高级波段技术分析范文第1篇

摘 要：在继承前人的“三段评估法”的基础上，在国家乒乓球队运动实践中，结合Simi Scout技战术视频分析软件，重点对乒乓球比赛技战术快速反馈与诊断的方法进行了研究，研究认为：运用Simi Scout技战术视频分析软件，可以做到对乒乓球比赛的现场快速反馈与诊断，在国家乒乓球队的实际运用中取到了较好的效果。建立乒乓球技战术模型是进行视频技战术快速反馈与诊断的关键。建立了通用的单打模型、双打模型，以及王皓、王励勤、马琳的技战术模型，在实践中证明是行之有效的。

关键词：乒乓球；技战术模型；视频；诊断；反馈

中图分类号：G846.19文献标识码：A文章编号：1007-3612(2008)10-1351-07

On the Video Rapid Feedback and Diagnose Method of Techniques and Tactics in Table Tennis

QIAO Yun-ping

(Beijing Sport University, Beijing 100084, China)

Abstract:Based on previous “Three Phases Evaluation", the paper focuses on rapid feedback and diagnoses method of techniques and tactics in table tennis with Simi Scout software for techniques and tactics video analysis. It puts forward that live rapid feedback and diagnose in table tennis contests can be taken by Simi Scout software, and it performs well in National Table Tennis Team's practice. The establishment of table tennis techniques and tactics model is key to its rapid feedback and diagnoses. The establishment of general individual and pair model, and techniques and tactics model foe Wang Hao, Wang Liqin and Ma Lin are proved effective.

Key words: table tennis; technique and tactics model; video; diagnose; feedback

中国乒乓球运动近半个世纪在世界乒坛保持领先地位，取得了许多优异的运动成绩。其中以科技支持为重要手段，努力实现科学化训练，提高乒乓球运动员的竞技能力，进而通过比赛将其最大限度地转化为运动成绩起到了重要的保障性作用。对于乒乓球运动员技战术能力诊断与监测的研究，前人已做了大量的工作，并取得了较好的实践效果。近几年来，乒乓球竞技条件发生了很大变化，如球体的变大，比赛分数的减少，发球难度的增加，2008年奥运会乒乓球比赛新赛制的实施等，这些变化给中国乒乓球队带来了新的挑战，面对如此严峻的形势，以往对于乒乓球优秀战术能力诊断与监测的方法、指标等需要进一步的研究与发展，以适应乒乓球运动新的变化。

据此，本研究拟在前人研究成果的基础上，本着继承与发展的宗旨，根据乒乓球的专项特点、以及乒乓球科研工作者的以往研究基础，以中国乒乓球队这一群体为研究对象，运用视频战术分析软件Simi Scout系统，建立乒乓球运动员技战术视频的快速反馈与诊断的方法，为教练员与运动员提供快速及时的结合视频的技战术反馈，使乒乓球运动员战术能力的诊断与监测在理论与实践运用效果上再提高一步。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象 乒乓球比赛技战术的视频快速反馈与诊断的方法。选取的测试对象是国家乒乓球男一队队员：王皓、王励勤、马琳、马龙、陈（王己）、郝帅等。

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法

1.2.2 调查访问法 对本文的研究对象、国家队教练员以及乒乓球专项和理论方面的权威人士进行访谈，从而获得分析乒乓球比赛技战术分析的方法、特点与基本规律的第一手的观点信息。

1.2.3 Simi Scout视频技战术分析法 该软件是由德国著名的SIMI Reality Motion Systems公司利用多年的时间开发，并较为成熟，在国际上已成功用于足球、篮球、排球等多项运动项目，由国家乒乓球队引入。

1.2.4 数理统计法 对技战术分析数据进行数理统计，主要是运用Microsoft Excel软件进行分析。

1.2.5 逻辑分析法

2 结果与讨论

2.1 进行乒乓球视频技战术快速反馈与诊断的步骤 本文运用Simi Scout视频技战术分析软件，结合乒乓球项目的特点，能够实现快速、准确地对乒乓球比赛技战术进行快速反馈与诊断。主要包括如下步骤：

