共轨迹卫星星座的优化设计及应用探讨

共轨迹卫星星座的优化设计及应用探讨（共14篇）

篇1：共轨迹卫星星座的优化设计及应用探讨

基于北斗二代的卫星星座设计

针对”北斗二代“卫星导航系统,首先,设计适合我国区域导航定位需求的GEO+MEO的星座;在此基础上增加一个倾斜地球同步轨道卫星星座扩充成一个GEO+MEO+IGSO的全球卫星导航系统;进行GDOP值和可见星数仿真,根据仿真结果对星座参数进行优化.

作 者：戴邵武 马长里 李宇 代海霞 DAI Shao-wu MA Chang-li LI Yu DAI Hai-xia  作者单位：戴邵武,DAI Shao-wu(海军航空工程学院控制工程系,山东,烟台,264001)

马长里,李宇,代海霞,MA Chang-li,LI Yu,DAI Hai-xia(海军航空工程学院研究生管理大队,山东,烟台,2640013;北京清华同方工业有限公司,北京,100083)

刊 名：海军航空工程学院学报  ISTIC英文刊名：JOURNAL OF NAVAL AERONAUTICAL AND ASTRONAUTICAL UNIVERSITY 年，卷(期)： 25(1) 分类号：V556.3 关键词：北斗二代   GDOP   可见星   仿真  

篇2：共轨迹卫星星座的优化设计及应用探讨

卫星测高数据的沿轨迹重力异常反演法及其应用

本文给出了一套基于直角坐标系下的垂线偏差求解重力异常公式，并将之发展成为一套新的沿轨迹重力异常求解公式。与其他方法相比，本方法无须求解交叠点处沿轨迹和跨轨迹方向的海面高斜率，仅需计算沿轨迹方向的海面高斜率，因而更为简洁、有效，而且分辨率可以更高并可与真正的.沿航迹实际船测重力相比较、验证。据此，利用Geosat/GM、ERS-1/35天及TOPEX/Poseidon三种测高数据，反演了南中国海域(0°～25°N,105°～122°E)的2′×2′重力异常――IGG-S。通过与实际船测资料和国际同行提供的重力模型相比，IGG-S总体精度达到10×10-5ms-2。

作 者：王海瑛 作者单位：中国科学院测量与地球物理研究所 动力大地测量学开放实验室，湖北 武汉 430077刊 名：测绘学报 ISTIC EI PKU英文刊名：ACTA GEODAETICA ET CARTOGRAPHICA SINICA年，卷(期)：200130(1)分类号：P228关键词：卫星测高 重力异常反演 沿轨迹海面高斜率

篇3：用汇编语言编写减法器的一个技巧

汇编语言中SBB DST, SCR指令的功能是 (DST) - (SCR) →DST- (CF) .CPU中的ALU是一个逻辑电路, 当 (DST) 的绝对值小于 (SCR) + (CF) 的绝对值时, 如果执行SBB DST, SCR指令, 它就具有无偿借位的特点。例如, 当ALU做4-8的运算时, 结果为6, 原因是ALU无偿借给了被减数一位, 6是14-8的结果。我进一步地探索尝试, 计算457-988的绝对值, 我先用SBB DST, SCR指令按十进制数位分步循环直接计算, 计算出来的结果为MRS, MRS实际上等于1457-988, 这里被减数中增加的1000显然是CPU中的ALU无偿借给它的一位。我通过对这种现象深入地分析受到启发, 我就想能不能再用SBB DST, SCR指令按十进制数位分步循环直接计算一次0-MRS而得到457-988的绝对值呢, 我首先通过理论进行推导, 0-MRS﹦0- (1457-988) ﹦1000+0- (1000+457-988) =988-457, 果然成立。这个推导从理论上说明用这个方法是可以编写减法器的。然后, 我立即用汇编语言编写了下面的减法器程序, 经过执行获得了理想的实际效果。

我所编写的汇编语言源程序如下:

d segment

c segment

end main

在本程序中, 把被减数和减数用非压缩的BCD码表示, 因此, 在每一条SBB指令后面带一条AAS指令, 进行十进制数调整。用了三个循环结构, 前两个循环结构分别计算457-988和0- (457-988) , 后一个把输出结果的每一位十进制数字变为ASCII码。

该源程序对应的用户屏幕如下:

用这个窍门编程, 可以大大地减少麻烦, 减少工作量, 而且稳当可靠不容易出错。我希望这个巧门, 对用汇编语言开发软件的程序员, 作为一个有价值的参考资料。

参考文献

[1]雷丽文等编著:《微机原理与接口技术》, 电子工业出版社, 1997年2月。

[2]刘红丽主编:《微机接口实用技术教程》, 电子工业出版社, 2000年8月。

篇4：共轨迹卫星星座的优化设计及应用探讨

关键词：基坑支护；优化方案；应用

1. 工程情况简介

拟建工程场地位置件见图 1，基坑占地面积约 22000m2，开挖深度约19m。采用常规明挖顺做法施工，需设置4道大面积钢筋混凝土水平支撑，存在造价高、土方开挖与地下结构施工不便、工期长等缺点。本工程基本情况如下：

（1）拟建工程包括2栋超高层建筑（高度分别为140m，180m），1～4 层商业裙房；

（2）拟建工程地下设4层整体地下室，基坑开挖深度约20 米；

（3）工程为地铁上盖工程，地铁6号线民权门站整体位于本工程地下结构内；

（4）拟采用地下连续墙做止水、挡土结构，地下连续墙厚1.0米、深 47米。

图 1 工程现场平面图

由图 1 看出，本工程基坑开挖深度很大，基坑支护结构体系、土方开挖、地下室结构施工规模大，条件复杂，基坑施工风险高、施工难度大。

2. 常用基坑支护方法

2.1支护型式

工程所在场地地下水位高、土质软弱。根据大量工程经验（经过多方调研和考察），基坑支护方式的选择有如下特点：

（1）采用土钉支护的基坑深度一般不超过5m；

（2）采用悬臂式排桩支护的基坑开挖深度不大于6m；

（3）对深度大于6m的基坑，需采用内撑式或桩锚式支护；

（4）对于不可拆卸的锚杆，不允许超出工程用地红线；且开挖深度大于 10m 的基坑，采用排桩（或地下连续墙）+锚杆的支护方式，由于土质条件软弱，设置在黏性土中的桩锚支护的变形往往较大；

（5）一般而言，基坑开挖深度6m～12m 时，可采用一道～二道内支撑；基坑开挖深度 10m～14m 时，可采用二道～三道内支撑；基坑开挖深度 13m～18m 时，可采用三道～四道内支撑；坑开挖深度 18m～25m 时，可采用四道～五道内支撑。当土质软弱、基坑周边变形控制严格时，内支撑的数量需 在上述基础上适当增加。

因此，本工程的基坑支护方式不可能采用土钉支护或悬臂式排桩支护，而只能排桩（或地下连续墙）+多道内支撑的支护型式。同时，内支撑可采用钢筋混凝土支撑或型钢支撑。

2.2 基坑施工方法

对于本工程，可考虑采用的基坑支护方法有如下几种：

2.2.1 设置四道水平支撑+明挖顺做法（传统做法）：

明挖顺做法如图2所示。对于设置4道水平内支撑的情形，其施工工序为：

（1）施工竖向支护结构+止水帷幕

竖向支护结构包括排桩、地下连续墙等。当水平支撑长度较大时，还需对水平支撑设置竖向支托系统。由于地下水位高，还需设置阻断基坑内外地下水联系的止水帷幕，防止基坑内降水时基坑外地下水位下降并由此导致地面沉降，造成环境影响。

