 at 95% C.L.). We carefully quantify the level of tension and show that it is very significant (around 0.1% unlikely) when the observed deficit of large-scale temperature power is taken into account. We show that measurements of TE and EE power spectra in the near future will discriminate between the hypotheses that this tension is either a statistical fluke or a sign of new physics. We also discuss extensions of the standard cosmological model that relieve the tension and some novel ways to constrain them.

来源出版物：Physical Review Letters, 2014, 113(3): 031301

编辑：王微

电子技术

基于Tent映射的混沌混合粒子群优化算法

程志刚，张立庆，李小林，等

摘要：为改善基本粒子群优化算法的寻优性能，通过算法混合，在粒子群优化算法中逐步引入优进策略和混沌搜索机制，以加强粒子群的局部寻优效率和全局寻优性能。并将粒子分为两类，分别执行不同的进化机制，实现协同寻优，从而构建为一种新的混沌混合粒子群优化算法。标准测试函数的仿真优化结果表明，该混合算法对较大规模的复杂问题具有较强的求解能力。算法寻优效率高、全局性能好、优化结果稳定，性能明显优于标准粒子群优化算法以及遗传算法等单一的随机搜索方法。

关键词：优化算法；优进策略；混沌；Tent映射

来源出版物：系统工程与电子技术， 2007， 29（1）: 103-106

入选年份：2012

证据冲突：丢弃，发现或化解？

郭华伟，施文康，邓勇，等

摘要：组合可能冲突的信息是智能推理中重要的研究内容，其中，证据理论是一种典型的不确定性智能推理方法。在证据理论中，用以融合和更新证据信息的推理组合规则是其理论基石。Dempster组合规则通过合取运算来构造信息结构，得到了广泛的应用。然而，当证据冲突比较大、证据源不完全可靠或辨识框架不完备时，Dempster组合规则得到的结果并不符合常理。为此，改进组合规则和处理证据冲突，成为证据理论中一个重要的研究课题。将全面回顾和比较国内外现有的主要推理组合方法，基于不同的冲突处理机制，建立相应的理论框架，涵盖绝大多数推理方法，从理论上对证据推理方法的研究，进行一个全面的总结，并剖析各种组合方法的优缺点和相互关系，指出最新的研究趋势。

关键词：证据理论；冲突；组合规则；不确定性

来源出版物：系统工程与电子技术， 2007， 29（6）: 890-898

入选年份：2012

基于熵的TOPSIS法空战多目标威胁评估

张堃，周德云

摘要：针对传统逼近理想解的排序法（TOPSIS）在确定 权重系数上面的缺陷和不足，提出了基于熵的TOPSIS改进算法，该算法运用熵理论处理空战获取的客观信息，确定目标各个属性权重，将权重运用到TOPSIS法中，研究空战威胁评估问题。建立多目标威胁评估数学模型，并进行了仿真研究。仿真结果表明该算法是合理和有效的。

关键词：威胁评估；逼近理想解的排序法；熵；属性权重

来源出版物：系统工程与电子技术， 2007， 29（9）: 1493-1495

入选年份：2012

故障预测与健康管理系统研究和应用现状综述

孙博，康锐，谢劲松

摘要：基于视情维修开放体系结构的PHM系统框架，分析了国外尤其是美国在航空航天、国防军事以及工业等领域已逐步开始得到应用的各种PHM系统及其应用技术和方法，主要包括传感器应用、数据传输、故障预测、自动推理决策以及接口等。最后总结了包括基于故障物理模型方法在内的可用于构建电子产品PHM系统的三种方法的研究和应用现状。

关键词：故障预测；健康管理；视情维修；故障物理模型

来源出版物：系统工程与电子技术， 2007， 29（10）: 1762-1767

入选年份：2012

航天器姿态机动的自抗扰控制器设计

周黎妮，唐国金，李海阳

摘要：基于三阶扩张状态观测器、安排过渡过程和非线性反馈技术，设计了三通道耦合的航天器姿态机动自抗扰控制器，完成了自抗扰控制器的参数整定。从对模型的依赖程度、抗干扰性、鲁棒性和燃料消耗等四个方面对比了自抗扰控制器和PD控制器。仿真结果表明自抗扰控制器在解决存在非线性和耦合特性的航天器姿态控制问题上能够取得理想的控制效果，具有较高的控制精度和较快的系统响应。

关键词：自抗扰控制器；扩张状态观测器；非线性反馈；参数整定；姿态机动

来源出版物：系统工程与电子技术， 2007， 29（12）: 2122-2126

入选年份：2012

基于混合粒子群算法的多平台多武器火力分配研究

陈华东，王树宗，王航宇

摘要：分析了火力分配的数学模型及求解算法的研究现状，建立了多平台多武器的火力分配模型，并提出了一种混合粒子群算法的求解方法。混合粒子群算法利用粒子群的个体最优和全局最优粒子，采用了交叉、变异和选择相结合的遗传操作得到粒子的新个体。通过对两个作战想定的多次测试，进一步表明了算法的可行性和有效性，尤其是在规模复杂问题中将更能体现算法的优越性。

关键词：火力分配；多平台多武器；粒子群算法；遗传算法

来源出版物：系统工程与电子技术， 2008， 30（5）: 880-883

入选年份：2012

基于ARMA模型的故障率预测方法研究

李瑞莹，康锐

摘要：在对比多种时间序列模型的基础上，结合故障率预测的特点，得出了自回归一移动平均混合模型（简称ARMA模型）是其中最适用于使用阶段故障率预测的方法这一结论。给出了基于ARMA模型的故障率预测的基本思想、预测模型、实施步骤，并按此法对某航空公司波音飞机故障率进行了预测，说明ARMA模型适用于故障率预测，且预测结果准确性较高。

关键词：可靠性；故障率预测；ARMA模型；时间序列

来源出版物：系统工程与电子技术， 2008， 30（8）: 1588-1591

入选年份：2012

多传感器航迹融合综述

乔向东，李涛

摘要：多传感器航迹融合较之量测融合有着诸多优势，也是信息融合领域发展最快的方向之一。论述了航迹融合理论的发展，详细讨论了航迹融合中的互相关性以及包括简单协方差凸组合、互协方差组合、信息矩阵、协方差交及基于最优线性无偏估计在内的主流融合算法，并给出了相关仿真实验结果；最后，针对当前该方向的研究现状，特别是有关混合多模型状态估计的融合问题，提出了我们的一些认识。

关键词：多传感器信息融合；航迹融合；互相关性；混合估计

来源出版物：系统工程与电子技术， 2009， 31（2）: 245-250

入选年份：2012

一种基于能量预测的无线传感器网络分簇算法

林恺，赵海，尹震宇，等

摘要：为了解决无线传感器网络能量有效利用的问题，提出一种利用能量预测选择簇头节点的分簇算法：CHEP利用文中建立的传感器节点工作状态转换模型，CHEP算法将所得的剩余能量预测参数作为考虑因素引入阀值的计算，从而使高剩余能量且能耗较慢的节点能够在每一轮中被优先选为簇头节点。通过仿真实验，将CHEP与其他分簇算法进行分析和比较，验证了CHEP算法中能量预测机制以及阀值改进的有效性。结果表明CHF2能够更好地平衡网络负载，延长网络寿命。

关键词：能量预测；簇头节点选择；状态转换；分簇算法；无线传感器网络

来源出版物：电子学报， 2008， 36（4）: 824-828

入选年份：2012

经验模式分解（EMD）及其应用徐晓刚，徐冠雷，王孝通，等

摘要：经验模式分解（Empirical Mode Decomposition，EMD）是一种数据驱动的自适应非线性时变信号分解方法，可以把数据分解成具有物理意义的少数几个模式函数分量。该文总结归纳了一维EMD、二维EMD方面的主要工作，比较了不同方法存在的优点与不足，指出了EMD研究存在的难题和瓶颈，并给出了EMD研究与应用的发展趋势。

关键词：经验模式分解（EMD）；内蕴模式函数分量（IMF）；HILBERT变换

来源出版物：电子学报， 2009， 37（3）: 581-585

入选年份：2013

云模型雾化特性及在进化算法中的应用

刘禹，李德毅，张光卫，等

摘要：云模型在超熵变大时，体现出雾化特性，云滴离散程度变大但靠近概念核心的云滴不失数量优势。雾化特性有利于表示进化算法中的遗传与变异，在云进化算

法（CBEA）中，基于超熵变化的控制进化策略能够合理的调整选择压力，从而决定进化方向。实验表明，算法在寻求函数最优解问题上表现出良好的效率和精度。关键词：进化算法；云模型；进化策略；雾化特性

来源出版物：电子学报， 2009， 37（8）: 1651-1658

入选年份：2013

非高斯杂波下修正的SDD-GLRT距离扩展目标检测器

简涛，何友，苏峰，等

摘要：在球不变随机向量非高斯杂波背景下，针对SDD-GLRT方法在统计平均意义下对距离扩展目标进行最优检测所带来的检测损失，通过充分利用目标散射点的先验信息，基于有序统计检测理论，提出了修正的SDD-GLRT距离扩展目标检测方法。理论分析表明，在不存在目标的假设下，虚警概率与纹理分量的混合分布、杂波协方差矩阵以及确知信号的方向向量无关，即修正的SDD-GLRT方法具有恒虚警率（constant false alarm rate，CFAR）特性。仿真结果表明，随着积累脉冲数及目标散射点所占距离单元个数的增加，修正的SDD-GLRT检测性能得到提高。在散射点分布稀疏条件下，修正的SDD-GLRT的检测性能要明显好于SDD-GLRT和NSDD-GLRT，且在估计目标散射点个数存在微弱偏差和不同杂波尖峰情况下，修正的SDD-GLRT具有很好的鲁棒性。

关键词：球不变随机向量；距离扩展目标检测；有序统计量；目标散射点；鲁棒性

来源出版物：电子学报， 2009， 37（12）: 2662-2667

入选年份：2013

具有在线修复能力的强容错三模冗余系统设计及实验研究

姚睿，王友仁，于盛林，等

摘要：为提高太空恶劣环境中电子系统的可靠性，提出了一种具有芯片级在线修复能力的强容错三模冗余（TMR）系统结构及设计方法，可在不影响系统正常工作的前提下实现故障模块的在线修复。该系统采用TMR结构，可实时检测定位故障模块；模块采用组件备份法设计，故障发生时可通过备件切换法快速自修复，模块中每个故障组件均可通过进化进行修复；并通过异构冗余降低2个以上模块同时故障的概率。以具有片内三模冗余的三阶高密度双极性（HDB3）编码器系统设计为例，对系统结构和各种容错修复机制进行了验证，结果表明系统可靠性得到很大提高。

