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2008年 第44卷 第1期 刊出日期：2008-01-20

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基于单站GPS数据的GPS系统硬件延迟估算方法及结果比较

李强,冯曼,张东和,萧佐,师立勤

2008, 44(1):  149-156. 

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从GPS数据中解算电离层总电子含量(TEC)的最大误差源是硬件延迟。作者介绍了两种解算电离层TEC和硬件延迟的方法。利用单站的GPS双频数据，计算了2004年电离层TEC和硬件延迟，对两种方法得到的硬件延迟进行了比较，并且和欧洲定轨中心的公布结果进行了对比，同时分析了不同纬度台站数据解算硬件延迟的误差特点。结果表明：这两种方法均可以解算TEC和硬件延迟，结果是可靠的。解算的硬件延迟的标准偏差与观测站的纬度有关，在中国区域，纬度越低，估算的硬件延迟偏差越大，对这一情况进行了分析。

梅雨锋的天气尺度研究综述及其天气学定义

郑永光,陈炯,葛国庆,黄艳芳,张春喜

2008, 44(1):  157-164. 

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对几十年来国内外对天气尺度梅雨锋研究结果进行了综述，众多研究成果表明梅雨锋具有多样性的特点。由于众多研究者对梅雨锋的定义存在很大的差异，因此在综合国内外不同观点的基础上，给出了梅雨锋的天气学定义，即：梅雨锋具有一条数千公里长的横贯东亚和西太平洋地区的雨带；梅雨雨带随季风的进退而进退，梅雨锋是季风气团和其他气团之间的锋面；梅雨锋区是位于夏季风北侧的相当位温强梯度带。

球面分数霍尔效应的纠缠研究

刘雪乐,李定平

2008, 44(1):  11-14. 

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纠缠的冯纽曼熵测量被用于研究球分数霍尔效应。数值计算表明，球分数霍尔效应为最大纠缠态。当系统中粒子数较多时，纠缠度的值（E）可用霍尔效应的填充因子（ν）表示：E～log21ν。

钢-水泥砂浆石界面动态粘结强度的实验与计算研究

李旭东,叶琳,刘凯欣

2008, 44(1):  1-5. 

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设计和制作了一种用以考察钢和水泥砂浆石界面动态粘结强度的新型试件，并开展了实验和计算研究工作。通过准静态实验与冲击实验，研究了钢-水泥砂浆石界面粘结强度随加载速率的提高而产生的变化。计算工作以LS-DYNA软件为有限元计算平台，选用Johnson-Holmquist-Cook模型作为水泥砂浆石材料的本构模型。通过计算分析了冲击载荷下界面破坏的过程和机理，并验证了基于split hopkinson pressure bar(SHPB)实验技术的冲击实验方法的可行性和可靠性。研究结果表明界面粘结强度与加载速率的对数大致成线性关系。

使用永磁透镜减小永磁微波离子源引出束流发散的研究

钱锋,徐蓉,郭之虞,宋执中,于金祥,彭士香,袁忠喜,陆元荣,赵捷

2008, 44(1):  6-10. 

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介绍了北京大学重离子物理研究所2.45 GHz袖珍永磁微波离子源引出系统的一项改进，即在距该离子源永磁环9 cm处加一个长为10 cm的永磁透镜。通过计算机模拟和实际测量，对增加此透镜前后比较了磁场分布的变化。模拟计算和实验结果表明，永磁透镜产生的磁场可以有效地聚焦引出的束流，减小引出束流的束斑尺寸。与电磁螺线管透镜相比，该项改进简化了束流传输系统，节省了电功率，并有利于改善离子源区的真空。

用于AMS的RFQ加速器能散问题研究

李航,刘克新,郭之虞,颜学庆,陆元荣,方家驯,陈佳洱

2008, 44(1):  15-18. 

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将RFQ作为加速器质谱系统（AMS）的加速器是AMS小型化的一条可能途径,减小RFQ加速器的输出束流能散是实现这一途径的关键。对RFQ加速器成形段部分对束流输出能散影响的分析表明，在减小调制系数、极间电压、同步相位，使各参数匹配的同时，适当地增大纵向聚焦力可显著降低RFQ输出束流能散。利用变参量RFQ动力学模拟程序RFQDYN进行模拟优化，得到输出束流能散为0.4%的RFQ加速器物理设计。

金属In与掺Nb的SrTiO₃金属半导体接触研究

王世奇,马玉彬

2008, 44(1):  19-22. 