图 2 水平内支撑+竖向立柱支托系统

（2）基坑预降水+开挖第一步土方。将基坑内地下水位降低至第一道水平支撑以下，便于开挖第一步土方。

（3）施工第一道水平支撑；

（4）第二步降水+第二步土方开挖；

（5）第四步降水+第四步土方开挖；

（6）施工第四道水平支撑；

（7）第五步降水+第五步土方开挖至基坑底；

（8）施工基础底板；

（9）回填基础底板与围护桩（墙之间的）土体，设置换撑传力带；

（10）拆除第四道水平支撑；

（11）施工地下负四层结构；

（12）施工地下负一层结构；

（13）回填地下负一层与围护桩（墙之间的）土体；

（14）完成地下部分的施工。

2.2.2 周边逆作+中间顺作法

明挖顺作法是由上到下逐渐施工临时性的基坑水平撑，基坑土方开挖到基坑底后，再由下至上施工整体地下室结构。该法的每层临时性支撑也需拆除。对于大面积基坑来说，这部分支撑的造价也颇为可观。对于基坑面积较大、预留反压土宽度又不足时，可比选周边逆作+中间顺作法方案的可能性。 该法的特点是：

（1）分层逆施外围结构至坑底，随逆施分层开挖土方；

（2）外围施工至坑底后顺施中部基坑；

（3）中部基坑内结构分层与外围逆施板连接；

（4）利用外围地下结构梁板体系逆施做内支撑系统，节省支护造价；

（5）由于周边逆施的结构楼板宽度较大，作为水平支撑时，支撑刚度大，基坑变形控制良好；

图 3 施工周边负一、负二层楼板，开挖负三层土方

3. 基坑支护方案优化

3.1常规支护方案及存在问题

目前，深大基坑工程并已成为当前建筑业的一大技术难点。基坑的开挖深度可达到20～30m， 软弱土中基坑一次性开挖面积达5万m2～10万m2甚至更大的大面积深基坑也越来越多。例如，上海虹桥交通枢纽开挖面积达15万m2 以上，海河广场基坑开挖深度17.5m，基坑开挖面积 约10万m2，高银 METROPOLITAN 中央商务区基坑开挖面积近10万m2，大面积基坑开挖深度19m左右，大悦城基坑开挖面积约7万m2，大面积基坑开挖深度15.5m 左右，津港中心基坑开挖面积达6万m2以上。

从可持续发展的角度，当前深大基坑支护工程的设计、施工方法基本还是套用传统的深度不大的中小基坑的方法，即采用地下连续墙或排桩挡土，设置多道水平支撑或锚杆。由于基坑面积巨大，设置水平支撑造价高（每道水平钢筋混凝土支撑的造价可达数百万元，甚至上千万元）、施工周期長、拆除不便、土方开挖与地下工程结构施工不便，而且大量拆除的混凝土等固体废弃物处置与再利用困难，需占用大量的堆弃场地等，浪费了大量的人力、物力和社会资源，不符合可持续发展的政策。

软土地区深大基坑支护工程通常采用大量的地下连续墙（或排桩）和水平支撑或锚杆等临时 结构作为支挡结构。当基坑宽度较小时，可采用型钢作为水平支撑，实现水平支撑的循环利用。但当基坑宽度较大时，常采用钢筋混凝土水平支撑。图 4是某个大面积基坑的钢筋混凝土水平支撑形式，每一道水平支撑的造价可达1000～1500万元。

对于本工程，完全采用上述方案均存在技术、经济方面的一些问题如下：

3.1.1方案 1：明挖顺作方案

图 4 环梁型钢筋混凝土水平支撑

对明挖顺作方案，有如下特点：

（1）由于基坑变形大，同时地铁车站基坑距邻近建筑物仅14m，基坑变形需严格控制，因此， 基坑支护体系需要有较大的刚度，故水平支撑若采用图4所示的水平支撑，由上海城建设计院设计的本工程钢筋混凝土水平支撑方案与图4所示的某实际工程类似。

（2）造价：根据本工程基坑面积、开挖深度、变形控制要求，水平支撑需采用钢筋混凝土水平支撑其布置见图11。根据上海城建设计院的方案，明挖方案比盖挖增加了4道混凝土撑，其混凝土方量约 12000m3，社会平均造价约2500 元/m3，支撑总费用约3000 万元

（3）工期：大基坑开挖及结构顺作至0.00 标高时间约14个月，即塔楼出地面的时间需要14个月。

3.1.2 方案 2：周边逆作+环梁支撑+中间顺作法方案

方案平面图如图 5 所示。

图 5 周边逆作+环梁支撑+中间顺作法方案平面图

与上述方案相比较，本方案特点如下：

（1）在塔楼与地下连续墙之间，由于反压土宽度不够，根据类似工程关于大面积基坑无支撑多级支护的成功经验，在此处的反压土处打设双排桩，形成二级支护，解决反压土宽度不足的问题。外围逆施至地下二层底板后，可开挖坑内塔楼位置土方至坑底；

（2）可把一个塔楼包含在首先开挖到底的基坑范围内，从而可顺施塔楼，同时逆施外围结构。

（3）外围施工至坑底后顺施中部基坑；

（4）中部基坑内结构分层与外围逆施板连接；

（5）利用外围地下结构梁板体系逆施做内支撑系统，不需拆除。不必设置临时水平支撑，节省工期和支护造价；

（6）可有效保证塔楼工期。

3.1.3 类似工程：

旺海国际广场大面积基坑支护设计中的应用情况：在基坑北侧，基坑大面积开挖深度18.0m，局部深坑开挖深度 22.5m。由于塔楼与基坑边的距离不够，反压土放坡后的宽度不能满足基坑稳定和变形控制的要求。为保证塔楼处也能进入中心岛施工范围，提前塔楼的工期，在塔楼与地下室外墙之间设置了双排桩，使北侧基坑最大开挖深度达 22.5m 的条件下，依靠多级支护，实现直接开挖到基坑底，根据调研情况，围护桩顶的水平位移在 30mm～40mm，围护桩距道路仅 3m，现场查看路面没有出现任何开裂，取得了很好的技术经济效果。

4 .结论

仔细分析城市软土地基大面积基坑支护的成功方案后，对拟建工程的基坑支护方案进行了优化，计划采用周边逆作+环梁支撑+中间顺作的方案，此支护方案可节省大面积临时性钢筋混凝土水平支撑的造价与工期，同时，使塔楼可以进入基坑首先开挖到底的范围，可尽快开始塔楼地下室的顺作，提前了塔楼工期，最终实现相对工期短、投入成本小、支护体系可靠的管理目标。

参考文献：

[1]徐爱东.浅淡深基坑工程施工技术[J].科技创新与应用，2012（23）

[2]蒋国盛，李红民，管典志，李汉旭.基坑工程[M].河北：中国地质大学出版社，2000

[3]JGJ94-2008建筑桩基础技术规范[S]

[4]JGJ120-2012建筑基坑支護技术规程[S]

篇5：IGSO星座分析与优化设计

通过对典型IGSO星座摄动影响下星座构型分析,得到影响卫星轨道的主要摄动因素,并对IGSO星座进行长期演化分析,同时评价星座的.稳定性.提出IGSO星座的优化设计方法:以一种双“8”字形,共轨道面的IGSO星座构型为例进行星座设计,设计变量包括卫星数目、轨道倾角、2个星座的交点地理经度,每个星座中第1颗卫星的相位角,采用多目标优化算法得到优化结果,以及星座的三维结构和星下点轨迹.分析结果表明方法合理有效,该星座构型具有较好性能.