关键词：航天器；电子设备；容错技术；进化硬件；三模冗余；HDB3编码器

来源出版物：电子学报， 2010， 38（1）: 177-183

入选年份：2013

压缩传感理论与重构算法

杨海蓉，张成，丁大为，等

摘要：压缩传感理论（Compressive Sensing，CS）以远低于Nyquist采样频率的非适应性测量和优化方法高概率重构信号。本文介绍了CS的基本理论、重构算法，包括贪婪、凸优化方法及我们提出的MBOOMP算法；同时，采用0-1组成的随机信号进行性能比较的模拟实验，结果表明我们的算法优于传统的OMP算法。

关键词：压缩传感；稀疏表示；信号恢复；无线传感网络；模拟-信息转换

来源出版物：电子学报， 2011， 39（1）: 142-148

入选年份：2013

改进型自适应多叉树防碰撞算法研究

张学军，蔡文琦，王锁萍

摘要：文章在自适应多叉树防碰撞算法的基础上，通过优化阅读器所发送前缀的方法，提出了一种改进型自适应多叉树（IAMS）防碰撞算法。该算法通过计算碰撞因子来动态地选择搜索树的叉数，并对四叉树的查询前缀进行优化，从而避免了大量的空闲时隙。文章通过数学分析，准确地描述了IAMS算法识别标签所需的时隙数。仿真结果表明，改进型自适应多叉树防碰撞算法具有更快的识别速度和更高的系统吞吐率。

关键词：射频识别；防碰撞算法；多叉树；自适应

来源出版物：电子学报， 2012， 40（1）: 193-198

入选年份：2013

压缩感知回顾与展望

焦李成，杨淑媛，刘芳，等

摘要：压缩感知是建立在矩阵分析、统计概率论、拓扑几何、优化与运筹学、泛函分析等基础上的一种全新的信息获取与处理的理论框架。它基于信号的可压缩性，通过低维空间、低分辨率、欠Nyquist采样数据的非相

关观测来实现高维信号的感知。压缩感知不仅让我们重新审视线性问题，而且丰富了关于信号恢复的优化策略，极大的促进了数学理论和工程应用的结合。目前，压缩感知的研究正从早期的概念理解、数值仿真、原理验证、系统初步设计等阶段，转入到理论的进一步深化，以及实际系统的开发与应用阶段。本文分析了压缩感知的原理与应用，综述了压缩感知的最新进展及存在的问题，指出了进一步研究的方向。

关键词：压缩感知；稀疏表示；压缩观测；优化恢复

来源出版物：电子学报， 2011， 39（7）: 1651-1662

入选年份：2013

基于遗传算法的一类武器目标分配方法研究

王玮，程树昌，张玉芝

摘要：针对联合作战的武器目标分配问题，建立了资源受限条件下的多组武器目标分配数学模型，并研究了用遗传算法求解模型的方法。该遗传算法通过设计一种满足约束条件的染色体编码格式，把求解问题转化为无约束的组合优化表现形式，从而可以利用单点随机定位算术交叉和变异运算以及精华选择策略来求解。仿真计算结果表明了模型和所提算法的有效性。

关键词：作战指挥；多组武器目标分配；遗传算法；约束组合优化问题

来源出版物：系统工程与电子技术， 2008， 30（9）: 1708-1711

入选年份：2013

微分进化算法的研究综述

苏海军，杨煜普，王宇嘉

摘要：微分进化（DE）是比较新的基于群体的随机优化方法。它具有简单、快速、鲁棒性好等特点，已经得到广泛关注。不同于其它进化算法，它的变异算子是由种群中任意选取的多对向量的差值得到的。微分进化主要用于实参数优化问题，在非线性和不可微的连续空间问题上优于其它进化方法。近些年，微分进化的应用领域也是不断扩大。研究目的是总结微分进化的研究进展和应用领域，并对它的进一步研究进行展望。

关键词：进化算法；微分进化；约束优化；多目标优化

来源出版物：系统工程与电子技术， 2008， 30（9）: 1793-1797

入选年份：2013

一种适用于SINS动基座初始对准的新算法

严恭敏，秦永元，卫育新，等

摘要：在运裁体运动情况下，提出了一种适用于捷联惯导系统（SINS）初始对准的新算法，该算法以惯性空间为过渡参考基准，即建立了初始时刻惯性坐标系（i0系）和初始时刻捷联惯组惯性坐标系（ib0系）两个惯性坐标系。将捷联惯组坐标系（b系）与导航坐标系（n系）之间的初始对准姿态矩阵的实现分解为三步骤：1）通过地理位置和初始对准时间求解i0系至N系的变换矩阵；2）通过惯导比力方程变形，引入测速仪速度辅助，求解从ib0系至i0系的常值变换矩阵；3）使用姿态更新算法实时计算b相对于ib0系的变换矩阵。最后，裁车运动环境下的初始对准试验结果表明，航向角对准精度达到了0.1°（1σ）。

关键词：捷联惯导系统；运动基座；初始时准；惯性坐标系；载车试验

来源出版物：系统工程与电子技术， 2009， 31（3）: 634-637

入选年份：2013

一种新的超视距空战威胁评估方法肖冰松，方洋旺，胡诗国，等

摘要：针对超视距空战以中远距空空导弹为主要武器的特点，提出了一种新的威胁评估方法。该方法针对现有空战威胁评估的非参量法模型不足之处进行扩展和改进，根据参战双方飞机火控系统和武器系统性能参数，分别构造参战双方飞机方位角、进入角、距离、高度、速度等优势函数，从而得出几何态势优势，进而综合双方态势优势、飞机空战效能优势和战术事件优势，聚合为空战优势。通过算例验证了该方法的合理性和有效性。

关键词：威胁评估；非参量法模型；超视距；空战优势

来源出版物：系统工程与电子技术， 2009， 31（9）: 2163-2166

入选年份：2013

一种新的变步长LMS自适应滤波算法及性能分析

张中华，张端金

摘要：研究了自适应最小均方误差（1east mean squares，LMS）滤波算法的步长选取问题。在详细分析现有变步长LMS算法的基础上，给出一种以双曲正切函数的改进形式为变步长的LMS算法。讨论了步长参数的选取原则及其对算法收敛性、抗干扰性和稳态误差的影响。该算法不但具有较快的收敛速度和跟踪速度，而且能获得更小的稳态失调。理论分析和仿真结果表明，该算法具有更好的稳态性能。

关键词：自适应滤波；变步长；双曲正切函数；最小均方误差算法

来源出版物：系统工程与电子技术， 2009， 31（9）: 2238-2241

入选年份：2013

多UCAV协同目标分配算法研究

叶文，朱爱红，潘长鹏，等

摘要：针对多无人作战飞机（Unmanned Combat Aerial Vehicle，UCAV）协同目标分配问题，提出了一种基于离散粒子群算法的多UCAV协同目标分配方法。根据多UCAV协同目标分配问题的特点，建立了粒子与实际问题间的映射，设计了新的粒子群位置和速度更新公式，并且对标准粒子群算法作了改进。充分利用粒子群优化算法的全局搜索能力，有效地解决多约束条件下多UCAV协同目标分配问题。仿真结果表明，离散粒子群算法能够稳定快速地找到较优分配方案，并且算法简单、灵活。

关键词：多无人作战飞机协同；目标分配；离散；粒子群算法

来源出版物：系统工程与电子技术， 2010， 32（1）: 104-108

入选年份：2013

混合记忆信息与记忆信息筛选

李豫颖，范成贤，史开泉

摘要：P-集合（packet sets）是把动态特性引入到有限普通集合X中，改进有限普通集合X而提出的；P-集合具有动态特性。信息系统存在丢失信息元与增加信息元的现象，把生物的记忆特征引入到这两个现象中，利用P-集合，给出F＿-记忆信息，F-记忆信息与混合记忆信息的概念与特征，给出记忆度量概念与记忆信息的筛选定理。此外，提出记忆信息的依赖性定理及混合记忆不变性定理，给出记忆信息的应用。信息被记忆是P-集合具有的诸多应用特性之一。

关键词：P-集合；混合记忆信息；记忆依赖；记忆度量；信息筛选

来源出版物：系统工程与电子技术， 2011， 33（8）: 1824-1828

入选年份：2013

基于时间序列模型的系统最大值指标评定方法

韩旭，王建宇，祖先锋

摘要：提出基于时间序列模型的系统最大值指标评定与测算方法，为某些特殊领域，如航空、航天、国防中长周期及强相关系统的最大值指标评定提供理论依据。首先，选择一个合适的时间序列模型，对系统输出的误差序列建模，使模型能够从总体上跟踪实际系统输出；然后，综合考查模型残差序列与模型预测的输出序列，并应用经典统计学理论完成对系统最大值指标的评定与测算。最后，结合差分自回归滑动平均时间序列模型建模方法给出最大值指标评定方法的应用实例，实验结果表明，该方法是可行的。

关键词：质量控制与可靠性管理；评定方法；时间序列模型；最大值指标

来源出版物：系统工程与电子技术， 2012， 34（4）: 839-845

入选年份：2013

离散粒子群优化算法研究现状综述

沈林成，霍霄华，牛轶峰

摘要：粒子群优化算法（PSO）是一类基于群体智能的新型全局优化方法，近年来其离散化形式和方法受到广泛关注。介绍了PSO的基本原理和更新机制，论述了离散PSO算法的研究进展和应用情况，详细介绍了两种离散化策略的机理、更新方法、计算模式和特点，讨论了离散PSO的发展趋势和进一步研究方向。

关键词：离散粒子群算法；组合优化问题；演化计算；群体智能；人工生命

来源出版物：系统工程与电子技术， 2008， 30（10）: 1986-1990

入选年份：2013

多机空战协同制导决策方法肖冰松，方洋旺，胡诗国，等

摘要：针对多机协同空战中需要将对中距空空导弹的中制导权移交给其他飞机的问题，提出制导优势的概念，用来表征编队内其他飞机对导弹协同制导的能力，从而为选择时导弹实施中制导的新平台提供辅助决策。在综合参战飞机双方角度、距离和速度等几何态势和飞机空战性能的基础上，探讨制导优势的计算方法。给出两种制导切换方式，分析了各自的优缺点。通过仿真实验，证明所提方法的可行性和有效性。