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研究了金属In与掺不同Nb浓度的SrTiO₃（Nb-STO）衬底之间构成的金属半导体结（金-半结）。测量了不同温度下的I-V曲线。在掺杂浓度为0.05 wt.%衬底构成的金-半结I-V曲线中，反向电压部分得到的有效因子n在1.05～1.10之间，且随温度变化很小，而正向的n很大，表明出势垒随着偏压的变化改变很大。金属In与Nb-STO衬底之间构成的金-半结在浓度为0.05 wt.%和0.7 wt.%的掺杂情况下，结点都表现出非线性的I-V关系，均不能视为欧姆接触。

强脉冲离子束对Ni/Ti和Al/Ti体系的辐照混合研究

尚怡君,颜莎,乐小云,赵渭江,王宇钢,薛建明

2008, 44(1):  23-27. 

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研究了强脉冲离子束(IPIB)对Ni/Ti和Al/Ti体系的混合效果，并与常规离子束混合进行了对比研究，表明IPIB辐照确实获得了比常规离子束辐照更厚的混合层，且混合效率远高于常规离子束。但对于不同的膜/基体体系，IPIB混合效果相差很大。这与膜和基体的热力学特性的差异相关。在IPIB辐照过程中，膜材料损失严重，特别是膜和基体的热力学特性差异大的样品损失更加严重。探讨了IPIB辐照不同于常规离子束混合的两种特殊混合机制以及膜材料损失的原因。

非局域双缝双光子干涉的量子局域性理论

王若鹏,张会荣

2008, 44(1):  28-30. 

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设计了一个新的非局域双缝双光子干涉的实验，从局域的量子理论出发，计算得到了与实验现象相一致的理论结果，说明即使光子对是非纠缠的，也可以得到表观为非局域的实验结果。

根据数据统计特征的低功耗FFT处理器

张师群,于敦山,盛世敏

2008, 44(1):  31-36. 

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提出了一种基于SDF（single-path delay feedback）结构的低功耗FFT处理器。该FFT处理器使用了根据输入数据的统计分布特征的功耗优化方案。详细分析了该方法的优缺点，并提出了相应的改进方案。使用中芯国际0.18 μm工艺设计实现了一个64点的FFT处理器，通过比较发现对于特定的数据流，大约可以节省15％的功耗。

反编译中的复合条件分支识别算法

韦韬,毛剑,邹维

2008, 44(1):  37-43. 

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首次对复合条件分支编译后的结构进行形式化描述，应用图论方法提出了复合分支网络概念，并在此基础上提出了一种新的识别算法。通过理论分析并采用该算法对多个典型样本进行实验，均显示该算法与现有算法相比，识别正确性有明显改善。

H.264/AVC帧内预测器的VLSI实现

朱忠平,冯建华,曹喜信

2008, 44(1):  44-48. 

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提出了一种帧内预测电路的实现方法，在舍弃了平面预测模式情况下，通过多路选择器选择不同加法路径，和大量共用加法器，以较小代价实现了帧内预测所有剩余的预测模式。在基于SMIC CMOS 0.18 μm最坏工艺条件下，电路规模仅为4000门，关键路径延迟为5.7 ns。

基于GPGPU的多目的混音算法的研究与实现

盛向治,单宝松

2008, 44(1):  49-54. 

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提出了一种名为GAM的基于GPGPU的多目的混音算法。该算法通过像素渲染器完成混音。为了减少缓冲区切换造成的时间占用，该算法将传统算法优化为两遍渲染。三维模型的投影位置由顶点渲染器控制，使得多个具有不同输出集合维度的算法可以在同一个渲染缓冲区上并存，并且避免了对同一像素的多次渲染。待混音的数据单元以单一纹理的形式输入，缓解了GPGPU I/O能力及其计算能力间不匹配的问题。实验结果表明，在主流硬件平台上，该算法较基于CPU实现的算法具有较高的加速比。

一种降低流水化指令缓冲存储器泄漏功耗的设计方法

孙含欣,王箫音,佟冬,程旭

2008, 44(1):  55-61. 

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流水化的指令缓冲存储器通常被用于高频率处理器中，以提高取指带宽。然而，在以往的研究工作中，对流水化指令缓冲存储器的泄漏功耗问题关注较少。在工作中发现流水化的指令缓冲存储器较之传统的指令缓冲存储器能够更好地提供降低泄漏功耗的机会。通过这一观察，提出根据取指地址的要求来动态管理指令缓冲存储器中行的活动--仅仅使需要访问的行处于正常活动状态，而其他行均被控制在低电压模式下，从而大幅度降低这些行的泄漏功耗。通过模拟评测发现，该方法使流水化的指令缓冲存储器的泄漏功耗降低了77.3%，而处理器的性能损失仅为0.32%。

适于MEMS加速度计读出电路带宽可调的低通滤波器

陈江华,项斌,莫邦燹,王展飞,倪学文

2008, 44(1):  98-102. 