作 者：杨洋 范丽 董绪荣 YANG Yang FAN Li DONG Xu-rong 作者单位：杨洋,YANG Yang(装备指挥技术学院研究生队,北京,101416)

范丽,董绪荣,FAN Li,DONG Xu-rong(装备指挥技术学院科研部,北京,101416)

篇6：卫星轨迹跟踪控制的参数化方法

卫星轨迹跟踪控制的参数化方法

在卫星轨迹控制系统的状态空间模型的基础上,通过分析卫星的轨道动力学方程,给出卫星轨迹跟踪控制问题的数学描述;基于线性系统的`特征结构配置和模型参考理论提出一种卫星轨迹跟踪控制的参数化方法,设计系统的反馈镇定控制器和前馈跟踪控制器.分别进行卫星悬停和绕飞两种指令下的仿真.仿真结果表明,提出的控制方案是行之有效的.

作 者：段广仁 谭峰 张世杰 顾大可 DUAN Guangren TAN Feng ZHANG Shijie GU Dake 作者单位：哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心,哈尔滨,150001刊 名：空间控制技术与应用英文刊名：AEROSPACE CONTROL AND APPLICATION年，卷(期)：34(5)分类号：V448.2关键词：卫星轨迹跟踪 参数化方法 模型参考 悬停 绕飞

篇7：共轨迹卫星星座的优化设计及应用探讨

作 者：项军华 张育林 XIANG Jun-hua ZHANG Yu-lin 作者单位：项军华,XIANG Jun-hua(国防科技大学,航天与材料工程学院,湖南,长沙,410073)

张育林,ZHANG Yu-lin(清华大学,宇航技术研究中心,北京,100084)

篇8：胡利朋:诚信之星

胡利朋出生在农村家庭, 先后失去父母的关爱, 爷爷去世后, 只有盲眼的奶奶、卧病的姐姐和他相依为命。他从小就挑起了家庭重担, 照顾姐姐、赡养奶奶, 并以顽强的毅力考上大学, 带着双目失明的奶奶上大学, 靠着自己的拼搏, 在学校资助和社会关心下, 使这个不幸的家庭重新燃起了生活的希望。

在胡利朋6岁时, 父亲开始不务正业, 每天在外喝酒赌博, 打骂家人, 变卖家产, 家庭开始破裂;7岁时, 姐姐患上糖尿病;高二时, 抚养他的爷爷不堪忍受儿子的折磨服毒自杀, 紧接着父亲又把母亲逼上离婚的法庭。父亲浪荡, 爷爷自杀, 姐姐卧病, 奶奶眼盲……家庭四分五裂, 从此他便成了“孤儿”。

然而, 家庭的噩梦没有击倒胡利朋, 凭借优异成绩他考上县里最好的高中———新蔡一高。三次高考, 他愈挫愈勇。第一次考上了二本心有不甘没上;第二次高考前一天他接到了父亲入狱的电话, 精神压力过大的他只考上了三本;第三次高考前一个月在从教室飞奔食堂的路上滑倒, 导致右膝落下疾病, 不愿养病的他在学校地下室“暗无天日”备战高考, 终于考上河南财经政法大学, 给家人点亮了一丝希望, 不仅圆了他的大学梦, 而且也完成了爷爷的心愿。拿到录取通知书那天, 他在爷爷的坟前长跪不起。

考上大学本来是个好消息, 但对于胡利朋这样支离破碎的家庭来说, 高兴之后是更多的忧虑, 每年近万元的学费、生活费从哪里来?来到学校报到身无分文的胡利朋, 在学校“绿色通道”帮助下得以顺利入学, 之后又通过申请国家助学贷款解决了学费问题。入学后在老师帮助下, 他申请了特困生补助、勤工俭学岗位、贫困生冬季棉被等, 生活得到了较好的保障。“如果没有学校的资助, 可能就没有我的今天了”, 每当想起入学时的情景, 胡利朋便感慨万分。后来, 每年都申请了国家助学贷款, 他由衷地感谢这项政策, 可以让他以自己的信用“借”来基本的生活保障, 用他的未来支持现在。但是, 他身上还有家庭的重担, 他在心里也暗下决心, 他要奋斗, 他要创业, 他要给奶奶和姐姐更好的生活, 他要回报学校、社会。

“没有伞的孩子必须努力奔跑。”这是胡利朋收藏在QQ空间里的一句格言, 也是他大学生活的真实写照。从踏入大学校门的第二个星期, 他就开始逐门推销字典、运动鞋、报纸等学习生活用品, 白天有时间就摆摊卖书, 夜里在寝室里卖副食品。为了不影响学习, 他一边卖书一边学习, 每天都忙到深夜一点多才睡。半年时间里, 他没有向家里要过一分钱, 还补贴了家用, 还清了欠款, 度过了充实而有意义的大一上半学期。虽然他累弯了腰, 人消瘦了很多, 但他觉得所有的苦和累都是值得的!

大一下半学期, 在老师和同学的帮助下, 胡利朋成功地盘下一家店面并起名为“创业之家”, 也是在老师和同学的帮助下, 他得以在学习之余挣钱养活自己和家人。

大二时, 因为换校区胡利朋转让了苦心经营半年之久的小店, 但是一到学校东区, 他便忙着调查市场, 争取各种各样的兼职挣钱机会。在这一年的时间里, 他做过旅游、培训等机构的代理, 还卖过二手自行车, 但基本上都是以失败而告终。

大三时, 胡利朋吸取大二失败的教训, 选择了投资小、周期短、回报快、前景好的快递行业并组建了团队。2011年12月, 经过学校资助和就业指导中心的层层选拔和严格审核, 他的团队有幸第一批入住河南财经政法大学大学生创业孵化园。小快递, 大民生。经过近两年艰苦的打拼, 胡利朋的业务范围由一所学校拓展到整个龙子湖高校园区12所学校和2个社区, 负责龙子湖高校园区及周边地区约15万师生、居民的快递业务, 一定程度上弥补了市场的空缺, 方便了师生、居民的学习生活, 并带动了十几个人创业就业。

“滴水之恩, 当涌泉相报。”这句话胡利朋常常说, 也说到做到。在自己创业路上, 他积极参加社会实践, 尽绵薄之力回报社会。2010年6月, 他的团队参加了校第四届创业挑战赛。当知道学校一个学长的妹妹身患白血病和一个学姐的父亲身患肝癌、母亲身患乳腺癌的情况后, 虽然当时他正为姐姐手术缺钱而发愁, 但是胡利朋毅然决定把比赛的奖金全部捐给了他们。

2013年3月1日, 当通过网络得知河南中医学院2011级一位同学自幼丧母、带着瘫痪的父亲上学的事迹后, 胡利朋专门去看望和鼓舞这位学生。

胡利朋的快递公司里有很多像他一样家境困难的同学, 他带领他们用自己的肩膀承担命运的重压。在公司经营走上正轨后, 胡利朋主动放弃了学校的助学金, 理由是“我们学院还有许多比我更需要帮助的人”。

篇9：共轨迹卫星星座的优化设计及应用探讨

关键词：土木工程 课程设计 优化应用 改革措施

1 概述

土木工程专业人才培养过程可分为理论教学和实践教学两部分，二者有区别，也有联系。从各学校办学定位上讲，两者的比例各不相同，从培养目标上说，也不尽一致。现阶段土木工程专业人才突出体现以能力培养为核心，尤其是地方性学校应用型人才培养，要把能力培养贯穿到人才培养方案的指导思想、培养目标、培养内容、教学方法等各个环节。在教学中，基础理论必不可少，但更加注重知识的综合应用，将逻辑体系转变成技术逻辑体系。

建筑工程作为土木工程专业（大土木）的一个口径，课程设计则为实践教学重要的过程教学，是衔接理论教学和实践教学极为重要的载体、手段和环节，也是理论知识和应用能力的传承和转换必不可少的过渡，更是将逻辑体系转变成技术逻辑体系的重要体现。规划设计和建筑工程各课程的课程设计体系，将对专业应用能力培养获得事半功倍的效果，达到举一反三的目的。更是毕业设计最为完美的组成。