关键词：协同空战；协同制导；制导优势；制导切换

来源出版物：系统工程与电子技术， 2009， 31（3）: 610-612

入选年份：2013

强杂波下含旋转部件的目标成像及微多普勒提取

罗迎，张群，封同安，等

摘要：目标结构中的旋转部件引起的雷达回波信号的附加频率调制称为微多普勒现象，其反映了目标独一无二的结构特征，同时也给目标主体的成像带来了污染。提出了一种强地杂波背景下含旋转部件目标成像及微多普勒信号提取的方法。在对目标回波解线调时，采用一次相消技术剔除地杂波，获得清晰的目标谱图；再对谱图进行处理，分离目标主体信息和微多普勒信息，实现目标主体的清晰成像；对微多普勒信息进行分析还可以获取目标的一些微动特征。最后的仿真实验验证了该方法的有效性。

关键词：雷达成像；微多普勒；一次相消；地杂波

来源出版物：系统工程与电子技术， 2009， 31（2）: 261-264

入选年份：2013

弹道中段进动目标的微多普勒研究

孙照强，李宝柱，鲁耀兵

摘要：弹道目标的微动特性正成为目标识别领域的一个研究热点。建立了弹道目标进动的数学模型，分析了有翼弹头和无翼弹头进动特性对雷达回波调制的差异性，分剐进行了有翼弹头进动仿真实验和有翼弹头在微波暗室条件下的微动实验。暗室实验结果证明了仿真结果分析的正确性，同时也证明了进动数学模型的正确性。

关键词：导弹防御；进动；微多普勒；目标识别

来源出版物：系统工程与电子技术， 2009， 31（3）: 538-540

入选年份：2013

卫星通信中调制识别算法研究

黄英，雷菁

摘要：针对卫星通信这一应用场合，提出了一种数字调制信号自动识别算法。该算法利用调制信号的高阶累积量，并结合星座图特征，对信号进行分类。它对信号的幅度、相位偏差具有不变性，同时可抑制加性高斯噪声；

与其它识别算法比较，它具有稳健、应用广泛的特性。通过计算机仿真表明，在给定的数据长度和中等信噪比条件下，可得到很高的识别率（95%）。

关键词：卫星通信；调制识别；高阶累积量；星座图

来源出版物：系统工程与电子技术， 2009， 31（6）: 1303-1306

入选年份：2013

外P-集合与F-信息伪装

刘若慧，刘保仓，史开泉

摘要：P-集合（packet sets）是一个集合对，它是由内P-集合（internal packet sets）与外P-集合（outer packet sets）共同构成。P-集合具有动态性，利用外P-集合，给出F-信息伪装与F-信息伪装生成概念；提出F-信息伪装度量定理与信息伪装被恢复-还原定理；给出辨识准则与方法。利用这些结果，给出F-信息伪装被恢复-还原的应用。P-集合是研究动态信息系统的一个新理论和新方法。

关键词：P-集合；F-信息伪装；F-信息伪装度量；F-恢复-还原定理；辨识准则

来源出版物：系统工程与电子技术， 2011， 33（1）: 116-119入选年份：2013

基于新型集成分类器的非平衡数据分类关键

问题研究

翟云，杨炳儒，曲武，等

摘要：针对非平衡数据分类问题，提出了一种基于差异采样率的重采样算法（Differentiated Sampling Rate Algorithm，DSRA），基于DSRA设计了一种新的集成分类器（SVM-Ripper Ensemble Classifier，SREC），SREC采用独特的分类器选择策略、分类器集成策略、分类决策方案，可获得较高的分类精度。同时，利用SREC对影响非平衡数据分类的关键问题进行了研究。结果表明，非平衡数据分类问题本质上是由正负样本类间非平衡、类内非平衡、样本规模以及样本非平衡度等诸多因素引起的，只有综合考虑这些因素才能更好地解决非平衡数据分类问题。

关键词：数据挖掘；非平衡类数据分类；集成分类器；关健问题

来源出版物：系统工程与电子技术， 2011， 33（1）: 196-201

入选年份：2013

基于非合作雷达辐射源的无源雷达技术综述

宋杰，何友，蔡复青，等

摘要：对基于非合作雷达辐射源的无源雷达技术进行了综述，介绍了该领域内的研究历史与现状。然后对非合作式双基地雷达系统基本原理进行了分析与研究，主要内容包括基本几何关系、信号能量关系、接收站的组成以及参数测量与目标定位方法。最后，对辐射源的信号分析与优化选择、系统同步、直达波参考信号的恢复、微弱目标信号的检测与参数估计以及跟踪、融合与目标识别等系统关键技术进行了分析与评述。

关键词：非合作；双基地雷达；无源相干定位；目标跟踪

来源出版物：系统工程与电子技术， 2009， 31（9）: 2151-2156

入选年份：2013

非负矩阵分解算法综述

李乐，章毓晋

摘要：该文介绍了非负矩阵分解（Non-negative Matrix Faetorization，NMF）的基本原理和性质，将现有NMF算法分为了基于基本NMF模型的算法和基于改进NMF模型的算法两大类，在此基础上较为系统地分析、总结和比较了它们的构造原则、应用特点以及存在的问题，最后预测和分析了未来NMF算法研究的可能方向。

关键词：非负矩阵分解；多元数据描述；特征提取

来源出版物：电子学报， 2008， 36（4）: 737-743

入选年份：2013

P-集合与双P-数据恢复-辨识

张冠宇，周厚勇，史开泉

摘要：利用P-集合（packet sets），介绍内P-数据、外P-数据、双P-数据概念；双P-数据由内P-数据与外P-数据共同构成；分析双P-数据动态特性。利用这些概念，描述双P-数据依赖与双P-数据依赖的同心圆定理，提出双P-数据恢复-辨识定理与双P-数据恢复-辨识准则，并给出应用。双P-数据恢复-辨识是信息系统中的一个新的研究领域，P-集合是这个研究领域中的一个新工具。

关键词：P-集合；双P-数据；动态特性；恢复-辨识定理；恢复-辨识准则

来源出版物：系统工程与电子技术， 2010， 32（9）: 1919-1924

入选年份：2013

外P-集合与数据内-恢复

张丽，崔玉泉，史开泉

摘要：外P-集合（outer packet sets）是P-集合（packet sets）的一个部分，它是P-集合的一个概念；利用外P-集合，提出F-数据与F-数据内一恢复概念，给出F-数据内-恢复定理及内-恢复的属性删除无效原理，利用这些结果给出应用。

关键词：外P-集合；F-数据；数据内-恢复；内-恢复定理；属性删除无效原理；应用

来源出版物：系统工程与电子技术， 2010， 32（6）: 1233-1238

入选年份：2013

弹道目标微动特征分析与提取方法

李康乐，姜卫东，黎湘

摘要：进动特征对导弹防御目标识别具有重要意义。建立了单频信号下雷达观测弹头的进动模型和回波模型，通过对进动弹头回波频谱与微多普勒调制特性的定量分析，提出了利用回波相关方法和频谱展宽估计进动参数的方法，并利用暗室测量数据对该方法的性能进行了实验验证。实验结果表明，该方法在目标进动角不大条件下可以有效估计目标的进动角和进动周期。

关键词：微多普勒；进动；锥体；参数估计

来源出版物：系统工程与电子技术， 2010， 32（1）: 115-118

入选年份：2013

高灵敏度圆柱壳体振动陀螺的研究

周鑫，吴宇列，陈志华，等

摘要：灵敏度是陀螺的重要性能指标，灵敏度的提高可以直接带动精度提高，同时可以拓展陀螺的应用范围。影响圆柱壳体振动陀螺灵敏度的因素很多，本文通过考虑了科里奥利效应（Coriolis effect）的ANSYS谐响应分析，提取产生陀螺效应的圆柱壳体振动陀螺的输出位移，通过比较不同形状谐振子相同激励条件下的输出位移大小来反映灵敏度的大小。采用这种方法分别研究谐振子的各项参数对于陀螺灵敏度的影响规律，并基于仿真结果设计了高灵敏度的参数优化圆柱壳体振动陀螺谐振子，通过实验验证了该谐振子的高灵敏度。

关键词：圆柱壳体振动陀螺；灵敏度；谐响应分析；影响规律；优化

来源出版物：传感技术学报， 2013， 26（9）: 1206-1212

入选年份：2013

一种基于MEMS惯性传感器的手势识别方法

肖茜，杨平，徐立波

摘要：随着手机等移动电子设备的发展，应用于嵌入式平台的基于MEMS惯性传感器的手势识别成为一个研究热点。提出了一种简单有效的手势识别方法：通过分析手势的运动学特征，在线实时提取手势的加速度和角速度信号特征量，截取手势信号段，利用决策树分类器进行预分类，根据手势信号的变化规律实时识别具体的手势。该方法在20位实验者中获得了96%的平均准确率，手势识别时间小于0.01 s。实验结果表明该算法在嵌入式平台下能快速准确地识别手势，满足了实时人机交互的要求。

关键词：手势识别；人机交互；特征提取；微惯性传感器

来源出版物：传感技术学报， 2013， 26（5）: 611-615

入选年份：2013

一种基于超完备字典学习的图像去噪方法

蔡泽民，赖剑煌

摘要：基于超完备字典的图像稀疏表示因其具有稀疏性、特征保持性、可分性等特点而被广泛应用于图像处理。该文提出一种超完备字典学习算法并应用于图像去噪。将字典学习等价于一个二次规划问题，并提出适合于大规模运算的投影梯度算法。学习所得字典能有效描述图像特征。基于此超完备学习字典，获得图像的稀疏表示，并恢复原始图像。实验结果表明，与小波类去噪方法相比，该文的学习算法能更好地去除图像噪声，保留图像细节信息，获得更高的PSNR值。

关键词：稀疏表示；基追踪；匹配追踪；字典学习；二次规划

来源出版物：电子学报， 2009， 37（2）: 347-350

入选年份：2014

分段Logistic混沌映射及其性能分析

范九伦，张雪锋

摘要：分析了具有逐段线性特性的Tent混沌映射和其推广形式：分段Tent混沌映射在计算机有限精度影响下的性能。在此基础上，根据Logistic混沌映射与Tent混沌映射之间具有的拓扑共轭关系，研究了Logistic混沌映射的推广形式：分段Logistic混沌映射，通过实验分析指出用类似于分段Tent混沌映射的方式来定义分段Logistic混沌映射是不可取的。该文构造了一个全新的分段Logistic混沌映射，通过实验对该映射产生的序列的随机性、初值敏感性等性质进行了研究。结果表明，该文定义的分段Logistic混沌映射产生的序列具有良好的随机性和初值敏感性。