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提出了一种适于MEMS电容加速度计读出电路带宽可调的低通滤波器，带宽调节范围为100～8000 kHz。信号频率低于500 Hz时选用开关电容低通滤波器，高于500 Hz的信号则由连续时间低通滤波器来处理。该低通滤波器采用1.2 μm的2P2M的N-阱CMOS工艺实现。设计中分析并解决了因时钟信号引起的制约开关性能的因素：优化的开关时序消除了电荷注入引起的非线性；时钟馈通敏感节点增加虚拟开关抵消了耦合电荷；高PSRR共源共栅折叠式差分输入结构，有效地抑制了来自电源的干扰，改善了电路的性能。

针对宽带电磁散射分析的时域积分方程方法的精度研究

王湃,夏明耀,周乐柱

2008, 44(1):  62-66. 

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讨论了应用时域积分方程方法分析宽带电磁散射问题的精度问题，研究了选择不同的时域基函数对表面感应电流、散射远场和雷达截面的精度的影响。数值结果表明：对于封闭的散射体，必须使用组合场积分方程来消除内部共振；虽然时域感应电流和散射远场看起来很精确，但雷达截面有明显误差，这意味着雷达截面是检验精度的最好物理量。

一种自适应软件体系结构建模及其实施方法

冯耀东,黄罡,梅宏

2008, 44(1):  67-76. 

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综合软件体系结构相关领域的研究成果，为实现软件系统的自适应，提出了一种基于软件体系结构的方法，即自适应软件体系结构方法（SASA）。该方法利用基于质量属性场景的软件体系结构分析方法来获得适应性变化的原因和时机，通过质量属性驱动的软件体系结构设计方法决定适应性变化的内容，使用支持变化性描述的软件体系结构描述语言记录上述信息，借助于支持运行时刻软件体系结构的中间件在运行时刻实施指定的适应性变化，以达到面向质量属性的软件自适应目标。该方法通过J2EE平台的一个应用进行了实例研究。

基于局部感知质量评价的自适应水印

朱新山,汤帜

2008, 44(1):  77-86. 

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为获得鲁棒性与不可感知性之间的最佳折中效果，将载体信号分成多个信号块，并为每个信号块规定一个独立的失真条件，称为局部质量评价。在检测值最大化的意义下，分别以信噪比和Watson视觉模型描述失真条件探讨了两种具体的水印实现方案，并且在给定的失真条件下推出了相应的检测值上限，然后对相关参数提供了一些实际而有效的调整策略。该方案中还引入了一种改进的线性相关检测器。它利用了载体信号的边带信息提升检测值，并从理论上对其性能进行了分析。大量实验结果表明，该方案在水印不可感知性和鲁棒性两方面均获得了非常显著的提升。

基于分数倍基扩展模型的双选信道估计方法

刘英男,蒋伟,姚春光,王武军,梁庆林

2008, 44(1):  87-92. 

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通过分析复指数基扩展模型（BEM）与多普勒扩展频谱之间的关系，提出一种基于分数倍基扩展模型的双选信道估计方法。当接收机能够获得最大多普勒频率值时（可以通过自身运动速度等计算或者作相应估计），通过相应调整BEM基频率为原来的1/K倍，信道估计的均方误差性能得到明显改善。另外，还提出了重叠利用训练符号的改进算法，研究表明改进算法可以进一步提高信道估计的质量。

LDPC-SPC乘积码

乔华,林广荣,王达,董明科,项海格

2008, 44(1):  93-97. 

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提出了一种LDPC-SPC乘积码。该乘积码以低密度奇偶校验（low density parity check，LDPC）码为水平码，单奇偶校验（single parity check，SPC）码为垂直码。给出了LDPC-SPC乘积码的硬判决译码算法和软判决译码算法。利用这些译码算法，LDPC-SPC乘积码能够在不同的LDPC码字之间交换比特置信度信息，完成译码。仿真结果表明，以长度8064 bit，码率1/2的LDPC码为基础构造的LDPC-SPC乘积码，能够有效地降低该LDPC码的误码平层，并且在误码率为10-7时，乘积码取得了超过LDPC码0.3 dB的性能优势。

基于多孔氧化铝模板的勃姆石纳米线的形成

杨欣,王晶云,潘华勇

2008, 44(1):  103-107. 

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使用高纯铝箔作为初始原料，以多孔阳极氧化铝模板为中间产物，通过对多孔阳极氧化铝模板进行水热反应的方法制备出勃姆石（γ-AlOOH）纳米线，产物的特征长度为60 nm，直径在2～5 nm之间。整个实验方法简单，且没有引入其他杂质元素。分析了反应过程及水热反应温度和时间对勃姆石纳米线形貌的影响，并通过对比实验表明AAO模板的纳米多孔结构是水热反应生成勃姆石纳米结构的必要条件和主要原因。

近47年城市化发展对沈阳区域局地气候的影响研究

马明敏姜晓艳刘树华张菁

2008, 44(1):  108-114. 