根据我国高等学校土木工程学科专业指导委员会在2011年出版的《高等学校土木工程本科指导性专业规范》中设计领域核心实践单元的建议及基本要求，对土木工程专业建筑工程方向课程设计内容包括：房屋建筑学（1周）、钢筋混凝土梁盖设计（1周）、单层工业厂房设计（2周）、基础工程设计（1周）、钢结构设计（1周） 、工程概预算（1周）、施工组织设计（1周）。不同学校的不同专业方向可以根据实际课程安排进行知识点组合，安排课程设计内容。不同学校也可以根据本校的实际课程安排课程设计内容和设计时间。笔者根据本校土木建筑工程专业课程的课程设计实践探索及优化应用，总结出以下的改革措施，以此共同探讨。

2 课程设计教学改革措施

2.1 房屋建筑学课程设计教学改革措施。对于房屋建筑学课程设计部分，结合我系土木工程专业“三位一体”的“666”实践教学模式，课题组通过两届学生教学，尝试将课程设计分布在建筑设计教学内容之后的教学过程中，将理论教学和实践相结合，形成一个有机整体，并尝试多人合作指导课程设计的模式[1]。课题组老师根据教学需要及自己专业特长，拟定不同结构体系、不同使用功能、分量适当的课题，由学生自愿选择指导老师进行设计，一则可以满足学生爱好、激发其设计潜能，二则可以减轻科任教师工作量，效果良好。此外，在设计过程中应该强化规范意识，引导学生正确设计，充分挖掘学生的业余时间，严格考核，及时总结，以求提高教学质量。

2.2 钢结构课程设计教学改革措施

2.2.1 以项目实例为依托，开展设计教学。在课程设计讲解过程中，以已修建实际工程为主，对实际工程进行设计。将书本理论知识与身边实际工程相结合，使学生把课堂所学知识加深理解和巩固。

近两年榆林麻黄梁汽车产业园区，兴建了一批汽车销售4S店工程，主体为门式刚架。就以实际工程为依托，进行课程设计。带领学生到工地进行参观已修建好的门式刚架，了解结构形式，翻阅完整设计图纸等资料，把理论知识与实际工程一一对照、比较，增加了实际工程认知度，增强了施工图的绘制能力。在校教师再对钢结构施工图中的要点一一讲解，学生能从中获得更多的知识。

2.2.2 优化教学内容。在不增加学时的前提下，能让学生更多地掌握课程设计内容。把课程设计相关内容融入到实践教学中集中讲解，不占用理论教学时间。理论教学学时压缩后，我校安排以理论部分较强的钢结构原理为主。对于课程设计部分的讲解学时几乎所剩无几，那么对于钢屋架课程设计中的支撑布置、荷载导算、内力计算、构件计算、节点设计等几部分以平时作业的形式让学生多加练习，通过作业发现问题指正问题。在课程设计过程中遇到问题及时强调，这样能够保证设计各环节的质量。学生普遍反映良好。

另外，要求学生查阅最新规范、图集；课程设计以实际工程为依托，那么就要以最新设计规范为依据。

2.2.3 教学模式和设计内容多样化[2]。在钢结构课程设计中培养学生的创新意识和合作能力，开展多种多样的教学模式。一种引入“参与·合作”教学模式。把一个设计项目拆分为几个子项，2-4人组成设计小组，以设计小组为单位，参与到实际工程中去，对某一项目进行设计，每人设计一个子项。“参与·合作”教学模式的要点是通过教师的指导设计作用，形成学生主动、积极、创新的设计理念，团队合作的设计学习情景，教师与学生、学生与学生之间相互作用，相互促进。

2.3 工程概预算课程设计教学改革措施

2.3.1 将课程设计与理论教学相互穿插[3]。传统教学方法在教学过程中，课程设计与理论讲解在实施上是分开的，导致理论知识的讲解空洞、乏味，学生难以理解，教学效果一般。考虑到教学与课程设计是相辅相成的，理论知识是课程设计的基础，课程设计是理论知识的实践与应用，笔者提倡理论，笔者尝试将课程设计与理论讲解相互穿插组织教学，取得了较好的效果。

2.3.2 选择恰当的题目，确定合理的课程设计份量。笔者对开设工程概预算课程设计的院校进行调研，发现大多数院校该环节考核采用同一题目（同一套施工图）进行考核，形式单一，而且在多届学生中使用，对课程设计的质量产生了负面影响。笔者认为在进行设计选题时应本着“工期新、结构新颖，任务分量适当”的原则，同时尽可能选用正在建的工程，方便学生在设计过程中能将设计蓝图与实物联系起来，增强学生的感性认识和设计的积极性，提高设计质量。

2.3.3 加强老师跟踪式指导，发挥学生的认知能动性，推行学生成果互审制。为确保设计质量，增加学生的主动认知能动性，在进行课时设计组织运行时，将工程量计算安排在教室集中指导，每天不定期的检查学生的初稿，及时发现学生的问题，帮助学生解决问题，并且对一些共性、难点的问题集中讲解。定额套价、材料调差和取费统一安排在模拟算量实验室，使用网络版的广联达计价软件来进行操作，既方便教师的跟踪检查、指导，又可以使学生对基本工程量汇总计算等进行互审，既可调动学生学习的积极性、主动性，又可确保教学质量。

2.4 施工组织课程设计教学改革措施 施工组织课程设计是《土木工程施工技术与管理》课程的综合性、实践性教学环节。本课程设计通过一个常见的、典型的多层建筑工程施工组织设计的编制，使学生熟悉单位工程施工组织设计编制的内容及程序，提高解决实际问题的能力，实现所学施工技术与管理知识的系统化、条理化，为在项目施工、管理领域执业奠定坚实基础。

根据我校应用型人才培养定位，笔者认为该课程设计应做好以下几方面的内容。①将设计课题与理论教学相互穿插，杜绝“两段式”教学。传统教学方法将课程设计与课程理论分开组织，忽略了两者的内在联系，建议在组织教学的时候将二者相互穿插，重点讲好项目施工工艺的组织流程、项目进度控制方法及工艺间的逻辑关系等内容，为后续的工程项目的专项组织设计奠定坚实的基础。②尝试校企合作联合开展课程设计环节。针对我系培养应用型人才的办学定位，结合学校校企合作育人的构想，以现有产教合作项目为依托，以具体的工程项目为背景，尝试校企双向合作育人，激发学生的积极性，使学生较早融入工作岗位，使课堂理论知识与实践应用能力拓展的“零距离”对接，实现“学校知识学习厚基础、企业环境养素质、顶岗实践强能力”。③构建“多任务教学、多人合作指导设计”的实践教学模式。考虑到该课程实践性较强，与施工工艺联系紧密，建议构建集“多层民用建筑（住宅、办公楼等）施工组织设计、单层工业厂房施工组织设计”等为主线的多任务设计课程，并配备不同的专业教师进行设计指导，确保设计质量。④与生产实习相结合，革新课程设计的考核方法。按照原有人才培养方案，施工组织课程设计安排在生产实习教学前，经过近几年的实践，效果不是太好。建议在组织课程设计时，在生产实习前布置任务，生产实习后提交作品，使学生可以在实习过程中将一些新的施工工艺、工法等融入设计，有利于设计中工程质量、文明施工、施工组织专项设计及季节性施工措施等内容的深化。在成绩考核方面，可以结合生产实习环节通过ppt汇报等环节进行，亦可与实习企业联合进行考核，效果较好。

2.5 钢筋混凝土结构课程设计教学改革措施 钢筋混凝土结构课程设计主要包括钢筋混凝土梁盖设计、单层工业厂房设计两个环节，是对混凝土结构及基本原理教学的重要补充。对于钢筋混凝土梁盖设计部分，主要以理论计算为主，应注重学生理论知识的内化、积累；对于单层工业厂房设计部分，则主要注重学生综合应用能力的培养，改革措施如下。