关键词：混沌；Tent映射；Logsific映射；分段；随机性

来源出版物：电子学报， 2009， 37（4）: 720-725

入选年份：2014

基于信号稀疏表示的形态成分分析：进展和展望

李映，张艳宁，许星

摘要：有效的信号和图像分解（分离）技术在信号和图像的分析、增强、压缩、复原等领域起着重要的作用。虽然目前研究者提出了很多方法来解决这个问题，然而处理效果并不完美。形态成分分析（Morphological Component Analysis，MCA）是最新提出的一种基于稀疏表示的信号和图像分解（分离）方法。该方法的主要思想是利用信号组成成分的形态差异性（可以由不同的字典稀疏表示）进行分离。该文详细描述了形态成分分析方法的理论思想，并介绍了形态成分分析的最新研究进展及其存在的问题，最后指出了进一步发展的方向。关键词：形态成分分析；稀疏表示和分解；超完备字典来源出版物：电子学报， 2009， 37（1）: 146-152

入选年份：2014

基于解析轮廓波变换的图像稀疏表示及其在压缩传感中的应用

练秋生，陈书贞

摘要：提出了具有平移不变性的低冗余度解析轮廓波变换。在该变换中圆对称滤波器组首先将图像分解为多个不同分辨率的细节子带和一个低频子带，再对细节子带进行希尔伯特变换形成二维解析信号。最后用方向滤波器组对二维解析信号进行分解，实现具有平移不变性多尺度多方向的解析轮廓波变换。解析轮廓波变换基函数的实部和虚部与Gabor小波的实部和虚部类似，符合人眼视觉特性。实验结果表明解析轮廓波变换在图像去噪

和压缩传感方面具有明显优势。

关键词：轮廓波变换；解析信号；平移不变性；压缩传感

来源出版物：电子学报， 2010， 38（6）: 1293-1298

入选年份：2014

基于属性的访问控制研究进展

王小明，付红，张立臣

摘要：基于属性的访问控制（ABAC）能够解决开放网络环境下资源保护所面临的细粒度问题以及网络系统所面临的大规模用户问题，为未来的开放网络环境提供了较为理想的访问控制策略方案。本文从ABAC理论和应用研究两个方面详细分析和总结了ABAC国内外的现有研究成果，分析了ABAC研究尚待解决的问题及未来研究趋势，为未来开放网络环境中的复杂信息系统访问控制研究提供借鉴和文献参考。

关键词：安全策略；访问控制；实体属性；形式化模型；ABAC

来源出版物：电子学报， 2010， 38（7）: 1660-1667

入选年份：2014

混合蛙跳算法的Markov模型及其收敛性分析

骆剑平，李霞，陈泯融

摘要：本文就混合蛙跳算法（Shuffled Frog Leaping Algorithm，SFLA）建立了Markov链数学分析模型，详细分析了该Markov链的性质，证明青蛙族群状态序列是齐次Markov链。在此基础上，通过分析族群状态序列的转移过程，指出序列必将进入最优状态集。同时证明混合蛙跳算法满足随机搜索算法全局收敛的两个条件，能够保证全局收敛。

关键词：智能优化；混合蛙跳算法；Markov链；全局收敛

来源出版物：电子学报， 2010， 38（12）: 2875-2880

入选年份：2014

基于RSSI的动态权重定位算法研究

詹杰，刘宏立，刘述钢，等

摘要：基于RSSI技术的静态权重定位算法由于不需附加设备，成本低，使用方便，适用范围广而得到了广泛的应用。针对RSSI测距容易受到各种干扰，静态权重算法不能同时解决定位的平均误差和最大误差的缺陷，提出一种新的结合RSSI测距数据处理的高斯拟合动态权重定位算法GFDWCL，并在ZigBee平台上实现了该算法。两种算法实验结果表明，该算法能很好改善定位的精度，同时将定位平均误差降低2/3、最大误差下降3/4。

关键词：RSSI；GFDWL；静态权重定位；动态权重定位；高斯拟合

来源出版物：电子学报， 2011， 39（1）: 82-88

入选年份：2014

均匀搜索粒子群算法

吴晓军，杨战中，赵明

摘要：针对基本粒子群优化算法容易陷入局部最优解的问题，本文定义了PSO粒子搜索中心的概念，并对其随机状态下粒子搜索中心在全局最优解与局部最优解之间的概率密度进行了计算，在此基础上提出了粒子搜索中心在两个最优解之间均匀分布的均匀搜索粒子群算法，并通过7个Benchmark函数与基本PSO算法进行了对比实验及算法分析，实验分析结果表明，均匀搜索粒子群算法在函数优化尤其非均匀多峰值函数优化中具有更好的收敛速度及稳定性。

关键词：粒子群算法；优化算法；均匀搜索

来源出版物：电子学报， 2011， 39（6）: 1261-1266

入选年份：2014

访问控制模型研究进展及发展趋势

李凤华，苏铓，史国振，等

摘要：访问控制的任务是保证信息资源不被非法使用和访问，冲突检测与消解主要解决不同信息系统安全策略不统一的问题。随着计算机和网络通信技术的发展，先后出现了自主访问控制模型、强制访问控制模型、基于角色的访问控制模型、基于任务的访问控制模型、面向分布式和跨域的访问控制模型、与时空相关的访问控制模型以及基于安全属性的访问控制模型等访问控制模型。本文从理论和应用研究两个角度分析和总结了现有方问控制技术、访问控制策略冲突检测与消解方法的研究现状。提出了目前访问控制模型及其冲突检测与消解研究在面向信息物理社会的泛在网络互联环境中存在的问题，并给出了细粒度多级安全的访问控制模型及其策略可伸缩调整方法的发展趋势。

关键词：访问控制；冲突检测；研究现状；发展趋势

来源出版物：电子学报， 2012， 40（4）: 805-813

入选年份：2014

物联网技术与应用研究

钱志鸿，王义君

摘要：在解析物联网两层基本涵义的基础上，提出了包括底层网络分布、汇聚网关接入、互联网络融合、终端用户应用四部分的物联网系统架构；设计了由网络通信协议、网络控制平台、应用终端平台组成的面向物联网的网络协议体系，并从硬件和软件两个层面讨论了实现物联网的关键技术；在分析当前物联网标准、技术、安全以及应用方面存在问题的基础上提出了未来物联网发展的六个重要理念。

关键词：物联网；系统架构；协议体系；发展理念

来源出版物：电子学报， 2012， 40（5）: 1023-1029

入选年份：2014

一类具有最优汉明自相关特性的跳频序列

刘方，彭代渊，范佳，等

摘要：在跳频多址通信系统中，设计具有最优汉明相关特性的跳频序列是至关重要的。基于具有平衡性及差平衡性的函数与具有差平衡性的d-型函数的复合函数，本文构造了一类跳频序列。该类跳频序列的汉明自相关达到了Lempel-Greenberger界，是一类最优的跳频序列。

关键词：跳频序列；汉明自相关；d-型函数；平衡；差平衡

来源出版物：电子学报， 2013， 41（1）: 13-17

入选年份：2014

一种基于三帧差分和边缘信息的运动

目标检测方法

甘明刚，陈杰，刘劲，等

摘要：为了改进目前常用的运动目标检测方法易受到噪声和亮度突变的影响、易出现虚假目标的情况，该文提出了一种基于3帧差分和边缘信息的运动目标检测方法。该方法首先对连续3帧图像进行边缘提取得到3帧连续的边缘图像，然后对3帧连续的边缘图像进行3帧差分运算，最后通过阈值分割和形态学处理完成对目标的提取。该方法计算简单，实验结果表明该方法能对运动目标进行准确检测，且具有很好的鲁棒性。

关键词：运动目标检测；3帧差分；边缘提取

来源出版物：电子与信息学报， 2010， 32（4）: 894-897

入选年份：2014

基于FFT并行搜索伪码和频偏的快速捕获新方法

罗炬锋，王翔，付耀先，等

摘要：无线传感网中节点普遍受资源、成本、功耗的限制，使得节点间通信需满足低资源消耗、大载波频偏、低物理层开销等要求。该文提出利用一套FFT结构并行搜索伪码相位和载波频偏的快速捕获新方法（PSPF-FFT），通过差分处理消除载波频偏影响先进行伪码相位捕获然后再进行频偏纠正，以牺牲少量信噪比为代价来换取资源、平均捕获时间的减少。最后理论分析和仿真验证了新的捕获方法的实用性，与相同平均捕获时间、资源开销的捕获方法相比，PSPF-FFT捕获方法有着明显的性能优势。

关键词：无线传感器网络；直接序列扩频；伪码捕获；快速傅里叶变换；载波频偏纠正

来源出版物：电子与信息学报， 2011， 33（3）: 563-568

入选年份：2014

改进的加权复杂网络节点重要度评估的收缩方法

朱涛，张水平，郭戎潇，等

摘要：分析了加权复杂网络的结构特点，综合考虑了边权对节点重要度评估的影响，给出了加权节点重要度的新定义，并提出了改进的适用于加权网络的节点收缩方法。该方法认为最重要的节点就是收缩后加权网络凝聚度最大的节点，其算法的时间复杂度为O（n3）。该方法有助于更准确地发现复杂网络中的关键节点。最后的实验分析验证了方法的有效性和可行性。

关键词：加权复杂网络；节点重要度；节点收缩

来源出版物：系统工程与电子技术， 2009， 31（8）: 1902-1905

入选年份：2014

一种随机极性MCP-EBPSK调制解调器

靳一，吴乐南，冯熳，等

摘要：为改善随机极性的连续相应的扩展二元相移键控（CP-EBPSK）调制信号的频谱结构，该文提出一种带功率谱形状调节系数的随机极性修正CP-EBPSK （Modified CP-EBPSK，MCP-EBPSK）调制解调器。阐述了随机极性MCP-EBPSK调制的基本原理，给出了无随机极性的MCP-EBPSK调制理论功率谱表达式。同时，设计了合适的数字冲击滤波器用于解调，给出了无编码的随机极性MCP-EBPSK通信系统框图，分析和验证了该类调制信号的功率谱特性和解调性能，并对多径信道上的解调性能进行了仿真。仿真结果表明：新的调制方式通过对功率谱形状的调节，不仅频谱利用率更高，解调性能也更好；现阶段，该系统不适合在无线信道传输，有望在有线信道上率先获得应用。