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利用1959-2005年沈阳及周边郊区4县（康平、新民、法库、辽中）台站的气候观测资料，研究分析了沈阳城区、郊区气温、降水量、相对湿度、风速的变化趋势和特点。在此基础上，探讨了城市化发展对沈阳区域气候变化产生的影响。研究发现：1) 近47年来，沈阳平均气温上升显著，其中冬季、春季增暖幅度最大，夏季最弱。同时，沈阳郊区增暖幅度略大于城区增暖幅度。2) 沈阳年降水量、相对湿度、平均风速整体均呈下降趋势，降幅以平均风速最大，降水量最小。沈阳降水量的季节变化比较复杂，冬季降水量轻微增加。分析结果显示，沈阳城市化发展对区域局地气候产生了重要影响，尤其是近年来对郊区气温影响显著。另外，城市化进程对平均气温、风速的影响比其对相对湿度、降水量的影响更为显著、直接。

云中液水含量与云光学厚度的统计关系研究

刘晓春,毛节泰

2008, 44(1):  115-120. 

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利用地基双波段微波辐射计积分液水含量资料、由飞机观测资料计算所得的积分液水含量与EOS(earth observing system)/MODIS(moderate-resolution imaging spectro-radiometer)云产品的云光学厚度分别进行了相应计算，得到了云光学厚度与液水含量的两关系式。结果发现两组数据的拟合线斜率十分接近，前者关系式比后者更为合理。应用此关系式推算了某时刻的云中液水含量分布，并用于验证MODIS反演的液水路径，发现在层云覆盖下二者有很好的一致性。

MODIS近红外资料反演大气水汽总含量

李红林,李万彪

2008, 44(1):  121-128. 

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遥感反演大气水汽总含量对于研究水循环、全球气候变化、天气预报、遥感大气校正等具有重要意义。本文考虑了卫星扫描视场角的影响，实现并改进了用MODIS近红外资料反演大气水汽总含量的两通道比值反演模式，并用辐射传输模式定量讨论了误差。结果表明，反演值和探空均方根误差RMS=0.29 g/cm2，相关系数在92%。对月平均水汽分布的比较显示，反演水汽总含量与MODIS产品的分布是一致的，且更为合理。

双星立体观测云顶高度几何反演方法

黄磊吕胜辉张焱王洪庆

2008, 44(1):  129-134. 

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通过双星立体观测中卫星-球心-投影云-真云的平面和球面三角几何关系推导出真云云顶高度计算公式，利用云顶高度变化和图像匹配的方法，对模拟得到的双星“立体观测图像对"进行云顶高度反演实验。通过对具有台风和冷锋形态分布的卫星红外云图模拟资料进行实验，得出平均垂直高度误差不超过500 m的云顶高度，并对图像对比中1个像素偏移导致的云顶高度误差进行了误差分析。

北京市大气静稳型重污染的印痕分析

蔡旭晖,丑景垚,宋宇,游春华

2008, 44(1):  135-141. 

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2004年10月1-10日，北京出现了一次典型的大气静稳型重污染过程。利用印痕(footprint)分析方法，结合主要污染物PM10的逐时浓度监测数据，对这次静稳型重污染过程及其影响源地进行分析。结果表明： 1 重污染过程中PM10浓度的日变化特征有明显改变，下午和晚上出现高浓度； 2 北京地区PM10浓度的水平分布总体呈“南高北低”形势； 3 重污染发展阶段伴随着印痕分布区域不断朝偏西南方向延伸的过程，延伸区域达100～200 km，反映西南方向源区对这次重污染的明显贡献。

基于关系矩阵的复合宽边界区域拓扑关系计算

杜世宏,秦其明,王桥,郭泺

2008, 44(1):  142-148. 

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简单宽边界区域拓扑关系计算比较简单，而复合宽边界区域拓扑关系计算比较复杂，因而需要一个计算方法以实现复合宽边界区域拓扑关系计算、查询和分析处理。在分析复合宽边界区域与简单宽边界区域关系联系的基础上，研究了根据复合宽边界区域中简单宽边界区域拓扑关系矩阵计算复合宽边界区域拓扑关系的方法，并根据复合宽边界区域的性质，简化了算法。计算方法使得扩展九交模型不再是一个概念模型，而是可计算的，从而为查询和分析处理宽边界区域拓扑关系奠定了基础。