单层工业厂房设计的主要作用是将课程中所学的单个知识点，如单个受力构件设计计算方法、荷载计算方法、内力计算方法、内力组合原则等实际应用于厂房建筑整体的结构设计中，让学生通过设计理解所掌握的计算方法在工程中如何运用，怎样实现教材内大量的构造措施等。雷洋[4]等对单层工业厂房课程设计的设计内容及重难点进行剖析，并提出改进教学质量的方法，具体如下：①合理安排教学内容，突出重点教学。该课程设计涉及到的知识点比较多，教师要在教学中以讲明各个知识点之间的逻辑关系为重点，以学生能够综合运用各个知识点为目的。本人在教学中尝试采用“倒叙法，即根据设计结果反推设计过程，抓住每个过程中的主要矛盾，各个击破，教学效果较好。②合理安排教与学关系，培养学生实践能力。从教学过程的性质来看，教师的主导作用是从教师对教学过程的领导、组织和控制这一角度出发的。而学生在教学过程中首先必须积极参与，然后才能成为积极的推动者，成为学习的主体，这就是“教”与“学”同时在场时对学生的角色定位。③合理优化教学过程，提高设计效率。我校在进行课程设计时间安排上是按照二周，学时排在学生没课的时间和周末，这样从第一次课到最后一次课最久能拖一个月之久，需加强过程控制，方可确保设计质量。

此外，笔者认为，对于单层工业厂房设计这块，为确保设计质量，应加强与房屋建筑学等课程的互动、沟通，在指导教师配置方面，亦可以配置房建老师及企业领域的工程技术人员进行指导。

3 结论

土木工程专业是实践性很强的专业，其应用型人才能力的培养主要取决了实践教学环节的组织实施。课程设计作为实践教学的一个重要环节，对内化理论知识、拓展实践技能等有重要指导意义，更在很大程度上决定着应用型人才培养质量，加强课程设计教学改革的积极意义也在于此。

参考文献：

[1]李玉根，师丽，彭军，鲍亮亮.地方性院校《房屋建筑学》课程教学改革探讨研究[J].大家，2012.6：200-202.

[2]彭军，李翔宇.钢结构课程设计教学改革与探讨[J].中小企业管理与科技，2014.3（下）：243-244.

[3]吴凤平，万爱华，李明孝，王文萱.工程概预算课程设计教学方法的探讨与尝试[J].今日科苑，2007.10：125.

[4]雷洋，刘幸.单层工业厂房课程设计的教学方法探讨[J].东南大学学报（哲学社会科学版），2012.11.增刊：170-172.

[5]高等学校土木工程专业指导委员会.高等学校土木工程专业本科教育培养目标方案及课程教学大纲[M].北京.中国建筑工业出版社，2002.

[6]林健.构建工程实践教育体系培养造就卓越工程师[J].高等工程教育，2012.13.

注：教学管理与实验室建设管理研究项目。

篇10：卫星振动压环优化设计

卫星振动压环优化设计

针对压环压不紧和易变形的缺陷进行了有限元分析,提出了一种振动压环优化设计方法.通过对优化前后数据的比较分析,探讨了提高压环抗变形能力和增加预紧力的途径.实际应用表明,卫星的`一阶频率较压环优化前有明显提高,且没有再出现压环变形的情况.

作 者：张逸波 Zhang Yibo  作者单位：上海卫星工程研究所,上海,40 刊 名：航天器环境工程  ISTIC英文刊名：SPACECRAFT ENVIRONMENT ENGINEERING 年，卷(期)： 26(1) 分类号：V416.2 关键词：卫星   振动夹具   压环   优化设计   有限元方法  

篇11：嫦娥一号卫星双轴天线轨迹规划

嫦娥一号卫星双轴天线轨迹规划

针对嫦娥一号卫星双轴天线指向地球的.控制要求,给出双轴天线框架角的计算方法.根据地球可见条件及双轴天线转动角度和角速度的限制,确定星上双轴天线自主跟踪地球的范围.最后,在轨飞行试验结果验证了该方法的有效性.

作 者：王淑一 宗红 李铁寿 WANG Shuyi ZONG Hong LI Tieshou 作者单位：北京控制工程研究所,北京,100190;空间智能控制技术国家级重点实验室,北京,100190刊 名：空间控制技术与应用英文刊名：AEROSPACE CONTRD AND APPLICATION年，卷(期)：35(3)分类号：V4关键词：嫦娥一号卫星 双轴天线 框架角

篇12：用户感知体系优化的探讨及应用

【摘 要】移动通信服务的竞争日益激烈，用户体验的提升是留住用户的重要手段，为了能够有效地评价用户实际感受，通过对无线参数及核心网信令数据进行研究，提出了可实施的评价算法，通过该算法对用户体验进行量化评分，客观地表达了用户的真实感受。

【关键词】用户感知；感知体系；用户体验质量

Discussion and Application of User Experience System Optimization

HUANG Yihua1，SUN Liuyi2，LU Hongtao1，WEI Yao1

[Abstract] The competition of mobile communication services is increasingly fierce，the improvement of user experience is the important mean to retain customers.In order to effectively evaluate the actual user experience，wireless parameters and signaling data in the core network are investigated.A practical evaluation algorithm is proposed，which can objectively express the true user feelings by quantitatively scoring user experiences.[Key words]user experience； experience system； quality of experience 引言

?S着4G的普及，用户对无线通信网络的依赖程度不断加深。因此，用户的网络体验直接影响用户对运营商网络的选择。

以用户体验提升为目标来优化网络，逐渐替代现有的通过路测进行网络优化，从而达到运营商品牌忠诚度提高的目的，推动用户流量使用量的提升。用户感知体系现状

运营商曾经在3G时代使用端到端优化来改善用户体验，已经设计出一套完整的用户感知打分体系，该体系主要是通过监控网络质量，通过综合打分，来判断用户对无线网络的感知情况。各厂家各制式的感知体系在细节上有些不同，但是总体的思路基本相同。大多都是采用4层模型分解（如图1所示），提出QoE（Quality of Experience，用户体验）目标，分解到KQI（Key Quality Indication，关键质量指标）及KPI（Key Performance Indication，关键业绩指标），再到具体的指标，然后指定各指标权重，最后对网络整体的用户感知状况进行打分。

但是，随着网络从3G升级到4G，用户使用手机的需求和习惯产生了很大的变化，影响网络的因素也有很大的变化，不同的App、不同的手机、不同的网站都可能对用户体验产生重大影响。而用户对网页打开时延的忍受力，聊天应用的顺利与否，视频的卡顿等也都成为用户感知的主要内容。原有的感知体系也需要跟着用户的需求变化而发生变化。因此，需要重新制定一份满足现状的评分体系来评估LTE的用户感知。用户感知体系搭建

3.1 客户体验管理体系概念

用户投诉往往是用户对网络不能忍受的情况下才提出来的，如果能够在投诉前就发现用户问题，及时地跟进解决，那就会在很大程度上提升用户体验。CEM（Customer Experience Management，客户体验管理）就是针对这一体验管理而提出的。CEM体系通过分析用户对各种业务的使用频度、网络和服务质量、对KQIs进行加权汇总，建立起尽可能贴近用户感受的CEM指标体系，进行测量、计算、监控和分析利用，及时发现和定位影响用户感知的问题，并通过各种保障措施确保用户感知。同时通过分析相关数据，对用户感知进行营销，使用户感知保障成为可持续的经营活动。

针对CEM的度量，给出了一个CEI（Customer Experience Indicators，客户管理指标）指标。CEI指标的定义原则如下所示：

（1）QoE指标分为子项感知度和整体感知度。

（2）子项感知度的定义与用户对业务某一方面的应用感受相一致，用户对该业务的应用感受有几个方面，则定义几个相应的子项感知度指标。

（3）每个子项感知度指标都有与之相对应的一个或一组KQI指标。这个或这组KQI指标描述的是某一业务应用在某一方面的性能，而对应的子项感知度则是用户对这一方面性能的主观感受。