关键词：连续相位的扩展二元相移键控（CP-EBPSK）；功率谱调节系数；MCP-EBPSK；数字冲击滤波器

来源出版物：电子与信息学报， 2012， 34（7）: 1647-1652入选年份：2014

GM（1，1）幂模型求解方法及其解的性质

王正新，党耀国，刘思峰，等

摘要：根据灰色系统信息覆盖的基本原理，给出了GM

（1，1）幂模型中参数a的估计方法。讨论了a的不同取值对模型解的影响，对其白化微分方程解的定理进行了补充，并给出了白化微分方程解的优化方法。结果表明，所提出的建模方法更能适应于一类具有饱和状态或发展变化受众多因素影响的波动原始序列，在0＜a＜1且

a＞0和a＞1且a＜0两种情形下，GM（1，1）幂模型与灰色Verhulst模型具有相同的极限性质，但模拟预测精度高于灰色Verhulst模型。

关键词：灰色系统；GM（1，1）幂模型；信息覆盖；预测

来源出版物：系统工程与电子技术， 2009， 31（10）: 2380-2383

入选年份：2014

用于多峰函数优化的免疫粒子群网络算法

薛文涛，吴晓蓓，徐志良

摘要：针对多峰函数优化问题，借鉴粒子群优化特性和免疫网络理论，提出一种免疫粒子群网络算法。该算法利用粒子群的信息共享和记忆功能，通过加强粒子对自身经历的认知，提高算法的局部搜索能力；采用动态网络抑制策略，保持种群的多样性，自适应地调节粒子群的规模，多峰函数优化的仿真结果表明，该算法能有效地改善种群的多样性，较好地实现全局优化和局部优化的有机结合，具有更强的多峰函数优化能力。

关键词：多峰优化；粒子群优化；免疫网络；局部优化

来源出版物：系统工程与电子技术， 2009， 31（3）: 705-709

入选年份：2014

混合人工蜂群算法

高卫峰，刘三阳，姜飞，等

摘要：针对人工蜂群算法收敛速度慢、容易出现“早熟”的缺点，提出了一种混合的人工蜂群算法（Hybrid Artificial Bee Colony，HABC）。在人工蜂群算法的迭代中引入淘汰规则和新的搜索策略，以提高算法的收敛速度；同时，为了维护群体的多样性，对种群中的个体采用差分进化。通过对一个调频（Frequency-Modulated，FM）合成器参数优化问题测试，表明该算法能够有效地克服“早熟”现象，提高了全局寻优的能力。将其应用于线性系统逼近问题，仿真实验表明该算法是快速有效的。

关键词：人工蜂群；差分进化；线性系统逼近；参数优化

来源出版物：系统工程与电子技术， 2011， 33（5）: 1167-1170

入选年份：2014

迭代容积卡尔曼滤波算法及其应用

穆静，蔡远利

摘要：将Gauss-Newton迭代和容积卡尔曼滤波（Cubature Kalman Filter，CKF）算法相结合，建立了一种迭代CKF （Iterated CKF，ICKF）算法。该算法使用容积数值积分原则直接计算非线性随机函数的均值和方差，且在迭代过程中利用最新量测信息并改进迭代过程产生的新息方差和协方差，可获得较高的估计精度。针对弹道系数未知的再入弹道目标状态估计问题，仿真实验结果显示，该方法实现简单，比无迹卡尔曼滤波方法（Unscented Kalman Filter，UKF）及CKF方法效果要好。

关键词：容积原则；容积卡尔曼滤波；再入弹道目标状态估计

来源出版物：系统工程与电子技术， 2011， 33（7）: 1454-1457

入选年份：2014

加速收敛的人工蜂群算法

毕晓君，王艳娇

摘要：针对人工蜂群算法（Artificial Bee ColonyAlgorithm，ABC）存在的收敛速度慢、易陷入局部最优的缺点，提出了一种改进算法。首先，设计新的选择策略和交叉策略，使群体快速向最优解靠近；然后，鉴于控制侦查蜂行为的参数难于确定，且对算法性能影响较大，提出了基于反向学习的变异策略代替侦查蜂行为，同样达到避免陷入局部最优的效果。通过对10个标准测试函数的仿真表明，改进算法几乎都可以得到各测试 函数的全局最优解，而且收敛速度快、鲁棒性好。改进 性能明显优于现有人工蜂群算法。

关键词：人工蜂群算法；自由搜索算法；反向学习；函数优化

来源出版物：系统工程与电子技术， 2011， 33（12）: 2755-2761

入选年份：2014

基于惯性参考系的动基座初始对准与定位导航

严恭敏，翁浚，白亮，等

摘要：以惯性坐标系作为捷联惯导解算参考基准并综合外测速度辅助信息，可有效隔离载体角运动和线运动干扰的影响，实现捷联惯导系统（Strapdown Inertial Navigation System，SINS）动基座初始对准。但现有算法的对准精度受载体位移影响，通过位移补偿降低重力矢量在惯性系投影的偏斜误差，同时给出了基于惯性参考基准的SINS定位方法，提高SINS动基座初始对准精度，并且具备对准过程中进行实时定位导航的能力。车载实测数据分析表明，动基座方位对准精度达到0.032°，相对定位精度约为行程的0.15%。

关键词：捷联惯导系统；动基座初始对准；惯性参考系；车载试验

来源出版物：系统工程与电子技术， 2011， 33（3）: 618-621入选年份：2014

任意结构系统的备件满足率模型及优化方法

阮曼智，李庆民，彭英武，等

摘要：装备备件配置方案是装备综合保障领域需要解决的关键问题之一，提高备件满足率能够相应地提高系统的可用度，从而提高装备的保障度。针对这一问题，文章从装备可用度为出发点，分析了装备可用度与系统备件满足率之间的关系，建立了任意结构系统的备件满足率模型。建立的模型通用性较强，适用于任何结构的复杂系统。综合权衡备件满足率与备件费用之间的关系，采用边际效应方法对备件配置方案进行优化，得到最优的备件配置方案。通过对实例运算结果的分析，证明了所建模型的正确性与合理性。

关键词：任意结构系统；备件满足率；可用度；边际效应

来源出版物：系统工程与电子技术， 2011， 33（8）: 1799-1803

入选年份：2014

基于资源有限模型的无标度网络动态抗毁性优化

黎放，胡斌，狄鹏

摘要：为有效防止复杂网络的级联失效，对复杂网络的容量分配策略进行研究。构建了资源有限的级联失效模型，假设网络总容量不变、容许参数可变，该模型可用于比较多种容量分配策略的有效性。在此基础上，提出了4种典型的容量分配策略。针对移去介数最大节点的攻击方式，在无标度网络上进行了仿真。仿真结果表明，负荷偏好容量分配策略是最有效的容量分配策略，网络节点的重要度与节点介数大小强相关，而与节点的度弱相关。通过优化负荷偏好容量分配策略的偏好指数，提高了复杂网络的动态抗毁性。

关键词：复杂网络；级联失效；容量分配策略；无标度网络；介数

来源出版物：系统工程与电子技术， 2012， 34（1）: 175-178

入选年份：2014

基于分治求精的无线传感器网络节点定位算法

刘瑜，衣晓，何友

摘要：节点自身定位是无线传感器网络应用的支撑技术之一。将分治法运用到无线传感器网络节点自身定位问题中，研究了锚节点位置关系对节点定位的影响，设计了基于分治求精的无线传感器网络节点定位算法（Divide and-Conquer and Refinement Method Based Localization Algorithm，DRBLA）。DRBLA采用先分而治之、再整体求精的思想，根据锚节点位置关系对定位的影响，有效筛选锚节点构成组合分别对未知节点初步定位，随后加权求精得出最终定位结果。DRBLA不需要额外添加硬件，通信量小且容易实现。仿真结果显示，相对于传统基于测距的定位算法，DRBLA具有明显的优越性，尤其是可以利用较少的锚节点取得较高的定位精度。

关键词：无线传感器网络；节点自身定位；分治法；加权求精

来源出版物：系统工程与电子技术， 2012， 34（9）: 1906-1913

入选年份：2014

基于主元分析和稀疏表示的SAR图像目标识别

刘中杰，庄丽葵，曹云峰，等

摘要：现有的合成孔径雷达图像目标识别方法通常包括图像预处理、特征提取和识别算法3部分。但是，预处理算法的自适应性很难得到保证。提出了一种基于主元分析和稀疏表示的目标识别算法。首先，阐述了稀疏表示和重构的基本理论；其次，提出了基于主元分析和稀疏表示的合成孔径雷达图像目标识别算法；最后，选取MSTAR数据库中的5类合成孔径雷达目标图像进行仿真。结果表明，在没有预处理的情况下，该算法仍能有效地识别目标，与主元分析和三阶近邻的识别算法相比，具有较高的识别率和鲁棒性。

关键词：目标识别；稀疏表示；主元分析；合成孔径雷达图像

来源出版物：系统工程与电子技术， 2013， 35（2）: 282-286

入选年份：2014

基于贝叶斯压缩感知的SAR目标识别

张新征，黄培康

摘要：针对合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）目标识别问题，提出一种基于贝叶斯压缩感知（Bayesian Compressive Sensing，BCS）的图像域SAR目标识别方法。该方法首先对SAR图像进行分割预处理，得到目标区图像数据；然后基于BCS模型，根据训练样本构造传感矩阵；求解测试样本相应的稀疏系数矢量，根据稀疏系数矢量中对应训练样本类别元素的L2范数判定目标类型。采用美国运动和静止目标获取与识别（Movingand Stationary Target Acquisition and Recognition，MSTAR）计划公开发布的SAR目标数据库进行实验，结果表明该方法具有良好的识别效果。

关键词：合成孔径雷达；自动目标识别；压缩感知；稀疏

来源出版物：系统工程与电子技术， 2013， 35（1）: 40-44

入选年份：2014

基于多观测量的舰载惯导传递对准精度评估方法

荣文婷，程建华，赵琳

摘要：针对传递对准精度评估采用差分GPS作为基准量存在对载体机动特性要求高的问题，以舰载惯导传递对准精度评估为研究对象，引入差分GPS速度、位置和舰载主惯导姿态为参考信息；以捷联惯导系统误差方程为基础，推导了状态方程和量测方程；设计了基于固定点的卡尔曼平滑算法；考虑不同主惯导姿态误差条件情况，与传统的传递对准精度评估方法的评估效果进行了比对仿真分析，给出了分析结论。仿真结果表明，基于多观测量的精度评估方法仅通过舰船的摇摆运动，能实现对舰载惯导姿态误差的有效估计。

关键词：捷联式惯导系统；传递对准；精度评估；卡尔曼固定点平滑

来源出版物：系统工程与电子技术， 2013， 35（2）: 381-385

入选年份：2014

基于压缩感知的连续场景稀疏阵列SAR三维成像

李烈辰，李道京，张清娟

摘要：基于压缩感知，该文研究了交轨向三孔径毫米波合成孔径雷达侧视3维成像问题。利用交轨方向的三孔径天线形成的稀疏阵列结构，获取高程分辨率并实现3维成像。由于交轨方向的采样数较少及非均匀采样，高程分辨率低，传统的基于傅里叶变换的3维成像技术获得的图像质量较差。针对此不足，在交轨向稀疏采样的条件下，该文采用压缩感知方法来实现超分辨成像。利用仿真和实际数据比较了传统成像方法和基于压缩感知的成像方法的性能，并验证了该文方法的有效性。