（4）整体感知度是用户对某一业务应用的综合体验质量，是该业务对应的所有子项感知度的综合反映，为单独的一个指标，包括用户行为和终端分析。

（5）CEI的指标从网络侧多个接口获取数据，从端到端的角度来分析用户感知。因此，其度量的指标能够较为准确地反映用户的实际情况，如图2所示。

CEI是基于用户感知的总体评价，分为三层，第一层是CEI度量的分值，第二层是KQI指标参数，第三层是KPI指标参数，如图3所示。而KQI又可以由分布在不同网络侧的KPI参数来监控得到。虽然最后都是分解到KPI指标，但是此KPI和传统的KPI还是有很大区别。其具体区别如下：

（1）物理链路

传统KPI关注运营商的网络/网元；KQI关注业务应用的端到端网络性能。

（2）业务类别

传统KPI无法区分业务应用类别；KQI体系重点考察具体业务应用性能。

（3）协议层

底层协议层性能无法完整反映上层协议层性能。

图3 CEI三层指标

3.2 用户感知指标体系指标的选取

为了能够量化用户感知，需要给出一定的量化指标。因此要从客观的角度去找到一些影响用户感知的因素，并对其进行量化，方便客观地评价感知情况。

影响感知的因素有很多，包括：

（1）网络因素：由于网络通信问题，例如通信质量差、速率慢等因素导致用户体验差。

（2）手机因素：由于手机本身问题，例如出现卡死，手机本身CPU处理较慢等因素导致用户体验差。

（3）应用因素：手机App也是影响用户体验的一个重要因素，App本身的界面，操作等因素是否合理对用户体验的影响也很大。

（4）其他因素：例如品牌、价格、客服等其他因素的影响。

通过用户感知发现网络所存在的问题，通过提升网络质量来提升用户感知。

通过大量的用户投诉意见分析，发现无线网络覆盖是用户的基础需求，网络接入性和保持性是保障网络的基本条件，用户感知的最主要部分是用户对业务的体验。而且对于业务体验，可以通过网络侧的一些监控参数来实现。通过专家法给出了三个方面的权重，无线覆盖质量30%，网络接入性和保持性10%，业务体验60%。

（1）无线质量覆盖：用户可以在手机界面上直接看到信号强度，因此，一旦信号强度显示较差，就会影响运营商品牌在用户心中的得分。因此，选取RSRP直接反应了用?舳酝?络的主观感受。如果手机信号回落到3G或2G，数据业务在用户心中的体验就会明显降低。因此，专家讨论后给了一半的权重。

（2）网络接入性和保持性：通过随机对200位用户的调研发现：电话网络是否能接通，需要多久接通，是否经常掉话，这三个方面在用户主观感受中排在前三位。根据这个调研结果，建议选取RRC连接成功率、RRC连接时延、掉话率三个指标作为感知指标。通过专家法给出了三个指标的权重，RRC连接成功率30%，RRC连接时延40%，掉话率30%。

（3）业务体验：通过用户调研排名，选取了占用户时间较多的即时通讯、视频、应用下载、其他下载。由于不同的用户偏好不同，因此，采用了根据时间来确定动态权重的方式来设定各个应用的权重。基于各个应用体验，也通过专家法选取了KPI指标，并确定其权重，具体如图4所示。

3.3 得分计算方法

对用户的打分，分为单用户得分、单小区感知得分、区域总体感知得分。满分为100分，根据失败情况，进行单项扣分，扣完后加权计算得到感知的最后得分。

用户打分可以根据公式（1）来确定最后的得分。根据异常次数来扣分，每次扣分步长是根据预定的期望分数和异常事件次数代入公式（1）来进行计算的。单用户评分是要把用户数量改成一个，设定合适的期望分数和一定时间的异常总数。期望分数值和期望每日异常次数为人工经验值。扣分步长计算规则如表1所示：

表1 扣分步长计算规则

指标 评分规则

成功类 满分100分，失败一次扣一个步长STEP，扣完为止

时延类 满分100分，超过门限一次扣一个步长STEP，扣完为止

速率类 满分100分，低于门限一次扣一个步长STEP，扣完为止

（1）

其中，STEP表示步长，SubscriberNo表示用户数，Exceptation表示用户评分期望值，Abnormal表示异常话单次数。

（1）单用户打分计算说明

1）一般用户得分

单指标得分计算（扣分方式）=100-每日实际异常次数×扣分步长；扣分步长=（100-期望分数值）/单用户期望每日异常次数（2）

其中，期望分数值和期望每日异常次数为经验值。

2）异常用户得分

针对一些特定用户，异常次数较少，但是成功率特别低。例如，掉话三次，但是一共发生4次电话。针对这样的用户引入了按成功率计算得分的方式。其计算公式如下：

单指标得分计算（成功率）=100×（总次数-异常次数）/总次数（3）

单指标实际最后得分：Min[扣分方式得分，成功率得分]（4）

3）最后总分

根据单指标加权汇总得分。

（2）小区用户感知打分计算说明

将小区当做一个用户，打分方式参考单用户打分。

（3）区域感知打分计算

区域感知打分是将区域内的各小区的感知打分进行平均处理。

3.4 实际打分案例

从广东电信某地区获取某一用户得分案例。内容说明如下。

（1）项目：根据指标体系获取可直接打分项目。

（2）得分：100-（问题次数×扣分步长）。

（3）问题次数：问题发生次数是该用户实际的用户问题发生次数。得到上述数据后，得到如表2所示的计算表格。

（4）扣分步长：根据“扣分步长=（100-期望分数值）/单用户期望每日异常次数”计算方法得出扣分步长。

（5）期望每日异常次数：该地区期望每日异常次数得分由该地区的日常统计得出。根据经验值给定80分时对应的每日异常次数。

得到每项的得分后，计算加权分数。其中业务体验的二级权重根据用户使用时间来确定比例。通过加权计算得到最后的总分为86.7分，如表3所示。应用效果分析

4.1 用户得分情况分析

用户感知体系设计完成之后，在某地市进行应用。该地市电信用户总数543 956人，期望值取80分。期望异常数根据各指标不同按照人工经验值给出。

图5是2017年2月某地市的得分情况，从数据上看，80分以上人数占总数的68%，大部分用户感知符合此次评估的预期。但是仍存在很多感知较差的用户。例如低于20分的，可以认为这部分用户感知极差，可能会产生投诉或离网，需要进行主动关怀。

图5 各分数段人数分布图

4.2 小区得分情况分析

通过查看小区的打分，发现问题小区。选取某一感知较差小区，该小区得分为67分。

查看其第一级子项得分，发现覆盖和业务得分较低，体验较差，初步判断是由于覆盖问题导致的业务体验差。详细得分如表4所示：

表4 一级子项得分情况

一级子项 得分

?o线覆盖 61

网络接入性和保持性 97

业务体验 65

一级子项雷达图如图6所示：

图6 一级子项雷达图

进一步查看无线覆盖质量下的二级子项得分，RSRP得分只有52分，4G覆盖较差，且3G连接也不是非常好，可能会因流量速率较差，导致用户体验差。二级子项得分情况（天线覆盖）如表5所示：

表5 二级子项得分情况（无线覆盖）

二级子项（无线覆盖）得分

RSRP 52

3G连接 68

查看业务体验二级子项，发现视频、应用下载和其他下载得分明显偏低，说明在需要高速下载相关的应用都存在较差体验，这个符合我们之前的判断。二级子项得分情况（业务体验）如表6所示。