关键词：合成孔径雷达；3维成像；压缩感知；毫米波雷达；稀疏阵列

来源出版物：电子与信息学报， 2014， 36（9）: 2166-2172入选年份：2014

航空、航天科学技术

复合材料技术与大型飞机

陈绍杰

摘要：给出了先进复合材料在大型飞机上应用的历史和现状，特别是在B787和A380等机种上的近期应用。指出了应用是从小到大、从少到多、从弱到强，一步一步走过来的。分析了应用的技术基础，说明了复合材料是一个性能优异的新材料，这是前提基础；其次应用是各种预研计划认真执行的结果；低成本复合材料技术是应用的重要前提，包括低成本的设计技术、制造技术和材料技术；30多年来复合材料技术的进步是坚实的保障。指出了中国于复合材料技术领域存在的问题和差距，提出了发展中国大型飞机复合材料技术的相关建议。

关键词：复合材料；技术；大型飞机；应用；建议

来源出版物：航空学报， 2008， 29（3）: 605-610

入选年份：2012

基于编译优化和反汇编的程序相似性检测方法

赵长海，晏海华，金茂忠

摘要：提出了基于编译优化和反汇编的程序相似性检测方法，能够检测出标识符重命名、增加冗余语句、等价的控制结构替换等12种学生常用的抄袭手段。基于该方法，设计和实现了一个程序相似性检测系统BuaaSim，采用编译优化和反汇编技术将源程序转化为汇编指令集合，删除和替换汇编指令中对程序本质特征影响不大的易变元素，使用一个与指令顺序无关的决策函数计算程序相似度；还给出一个简单有效的聚类算法，从程序集合中聚类出相似的程序子集。通过与著名的JPlag系统针对两份典型的抄袭样本集进行评测对比，表明该文方法的检测效果具有明显的优势。

关键词：抄袭；程序相似性；相似性检测；编译优化

来源出版物：北京航空航天大学学报， 2008， 34（6）: 711-715

入选年份：2013

基于POGO柱三点支撑的飞机大部件调姿方法

郭志敏，蒋君侠，柯映林

摘要：针对飞机数字化装配中大部件调姿与对接问题，设计了一种精密三坐标POGO柱，在此基础之上提出了一种基于三坐标POGO柱三点支撑的姿态调整方法。对基于POGO柱的调姿特性进行了分析，掌握了姿态可叠加特性和POGO柱受力状态的可叠加特性，由此得到了大部件调姿过程中三坐标POGO柱受力变形的计算方法，并给出POGO柱变形引起大部件姿态误差的数学模型，为控制系统实施调姿过程误差补偿提供了依据。仿真分析和实验研究表明基于3个POGO柱的大部件调姿方法具有稳定、可靠、高效的优点，通过简单的重组可以推广到四点支撑以便适应各类大型部件姿态调整的需要。

关键词：三坐标POGO柱；调姿；大部件；重构；柔性；装配

来源出版物：航空学报， 2009， 30（7）: 1319-1324

入选年份：2014

超大型复合材料机体部件应用技术的新进展——飞机制造技术的新跨越

范玉青，张丽华

摘要：从超大型复合材料部件在军/民用飞机上的应用进展入手，重点介绍了复合材料在波音787机体主要结构上的应用，给出了机身复合材料部件应用的特殊性及空客公司对其所持的争议。分析了波音和空客公司在复合材料应用方面的竞争，分别以波音787和空客A380为例介绍了两公司相应的技术策略：机体整体复合材料部件制造技术和大型复合材料壁板组装成机体技术，以及迫于竞争的压力，空客公司新的应对措施，即采用全复合材料机身壁板结构，将复合材料在A350-XWB上的用量提高到52%。最后总结了复合材料部件设计制造的独特性和复杂性，并得到对中国研制大型飞机的启示。

关键词：复合材料；飞机制造；波音787；空客A350-XWB

来源出版物：航空学报， 2009， 30（3）: 534-543

入选年份：2014

加速度反馈的隐式动态逆鲁棒非线性控制律设计

陈海兵，张曙光，方振平

摘要：针对常规显式非线性动态逆（NDI）控制鲁棒性差的问题，综合隐式动态逆和奇异摄动分层设计，引入状态速率（导数）反馈和操纵面的当前位置信号反馈，设计了隐式增量形式的动态逆控制律。控制律中不显含基于标称模型的非线性直接状态反馈，不需要完整的飞机气动力模型，降低了控制律对于模型的敏感度。利用过载测量信号，采用几何的方法，构建了角加速度信号，对于其他状态速率信号，基于飞机动力学方程，以代数计算的方法求解得到。控制律结构简单，当飞机存在外形损伤、舵面失效或传感器失效时，能够迅速实现测量信号的隔离、反馈信号的重建和控制的重新分配和控制律重构。针对某飞机进行控制律设计和数值仿真，结果表明在存在气动力摄动的情况下，控制律具有良好的鲁棒性。

关键词：飞行控制；鲁棒性；隐式非线性动态逆；加速度测量；控制重构

来源出版物：航空学报， 2009， 30（4）: 597-603

入选年份：2014

综合模块化航空电子系统软件体系结构综述

褚文奎，张凤鸣，樊晓光

摘要：作为降低系统生命周期费用（LCC）、控制软件复杂性、提高软件复用程度的重要手段之一，软件体系结构已成为航空计算领域的一个主要研究方向。阐述了综合模块化航空电子（IMA）的理念，分析了推动IMA产生和发展的主要因素。总结了ARINC 653，ASAAC，GOA以及F-22通用综合处理机（CIP）上的软件体系结构研究成果，并讨论了IMA软件体系结构需要解决的若干问题及其发展趋势。在此基础上，对中国综合航电软件体系结构研究提出了一些见解。

关键词：综合模块化航空电子；软件体系结构；开放式系统；软件工程；军事工程

来源出版物：航空学报， 2009， 30（10）: 1912-1917

入选年份：2014

基于Gauss伪谱法的UCAV对地攻击武器投放轨迹规划

张煜，张万鹏，陈璟，等

摘要：研究无人作战飞机（UCAV）在对地攻击阶段的武器投放轨迹规划问题。针对传统方法在处理复杂的飞行器运动学、动力学约束上存在的困难，提出了一种基于Gauss伪谱法（GPM）的求解策略。首先，为了最大程度地逼近实际飞行环境，对UCAV的气动力特性、发动机推力特性、油耗特性及大气环境特性进行了高精度拟合，并充分考虑了飞行器各种飞行性能约束和战场环境约束；其次，采用快速求解算法计算制导炸弹的可投放区（LAR）包络，将其作为终端约束来确保攻击的命中概率；然后利用GPM将轨迹规划问题转化为非线性规划问题，在此基础上采用序列二次规划（SQP）算法求得最优解。为了提升计算效率及降低初值设置的难度，设计了多步迭代优化策略。对时间最优和燃料最优轨迹优化问题进行了仿真验证，结果表明该方法能够以较高的精度和速度生成真实可行的最佳武器投放轨迹。

关键词：轨迹规划；最优控制；Guass伪谱法；动力学约束；序列二次规划；无人作战飞机；可投放区

来源出版物：航空学报， 2011， 32（7）: 1240-1251

入选年份：2014

复合材料螺接性能的影响因素研究

张岐良，曹增强

摘要：利用有限元软件ANSYS建立了单钉双剪复合材料单拉接头的1/2模型，研究了钉孔配合、螺栓预紧力和接触面间摩擦对接头的强度等性能的影响。设计了若干实验，证明有限元模型是有效的，其计算误差控制在10%以内。有限元计算结果表明：小干涉量的过盈配合能极大地提高接头的强度，与3%间隙量相比，最优干涉量下接头强度可提高36.5%；适当的螺栓拧紧力矩也可提高接头的强度；接头中被连接板间的摩擦对接头强度也是有利的，但在一定接头尺寸条件下，摩擦力的增大有可能会改变接头的破坏模式。以上研究成果为复合材料多钉连接钉载分配均匀化的参数化分析提供了一个突破口，这也是本文后续研究的一个内容。

关键词：复合材料；螺栓连接；有限元法；干涉配合；预紧力；失效模式

来源出版物：航空学报， 2012， 33（4）: 755-762

入选年份：2014

飞机射频隐身表征参量及其影响因素分析

杨红兵，周建江，汪飞，等

摘要：随着军事装备的不断发展，无源探测器（电子支援系统、雷达告警接收机和电子情报接收机）对飞机的探测能力大大提高。为了避免机载雷达设备辐射的射频（RF）信号被截获，要求飞机具有良好的射频隐身性能。综合考虑机载雷达探测距离和无源截获接收机截获距离之间的关系以及天线空域扫描方式发生捷变对飞机射频隐身性能的影响，指出了用施里海尔（Schleher）截获因子评价飞机射频隐身性能的不足，并提出用信号截获率来表征飞机射频隐身特性的方法。最后，对影响信号截获率的因素进行分析与计算，在此基础上给出飞机实现射频隐身的途径与方法。该评价方法综合了飞机在时域、频域和空域上的射频隐身特性，对飞机的射频隐身设计具有参考价值。

关键词：机载雷达；无源探测器；射频隐身；信号检测；影响因素

来源出版物：航空学报， 2010， 31（10）: 2040-2045

入选年份：2014

CST气动外形参数化方法研究

关晓辉，李占科，宋笔锋

摘要：类别形状函数变换（CST）方法是通过类别函数和形状函数来表示几何外形的新型气动外形参数化方法。通过考察参数化过程线性系统的条件数以及对翼型的表示误差，研究了Bernstein多项式阶数（BPO）对CST方法单值性和精度的影响，并将CST方法与B样条法、Hicks-Henne法和参数化翼型（PARSEC）法的参数数量和表示精度进行了对比。使用基于CST参数化方法的远场组元（FCE）激波阻力优化方法对超声速机翼进行外形优化，优化后的机翼其激波阻力降低达61%。研究结果表明：CST方法具有参数少，精度高的优点；为保证表示精度，同时避免病态参数化过程，应使用4阶以上、10阶以下的Bernstein多项式定义形状函数。

关键词：类别形状函数变换；线性系统；参数化；多项式；减阻；外形优化

来源出版物：航空学报， 2012， 33（4）: 625-633

入选年份：2014

串件拼修对策下多级维修供应的装备系统可用度评估

阮旻智，李庆民，彭英武，等

摘要：实施串件拼修对策是提高装备保障效能的有效途径，能够在现有保障条件下使装备可用度达到上限。

针对该问题，在备件多级维修供应模式下，根据串件拼修的特点，并结合可修复备件库存分配建模理论（METRIC），建立了非串件系统、串件系统以及不完全串件系统可用度评估模型。研究了串件对策下装备保障效能的分析流程和方法。通过实验设计，确定初始备件库存方案，在给定的方案下，对不同串件对策下装备的可用度进行评估。采用VMETRIC平台对模型进行验证，结果表明，本文模型结果与VMETRIC仿真结果具有相当高的吻合度，证明了模型的正确性。