二级子项（业务体验）雷达图如图7所示。

通过此套体系评估体系，可以认识到该小区覆盖的用户感知情况，初步判断小区存在问题的原因。通过该打分体系对所有小区打分后，可以针对感知得分较差的小区进行专项优化，以提升用户感知。

4.3 与实际投诉用户得分进行对比分析

选取一些实际投诉用户，通过查看他们的得分情况以评判投诉用户的情况。总体来看投诉用户的部分时间得分较低。下面选取了5种投诉用户的情况：

（1）有信号无法上网投诉。当月最差日得分：22.5分。

（2）语音投诉。当月最差日得分：72.7分。

（3）无信号投诉。当月最差日得分：37分。

（4）频繁掉线投诉。当月最差日得分：52分。

（5）网速慢投诉。当月最差日得分：54分。

从上述得分来看，除了语音投诉用户得分较高外，其他用户得分都相对较低。由于系统中不对2G、3G的参数进行感知评分，因此语音问题没能够反应在感知得分中，符合系统预期的设计。结束语

用户感知评估系统能够从一个简单的得分就看出用户感知的好坏，将复杂的网络优化简单化，通过对用户大数据的分析，将更精准地把脉网络。

随着感知系统的逐渐成熟，用大数据进行问题分析的能力也要进一步加入。

（1）问题点细化。感知评分需要根据不同场景进行细化，比如忙时场景，会展场景，校园场景等多个维度场景来区分评分，以便更有效地发现问题。

（2）自动发现问题。通过信令分析，对得分低的小区问题自动定界定位。自动给出问题的经验方案供网优人员参考。

（3）人工智能网优。再到后期通过大数据自动学习，可以让系统自动跟踪用户习惯，调整系统评估参数，发现异常用户，实现网优的人工智能化。

参考文献：

篇13：共轨迹卫星星座的优化设计及应用探讨

由于雷达所处的环境的复杂性,除了地物、云雨、鸟群等干扰外,还可能来自临近的雷达异步干扰、电台干扰等。所有的干扰,经过接收机进入信号处理机,虽然经过了中频信号的处理,但还可能有残余。因此,为了得到更好的检测性能,在检测前进行一次视频积累是非常必要的。

虽然视频积累的效果不如相参积累,但是视频积累的工程实现比较简单,对雷达的收发系统没有严格的相参性要求,且对大多数运动目标来讲其回波的起伏将明显破坏相邻回波信号的相位相参性,因此在许多实际工程应用场合还是采用视频积累。

在雷达视频积累算法[1]的工程实现过程中,需要雷达信号处理器具有较快的实时性,并且对信号处理器的稳定性、体积、功耗等也有严格的要求。近年来随着FPGA技术的快速发展,为我们提供了一种更好的解决这一问题的途径。由于FPGA本身所具备的并行结构的算术结构,使得FPGA特别适合用作高性能的数据通路处理器[2]。利用FPGA实现雷达视频积累算法具有实时性强,硬件系统体积小结构灵活,适于模块化设计,开发周期短,并且支持在线可编程,使系统具有较强的通用性和可扩展性等优点[3]。本文以此为出发点,提出并讨论了一种利用FPGA技术实现雷达视频积累的方法。

2 系统的硬件结构

在具体实现过程中主要采用一块基于FPGA的雷达信号处理卡,既可以采集来自雷达接收机的中频、视频信号并对其进行数字信号处理,又可以自身模拟产生雷达中频、视频信号进行数字信号处理或不处理直接送往雷达信号处理机。雷达信号处理卡的硬件电路结构框图[4]如图1所示。

FPGA采用的是Xilinx公司的100万门FPGA芯片XC3S1000,其配置芯片为Xilinx公司的1 Mb容量PROM芯片XC18V01,以主动串行方式对FPGA进行上电配置。AD,DA分别为ADI公司12位高速模数转换芯片AD9432与14位高速数模转换芯片AD9764。SRAM采用Cypress公司的256 k×16 b SRAM芯片CY7C1041。

设计中利用FPGA实现32 b/33 MHz的PCI接口逻辑,进行实时信号采集和传输控制。由于FPGA具有层次化的存储器系统,其基本逻辑功能块可以配置成16×1,16×2或32×1的同步RAM,或16×1的双端口同步RAM,因此可以在FPGA内部配置高速双口RAM用来作为信号传输的数据缓冲器。同时,为了节省FPGA的内部逻辑资源,在FPGA外围配置了适当的SRAM用来存储数据。

3 视频积累算法在FPGA上的实现

通常视频积累的工程实现有多种方法。从时域上来说,视频积累是将连续N个重复周期同一距离单元的视频回波信号进行叠加,因此实现脉冲串积累离不开延迟线。在使用FPGA实现数字延迟线时,需要将前面N-1个周期的信号量化后存储起来,这样做需要较大的存储量和运算量[1]。所以在实际工程中,常采用滑窗检测器用于天线波束扫过目标时收到回波脉冲数N较少的场合,但是若N值仍然较大,则滑窗检测器仍需要有很大的存储量。因此,在采用FPGA实现视频积累时,采用小滑窗检测器更适合于FPGA的特点。

小滑窗检测器[1,5]是一种窗孔长度L(累加的脉冲数为L)小于天线波束扫过目标时收到回波脉冲数N的检测器。L一般比N小很多,例如N在10~20以上,而L取5~7。小滑窗检测方法进行视频积累的原理框图如图2所示。

在本设计中,通过FPGA软件编程采用FPGA+SRAM的方式来实现视频积累。小滑窗检测器的延时主要通过将信号量化后存储在高速SRAM的方式完成。FPGA软件编程实现视频积累的原理图如图3所示。

图3中的clk为系统主时钟;countdist为距离计数器;accen为视频积累的使能信号,accen为高电平时有效;countdist,clk与accen为控制时序关系的主要系统变量;accdata为求模后输入的非相参信号,系统的视频信号实时不断地输入到FPGA中。

FPGA通过时序控制将accdata信号量化后为RAMdata信号;当RAM的读信号RAMwe为高电平时,RAMdata写入SRAM地址中,通过时序控制将前面L-1个周期的量化信号存储在高速SRAM中,待信号在SRAM中存满后,即RAMrd为高电平;RAMwe为低电平时,通过时序控制,将存入SRAM中的同一距离单元上的前L-1个信号读出,并与当前输入信号在FPGA中进行累加完成窗孔长度为L的小滑窗检测,从而实现对非相参视频信号的视频积累。

4 仿真验证

为了验证本文原理以及本系统的实现效果,首先模拟产生雷达信号处理中经过求模以后的相参视频信号,该信号仅含有幅度信息和杂波(根据参数设置直接在FPGA芯片中利用软件编程产生),对该模拟信号进行视频积累,经D/A变换送给示波器显示。将编译综合后的BIT文件下载到FPGA芯片中进行系统联调,最后在示波器上查看仿真的结果。图4为经过求模后的雷达相参视频信号在示波器上的截图,该信号的杂波为近似服从均值为0的均匀分布;图5为对该模拟信号进行视频积累后在示波器上的截图。

从仿真的结果可以看出,利用本系统对经过求模后的信号进行视频积累取得了比较理想的效果。

5 结 语

本文着重介绍了利用FPGA芯片实现视频积累的原理和过程。利用FPGA进行雷达视频积累,可使系统具有更大的灵活性,减少了系统的体积,提高了系统的可靠性,大大缩短了系统开发的周期。随着FPGA芯片以及设计更新软件的更新与快速发展,FPGA芯片将具有更高速的重复复杂计算的能力,同时又具有软件的灵活性,并可以重复利用硬件来降低成本,模糊了硬件与软件之间的界限,使硬件系统具有更大的灵活性以及通用性。

本文最后利用FPGA软件编程模拟实现了一个经过求模后的雷达相参视频信号,并利用本系统对该信号进行了视频积累,取得了较好的效果。

参考文献

[1]张明友,汪学刚.雷达系统[M].北京:电子工业出版社,2006.