关键词：装备保障工程；多级维修供应；串件拼修；

METRIC模型；可用度；备件

来源出版物：航空学报， 2012， 33（4）: 658-665

入选年份：2014

滑油系统全流量在线磨粒静电监测技术研究

陈志雄，左洪福，詹志娟，等

摘要：针对滑油系统非金属材料难以实现在线监测的问题，基于静电感应原理展开全流量磨粒监测技术研究。研究润滑条件下荷电磨粒的产生机理和全流量磨粒静电监测原理，着重进行了静电信号特征提取方法研究。为验证磨粒静电监测技术的可行性，设计并搭建了模拟实验平台，开展了故障颗粒注入实验和循环润滑条件下销盘滑动摩擦磨损实验，使用自制的全流量在线磨粒静电传感器对油路中的磨粒进行监测。结果表明：静电传感器能够监测到金属、非金属等不同材料荷电磨粒；感应电压幅值与磨粒大小具有相关性；感应电压波形与荷电磨粒特性有关；静电传感器可以在线监测滑油回路中非金属摩擦副的摩擦磨损状态。

关键词：航空发动机；滑油系统；全流量；荷电磨粒；静电；状态监测

来源出版物：航空学报， 2012， 33（3）: 446-452

入选年份：2014

考虑不完全维修的劣化系统最优视情维修策略

葛恩顺，李庆民，张光宇，等

摘要：针对实际装备维修工程中系统不能修如新以及修后工作时间逐渐缩短的情况，基于Gamma过程建立劣化系统的视情维修（CBM）模型，以定期检测的方式获知系统状态。当系统劣化状态超过预定阈值时采取预防性维修，维修后系统恢复至如新与如旧之间的某一随机状态；经过若干次预防性维修后，当劣化状态再次超过维修阈值时则进行预防性更换；在对系统进行预防性维修或更换之前若发生劣化故障，则进行故障后更换；通过对检测周期和更换策略联合优化，使得系统长期运行费用率最低。最后通过算例说明CBM模型的可行性，并利用Monte Carlo算法仿真验证模型的正确性。

关键词：维修；Gamma过程；劣化系统；更换策略；长期运行费用率；优化

来源出版物：航空学报， 2013， 34（2）: 316-324

入选年份：2014

基于单个长基线干涉仪的运动单站直接定位

张敏，郭福成，周一宇

摘要：针对以往单站无源定位系统中采用的多通道干涉仪或阵列测向系统复杂、易受通道间幅相不一致性影响等缺点，提出了一种基于信号子空间分解的运动单站单个长基线干涉仪（LBI）直接定位（DPD）方法。该方法采用量子粒子群优化（QPSO）方法获得定位初值，再利用Newton迭代方法得到精估计值。仿真结果表明：增加观测器的机动性，可对辐射源实现快速无模糊的定位；定位性能在较高信噪比（SNR）下可接近定位误差的克拉美-罗下限（CRLB），在低信噪比下优于多通道干涉仪仅测角（BO）和长基线相位差变化率定位方法。

关键词：无源定位；干涉仪；直接定位；子空间分解；粒子群优化；迭代方法

来源出版物：航空学报， 2013， 34（2）: 378-386

入选年份：2014

基于立体视觉的航天器相对位姿测量方法与仿真研究

徐文福，梁斌，李成，等

摘要：空间目标的相对位姿测量，是进行交会对接、绕飞监测、编队飞行等的前提。提出了基于立体视觉的方法，包括图像滤波、分割、连通区域标记、3D重建、相对位姿计算等步骤。并建立了仿真系统，该系统基于VC环境，将追踪星、日标星的3D几何模型、姿态动力学模型、相对轨道动力学模型、控制器/执行机构的数学模型，以及立体相机的成像与采集模型集成一体，可进行全闭环的仿真。仿真结果验证了算法的有效性。

关键词：立体视觉；交会对接；相对测量；航天器；制导导航与控制

来源出版物：宇航学报， 2009， 30（4）: 1421-1428

入选年份：2014

多片后缘小翼对直升机旋翼桨叶动态失速及桨毂振动载荷的控制

王荣，夏品奇

摘要：减缓直升机后行桨叶动态失速发生、降低直升机桨毂振动载荷是提高直升机飞行速度、改进直升机飞行性能的重要途径。本文研究了直升机在高速高载情况下利用多片受控的桨叶后缘小翼对直升机的后行桨叶动态失速和桨毂振动载荷同时进行控制的有效方法。建立了弹性桨叶和后缘刚性小翼的结构动力学模型。桨叶剖面气动载荷采用Leish-man-Beddoes二维非定常动态失速模型计算，后缘小翼剖面气动载荷采用Hariharan-Leishman二维亚声速非定常气动模型计算。采用伽辽金和数值积分相结合的方法求解旋翼系统的气弹响应。建立了有效的多片后缘小翼控制策略和控制方法，分析了3片后缘小翼的运动规律及对后行桨叶动态失速和桨毂振动载荷的控制效果，结果表明利用多片小翼的运动是控制桨叶动态失速和桨毂振动载荷的有效方法。

关键词：直升机旋翼；动态失速；桨毂振动；多后缘小翼；控制

来源出版物：航空学报， 2013， 34（5）: 1083-1091

入选年份：2014

平动点轨道的动力学与控制研究综述

徐明

摘要：平动点轨道在深空探测领域具有重要的应用价值，引起了国内外航天界的密切关注。详细介绍了平动点轨道的发展历史，并深入剖析平动点附近的相空间结构和同异宿连接的力学机制；论述Halo轨道转移方式的实现、轨道维持策略及平动点轨道的姿态描述，然后讨论了实现深空组网的平动点星座建立。平动点具有十分丰富的内容，在轨道动力学其他领域亦有扩展，细致分析了平动点理论在地月转移、太阳帆轨平动点以及近地编队飞行等方面的应用。

关键词：平动点；Halo轨道；同异宿连接；编队飞行；地月转移；人工平动点

来源出版物：宇航学报， 2009， 30（4）: 1299-1313

入选年份：2014

基于不确定性的高超声速飞行器动态面自适应反演控制系统设计

陈洁，周绍磊，宋召青

摘要：针对飞行器非线性动力学系统具有不确定项情况，研究了高超声速飞行器的飞行控制系统设计问题。由于动力学系统中存在线性参数不确定项和由于高速高热造成的未建模动态时，论文将研究对象扩展为控制矩阵中含有线性参数不确定系统，同时放宽了现有文献中许多苛刻的条件，如匹配条件、增长条件等，用自适应调节函数补偿系统不确定性带来的影响，设计鲁棒项函数解决了逼近误差的影响问题，通过引入投影算子避免了可能出现的控制器奇异问题。在自适应反演设计时，采用动态面设计方法，引入一阶滤波器，得到虚拟控制量的微分，消除传统反演设计中的“项数膨胀”的问题，用Lyapunov稳定性定理保证误差一致有界。仿真实验验证了该算法的有效性。

关键词：高超声速飞行器；不确定性；动态面；自适应反演

来源出版物：宇航学报， 2010， 31（11）: 2550-2556

入选年份：2014

月球着陆器软着陆机构着陆稳定性仿真分析

朱汪，杨建中

摘要：介绍了软着陆机构仿真模型，提出了着陆稳定性判据和稳定性边界的离散化搜寻策略，并以实际算例给出了由着陆器着陆瞬时的竖直速度、水平速度、偏航角和月面倾角等主要影响因素确定的着陆稳定性边界。分析结果表明：对称着陆比非对称着陆更稳定；横向速度较大时支柱联接点容易发生强度破坏；当着陆面存在坡度时，横向速度沿下坡方向相对于沿上坡方向而言，着陆器更容易翻倒。

关键词：着陆稳定性；着陆冲击；软着陆机构；月球着陆器

来源出版物：宇航学报， 2009， 30（5）: 1792-1796

入选年份：2014

基于单轴旋转的光纤捷联惯导系统误差特性与实验分析

孙枫，孙伟

摘要：针对惯性器件偏差是影响惯导系统导航精度的主要因素，同时考虑到多种误差源对调制型捷联系统的影响，提出了一种利用惯性测量单元（IMU）四位置转停的误差调制方法。分析了调制型捷联系统的误差特性并建立了四位置转位方案模型。利用实验室自行研制的光纤捷联惯导系统分别进行IMU静止和四位置转位运动下的长时间导航实验，实验结果表明了该方法的有效性。

关键词：捷联惯导系统；单轴旋转；误差特性；光纤陀螺；定位误差

来源出版物：宇航学报， 2010， 31（4）: 1070-1077

入选年份：2014

基于天文角度观测的机载惯性/天文组合滤波算法研究

熊智，刘建业，郁丰，等

摘要：针对采用天文/惯性位置组合时对导航选星有特殊要求，提出了基于天文角度观测信息的机载惯性/天文组合滤波方案及算法。对基于天文角度观测的INS/CNS组合导航系统的原理进行了充分阐述，分析并建立了基于单星或多星观测条件下的组合导航系统线性化量测方程，并针对角度观测时高度通道不可观的特点，增加了气压高度输出为系统的观测量，并在此基础上设计了组合滤波器算法。最后进行了组合导航系统仿真，并通过协方差分析的方法对比分析了单星和双星观测条件下的滤波性能。仿真结果表明，即使是在单星观测条件下，组合导航系统也能获得较好的定位精度；若观测星数增多，则可以大大提高系统性能，表明该组合导航系统设计方案是成功可行的。

关键词：天文导航系统；惯性导航系统；组合导航；卡尔曼滤波；角度观测

来源出版物：宇航学报， 2010， 31（2）: 397-403

入选年份：2014

基于Gauss伪谱法的临近空间飞行器上升段轨迹优化

宗群，田栢苓，窦立谦

摘要：综合考虑密度变化、声速变化、发动机推力变化及地球引力等因素对飞行轨迹的影响，研究了与实际飞行环境更加相符的临近空间飞行器燃料最优爬升轨迹。针对该问题在气动数据处理和优化求解上存在的困难，提出一种基于Gauss伪谱法（Gauss Pseudospectral Method，GPM）的求解策略。首先，依据气动数据特点，设计拟合模型对气动参数进行高精度拟合；其次，为避免间接法和传统直接法的缺点，将Gauss伪谱法和序贯二次规划（Sequential Quadratic Programming，SQP）相结合，对存在边值及加速度约束的轨迹优化问题进行求解，获得最优飞行轨迹。仿真结果表明，在更为真实的飞行环境下，利用GPM和SQP相结合的方法可在5.83 s获得一条精度为10-4～10-6左右的飞行轨迹。

关键词：临近空间飞行器；上升段轨迹优化；气动数据；Gauss伪谱法；序贯二次规划

来源出版物：宇航学报， 2010， 31（7）: 1775-1781

入选年份：2014

基于高斯-伪谱法的月球定点着陆轨道快速

优化设计

彭祺擘，李海阳，沈红新

摘要：利用高斯伪谱法（Gauss Pseudospectral Method，GPM），对登月飞行器定点软着陆轨道快速优化问题做出了研究。将控制变量和终端时间一同作为优化变量，同时离散控制变量与状态变量，对最优控制问题进行求

解。并针对GPM的特点，设计了从求取初值到高精度参数的软着陆轨道优化策略。利用此方法求取了月面着陆可达区域，在此基础上对定着陆点最优轨道进行了设计。仿真结果表明此方法具有较强的鲁棒性和快速收敛性。

关键词：高斯伪谱法；月球定点着陆；快速优化；登月飞行器

来源出版物：宇航学报， 2010， 31（4）: 1012-1016

入选年份：2014

基于压缩感知的高分辨DOA估计

贺亚鹏，李洪涛，王克让，等

摘要：研究基于压缩感知的多目标DOA估计问题。利用空间目标空域的稀疏性，提出一种新的DOA压缩感知模型，其感知矩阵满足约束等容（RIP）条件。提出一种基于奇异值分解的多测量矢量欠定系统正则化聚焦求解（SVD-RMFOCUSS）算法。该算法在一定程度上克服了压缩感知重构算法无法用于低信噪比情况缺陷，且具有较低的运算复杂度。计算机仿真表明该算法性能优于传统DOA估计算法，能够对任意相关性的信号进行有效DOA估计，具有更高的角度分辨力及估计精度。

关键词：压缩感知；超分辨；波达方向；奇异值分解；多测量矢量欠定系统正则化聚焦求解算法

来源出版物：宇航学报， 2011， 32（6）: 1344-1349

入选年份：2014

精密离心机误差对石英加速度计误差标定精度分析

王世明，任顺清

摘要：分析了离心机各个误差源，用齐次变换法精确地计算了产生的向心加速度，给出了向心加速度、重力加速度和哥氏加速度在加速度计坐标系下的分量，推导了被试加速度计输入加速度的精确表达式。在给出石英摆式加速度计在精密离心机上标定时的误差模型的基础上，着重讨论了误差模型系数的计算值与离心机误差之间的关系。根据仿真结果找出了某些离心机误差对加速度计误差系数标定的影响关系，为按照加速度计的标定精度来确定离心机的精度打下了理论基础。

关键词：精密离心机；加速度计标定；齐次变换；测试方法

来源出版物：宇航学报， 2012， 33（4）: 520-526

入选年份：2014

Ti6Al4V合金微弧氧化陶瓷膜的组织结构研究

蒙晓涓，李卫京，崔世海，等

摘要：采用微弧氧化技术在钛合金表面成功制备出膜厚约100 μm的致密陶瓷膜以提高钛合金的耐磨性。SEM结果表明，陶瓷膜完整连续，与基体呈犬牙状牢固结合。XRD衍射结果表明：陶瓷膜主要由金红石型二氧化钛和Al2TiO5晶体相组成。显微硬度结果表明钛合金微弧氧化陶瓷膜的显微硬度为862 HV而基体合金硬度仅为412 HV，陶瓷膜的硬度远远高于基体合金的显微硬度。摩擦磨损试验表明，镀膜的钛合金磨损量远小于不镀膜钛合金的磨损量，陶瓷膜能提高基体的摩擦磨损性能。

关键词：钛合金；微弧氧化；陶瓷膜；耐磨性

来源出版物：航空材料学报， 2009， 29（2）: 39-42

入选年份：2014

KH550修饰碳纳米管增韧环氧树脂的研究

熊磊，马宏毅，王汝敏，等

摘要：利用偶联剂KH550对多壁碳纳米管（MWCNTs）进行化学修饰，并制备了MWCNTs/环氧树脂纳米复合材料。研究了不同含量的MWCNTs对纳米复合材料力学性能的影响。研究结果表明，MWCNTs表面成功接枝上了一定量的KH550，将其加入环氧树脂基体可大幅提高复合材料的力学性能。当添加量达到0.5%时，复合材料的力学性能最好，冲击韧度和弯曲强度较纯环氧树脂分别提高了85.3%和21.6%。扫描电镜结果显示，复合材料由脆性断裂转变为韧性断裂。

关键词：碳纳米管；KH550；环氧树脂；复合材料；力学性能

来源出版物：航空材料学报， 2009， 29（4）: 63-66

入选年份：2014

直接时效处理对热连轧GH4169合金蠕变行为的影响

田素贵，赵忠刚，陈礼清，等

摘要：通过对热连轧GH4169合金进行直接时效处理、蠕变性能测试和组织形貌观察，研究了直接时效对热连

轧合金蠕变行为的影响。结果表明：直接时效可明显提高热连轧GH4169合金的蠕变抗力，在660 /700 MPa

℃条件下，使合金的蠕变寿命由60 h提高到126 h，在试验的温度和应力范围内，测定出该合金在蠕变期间的激活能和应力指数分别为Qa=559.2 kJ/mol和n=17.6。合金在热连轧期间的变形特征是孪晶和位错在孪晶内的双取向滑移，且有较小的晶粒尺寸；经直接时效后，合金中弥散析出的细小γ"相是有效提高合金蠕变寿命的主要原因。在蠕变期间，合金的变形特征是孪晶及位错在基体中滑移；蠕变后期，在与应力轴垂直的晶界处首先出现微裂纹，随蠕变进行，微裂纹沿晶界扩展并发生沿晶断裂。

关键词：热连轧GH4169合金；直接时效处理；蠕变；变形机制

来源出版物：航空材料学报， 2010， 30（5）: 14-18

入选年份：2014

新型碳基复合吸波材料的制备及性能研究

王雯，王成国，郭宇，等

摘要：在聚丙烯腈（PAN）聚合液中分别加入Fe，nano-Fe 和FeC2O4.2H2O，经热处理后制备了三种新型的电磁损耗型碳基复合吸波材料。通过X射线衍射仪（XRD）对复合材料分别进行物相分析，三种复合材料中，Fe元素主要以Fe3O4的形式存在。根据所测得的介电常数和磁导率比较分析了三种碳基复合材料和纯碳材料的吸波性能，结果表明加入Fe和nano-Fe制备的碳基复合材料有效改善了纯碳材料的输入波阻抗匹配程度，提高了微波吸收性能。结果表明，加入Fe和nano-Fe制备的碳基复合材料，涂层厚度分别为1.9和2.2 mm时，在12.7～18 GHz频段内，反射损失值都小于-10 dB，有效吸收带宽为5.3 GHz。涂层厚度均增至2.5 mm，最小反射损失值分别达到-46和-29.8 dB，有效改善了纯碳基体输入波阻抗匹配程度，提高了微波吸收性能。

关键词：四氧化三铁；碳基复合材料；介电常数；磁导率；微波吸收

来源出版物：航空材料学报， 2012， 32（1）: 63-67

入选年份：2014

中性盐雾预腐蚀对AF1410高强钢疲劳寿命的影响

郝雪龙，刘建华，李松梅，等

摘要：采用失重法和XRD法研究了AF1410钢在中性盐

雾环境中的耐蚀性能，并对中性盐雾预腐蚀不同时间后的试样进行疲劳性能测试，研究了不同预腐蚀时间对材料疲劳寿命的影响。结果表明：AF1410钢发生了严重的全面腐蚀，腐蚀产物主要由FeO（OH）和Fe3O4组成，并得到其腐蚀失重曲线；疲劳断口形貌分析表明，随预腐蚀时间的延长，腐蚀损伤程度增加，在疲劳加载过程中易形成较多的疲劳裂纹扩展源而导致疲劳断裂失效；最终获得中性盐雾预腐蚀AF1410钢结构疲劳寿命特性以及预腐蚀对疲劳寿命的影响系数C（t）曲线。

关键词：中性盐雾；预腐蚀；疲劳寿命；C（t）曲线

来源出版物：航空材料学报， 2010， 30（1）: 67-71

入选年份：2014

耳鼻咽喉科学

嗓音障碍指数量表中文版信度和效度评价

徐文，李红艳，胡蓉，等

摘要：目的：探讨自行翻译的中文版嗓音障碍指数（Voice Handicap Index，VHI）量表信度和效度特征。方法：采用健康相关生活质量评价跨文化翻译法对VHI量表进行系统翻译。546例嗓音障碍患者及80例健康对照者共626例完成了中文版量表评估，其中30例患者及20例健康对照者还同时应用香港中文版量表进行评估。结果：VHI量表中文版总量表和3个分量表内部的一致性为0.8657～0.9517；重测信度为r=0.992（P＜0.001）；总量表、分量表及3个分量表各自内部的r值为0.643～0.904（P＜0.01）；与香港中文版比较，两者之间差异无统计学意义（Z=0.397，P=0.691），并且有很强的相关性（r=0.995，P＜0.001）；因素分析特征根大于1的公因子6个，累计贡献率77.24%，各条目负荷大于0.4；不同嗓音疾病患者总量表及功能、生理、情感3个分量表评分均明显高于对照组，差异有统计学意义（Z值分别为17.69、14.14、17.68和15.50，P值均为0.000）。结论：VHI量表中文版有很好的信度和效度，可以作为发音障碍自我评估工具应用。

关键词：语音障碍；问卷调查；可重复性，结果

来源出版物：中华耳鼻咽喉头颈外科杂志， 2008， 43（9）: 670-675

入选年份：2013

编辑：张宁宁

LIGO—The Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory

Abramovici, A; Althouse, WE; Drever, RWP; et al.

Abstract:The goal of the Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) Project is to detect and study astrophysical gravitational waves and use data from them for research in physics and astronomy. LIGO will support studies concerning the nature and nonlinear dynamics of gravity, the structures of black holes, and the equation of state of nuclear matter. It will also measure the masses, birth rates, collisions, and distributions of black holes and neutron stars in the universe and probe the cores of supernovae and the very early universe. The technology for LIGO has been developed during the past 20 years. Construction will begin in 1992, and under the present schedule, LIGO’s gravitational-wave searches will begin in 1998.