[2]徐欣,于红旗,易凡,等.基于FPGA的嵌入式系统设计[M].北京:机械工业出版社,2005.

[3]蒋亚坚,沈桂明.FPGA在雷达信号处理器中的应用研究[J].雷达与对抗,1999(2):57-63.

[4]宋杰,周传山,何友,等.基于FPGA的雷达信号模拟、采集与处理系统[J].海军航空工程学院学报,2006,21(6):601-605.

篇14：结构设计优化方法及其应用探讨

【关键词】结构设计优化设计技术；房屋结构设计；应用

近年来，由于土地价格市场的变化，不断上涨的土地价格给开发商的建筑总成本控制带来了极大的压力，同时，人们对于居住条件及生活环境的要求不断提高，相应建筑产品的品质要求也就不断提高，这就让开发商不断寻求新的手段满足顾客需求，而降低工程造价就成为开发商追求的直接目标，这就需要我们利用结构设计优化设计技术方法，提高有限空间、有限资源的最大化效果发挥，实现经济化、实用性和适用性的良好目标。

1.结构设计优化方法

赏心悦目的建筑是建筑的美观与结构设计相互协调密切配合的结果。建筑结构设计追求适用、安全、经济、美观和便于施工五种效果，而建筑设计优化设计技术方法的应用不但满足了建筑美观、造型优美的要求又能使房屋结构安全、经济、合理，成为实际意义上的“经济适用”房。从建筑上分析结构设计优化方法，它主要体现在房屋工程分部结构的优化设计和房屋工程结构总体的优化设计量方面。 房屋工程分部结构优化设计包括：基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。对以上几个方面的优化设计还包括选型、布置、受力分析、造价分析等内容，在实施过程中，还应该按照一切从实际出发的原则，结合具体工程的实际情况，围绕房屋建筑的综合经济效益的目标进行结构优化设计。进行结构设计时，应在满足设计意图后，尽量使平面布置规则，缩小刚度和质量中心的差异，这样水平荷载就不会使建筑物有太大的扭转作用。竖直方向上应避开使用转换层，减少应力集中现象。

1.1结构优化设计模型。 结构设计优化就是在各种影响变量中选择主要参数，并建立函数模型，运用科学合理的方法得出最优解。结构总体的优化建立模型的大致步骤如下：

（1）设计变量的合理选择。通常的设计变量选择对设计要求影响较大的参数，将所涉及的参数按照各自的重要性区分，将对变化影响不大的参数定为预定参数，通过这种方法可减少很多计算编程的工作量。

（2）目标函数的确定。使用函数找出满足既定条件的最优解。

（3）约束条件的确定。房屋结构可靠度优化设计的约束条件，包括了应力约束、裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、从正常时的极限状态下弹性约束到终极状态的弹塑性约束、从可靠指标约束到确定性约束条件等。设计中，要保证各约束条件必须符合现行规范的要求。

1.2结构优化计算方案。 结构设计优化设计多个变量、多个约束条件，属于一个非线性的优化问题，设定计算方案时，常将有约束条件转变为无约束条件来计算。常用的方法有拉氏乘子法、符合型法、Powell等。完成计算方案的设定后只需编制相应适用的运算程序即可得到我们的最终优化结果。

2.结构设计优化技术的实践应用

结构设计优化方法应用于实践之中，是目前一个比较广泛的课题，利用结构优化的方法在不改变适用性能的前提下达到降低工程造价的目的。结构设计优化设计应用于项目的整体设计、前期设计，旧房改造，抗震设计等设计的各分部环节，发挥着巨大的效益。在按照结构设计优化的方法及模型进行实践的过程中，要注意下面的几个问题。

（1）结构设计优化应注意前期参与。 因为前期方案的确定直接影响建筑的总投资，而现在存在的普遍问题就是前期方案阶段结构设计并不进行参与，建筑师进行建筑设计时大多并不考虑结构的合理性以及它的可行性，但是建筑设计的结果却直接对结构设计造成影响，某些方案可能会增加结构设计的难度，并使得建筑的总投资提高。如果在方案的初期，结构优化设计就能参与进来，那么我们就能针对不同的建筑类别，选择合理的结构形式，合理的设计方案，获得一个良好的开端。

（2）概念设计结合细部结构设计优化。 概念设计应用于没有具体数值量化的情况，例如地震设防烈度，因为它的不确定性，计算式难免与现实有较大的差异，在进行设计的时候就要采用概念设计的方法，把数值作为辅助和参考的依据。设计过程中需要设计人员灵活的运用结构设计优化的方法，达到最佳的效果。与宏观把握相对应的，设计的过程同时要注意对于细部的结构设计优化，比如现浇板中的异形板拐角处易出现裂缝，可划分为矩形板。注意钢筋的选择，I级钢和冷轧带肋钢市场价格差不多，但是他们的极限抗拉力却相差很大，所以在塑性满足要求的情况下，现浇板的受力钢筋就可选择冷轧带肋钢筋。在做里面设计的时候，外立面上的悬挑板及配筋，满足基本的规范要求即可，达到既安全又经济的目的。

（3）下部地基基础结构设计优化。 地基基础的结构设计优化首先要选择合适的方案，如果为桩基础，那么要根据现场地质条件选择桩基类型，尽量节省造价。桩端持力层对灌注桩桩长的选择影响很大，应多进行比较以确定最合适的方案。

3.结构设计优化的现实意义

（1）结构优化设计降低总造价 进行结构优化设计中，多层住宅和高层住宅相比较，层数越多，总建筑面积增大，单位建筑面积占用的土地面积就越小，节约了用地成本，但建筑层数的增多，建筑总高度也会加大，楼与楼之间的间距也要加大，这时占用的土地节约量就不与建筑层数增加比例相同了。另如屋盖部分，一栋楼只有一个屋盖，并不会因为层数的增加而有所改变，它的成本下降会比较明显。对于基础部分而言，虽然也是各层共用的，但是层数增加，传给基础的荷载将会增大，我们需要增大基础，这样单位面积的造价有所降低，但是却没有屋盖的效果那样明显。

（2）进行结构设计优化提高建筑结构经济性。 建筑的层高增加，由于墙体面积和柱体积增加，结构的自重会增加，基础和柱的承载力相应增加，水卫和电气的管线会加长；相反降低层高，可节省材料，有利用抗震，同时建筑的总高度减小，两建筑之间的日照距离就会减小，间接的节约了用地。建筑面积相同，建筑使用不同的平面形状时，它的外墙周长也就会不同，这样当选择圆形或是越接近于方形时，外墙周长系数就越小，基础、外墙砌体、内外表面装修都随之减少，同时其受力性能也得到提高，增强了建筑的经济性能。

（3）与传统的结构设计相比，采用结构设计优化方法可以使建筑工程造价降低6%～34%。优化方法的技术性实现，可以最合理的利用材料性能，使建筑结构内部各单元得到最好的协调，不仅可以实现建筑美观、实用，而且在造价方面也有较大的节省，达到了建筑工程设计对适用、安全、经济、美观和便于施工的一般要求。通过使用优化设计手段，达到这5个方面的最佳结合，符合现今建筑商对于建筑结构的效益的需求，也符合市场可持续发展的需求。

参考文献

[1]谈建筑结构的优化设计[J].建筑科学，2009（4）.

[2]张红友.优化结构设计减少建筑投资成本[J].陕西建筑，2008（11）.

[3]马臣杰，张良平，范重.优化技术在深圳京基金融中心中的应用[J].建筑结构，2009（4）.

[4]卢亦焱，黄银燊，唐红.房屋加层外框架结构方案的优化设计[J].哈尔滨工业大学学报，2009（4）.