2.1.1 采集乒乓球比赛录像 这是技战术分析的基础，采集乒乓球比赛录像的方法有两种，一是对以往比赛录像资料的转录，二是现场采集。

2.1.2 建立乒乓球技战术分析模型 1) 分析训练比赛中的实际问题。该步骤的目的在于找到哪些实践问题是当务之急，现时的实践需求是什么，问题的类型和特征是什么，以确认是否有进行诊断的必要性和可行性。在这一步骤上，既需要科研人员深入运动实践进行观察和体会，又要有教练员的配合和对诊断的较高认识和理解。它是一个科研与训练高度的结合过程。这样，才能保证该系统高效运行。在这一环节上一般采用的是调查、访谈、研讨的方法。

2) 确立乒乓球技战术分析指标、建立乒乓球技战术模型。乒乓球技战术指标很多，对战术诊断的入手点可根据实际情况，从时间、空间、状态、动力等范畴入手，对于每一板球的评判包含运动员所使用的技术、线路、落点、效果等要素，板与板之间的衔接的评判指标，以及该球所处于整场球的时间段，如是开局、中局、尾局或是关键分等。要根据实践需求，由粗到细，逐级选取有效的技战术分析指标，建立相应的指标库，并理顺选取指标之间的关系，形成网状结构图，进而建立乒乓球技战术模型。

2.1.3 标记识别比赛技战术 完成了上述步骤之后，就到了标记识别技战术阶段，即对每个球的属性进行标记选取。操作界面如图1所示。

图1 比赛技战术标记识别界面

2.1.4 统计分析技战术结果 由于技战术诊断是建立在统计概率基础上的专家评价系统，为了适应实践中瞬息万变的战术变化，就要求所使用的统计方法要简单易行，具有较强的可操作性。如果不作为现场使用，统计方法则可复杂些，以便更全面地反映实际中的问题。三段、各段统计数据图如图2所示。

2.1.5 进行综合诊断 该步骤包括因素筛选、主观判断、撰写分析报告等工作。在综合诊断过程中，一般由一个诊断小组来完成。

2.2 乒乓球技战术分析模型 建立乒乓球技战术分析模型，是乒乓球比赛技战术视频的快速反馈与诊断的前提与核心，本研究中建立了多个技战术分析模型。包括简单的和复杂的乒乓球技战术模型，单打模型、双打模型，可使用于所有运动员的通用模型，以及针对于主力运动员个性特点的技战术模型等。

2.2.1 “三段法”视频单打技战术模型

2.2.1.1 分析训练比赛中的实际问题 该模型是继承传统的乒乓球三段指标法的研究方法，将其转换为Simi Scout技战术模型，以便于视频分析与数据统计。该模型由于级数较少，适合乒乓球比 赛现场的技战术视频统计与分析。可以满足队里一般的技战术视频统计分析的需求。

图2 三段、各段统计数据图

2.2.1.2 确立指标，建立技战术模型 将国家乒乓球队传统的纸制三段统计表转化为Simi Scout 技战术模型的指标库，其中包含了四个层次的技战术指标，第一级指标为局数，第二级指标为三段，第三级指标为各段指标，最后一级为得失分的指标。对于一分球的识别要从这四个层次来进行判断。

三段指标法的核心是对每分球中发生得失分关系的那板球的属性进行定义。将发生得失分关系的那一板板归入三段中相应的段中。

在确立了三段技战术分析指标以后，建立了指标之间的网络结构图，如图3所示，共有四级指标：包括一级指标、二级指标、三级指标，以及第四级的得失分关系指标。

图3 三段法技战术分析模型

2.2.2 双打视频技战术分析模型

2.2.2.1 分析训练比赛中的实际问题 近几年，中国乒乓球队再次进入巅峰时期，囊括了几乎所有赛事的金牌。但是2006年多哈亚运会中国队唯一缺失的就是男子双打的金牌。对于昔日中国男队来讲，重新崛起的突破口是男子双打；而如今，男子双打则是德国、韩国、香港、日本等队的重要突破口。他们都希望能在整体实力不如中国队的情况下，在男子双打方面有所建树，以在奥运团体赛中获取一分。因此，中国队还要继续重视双打项目的研究。不仅要研究对手情况还要不断探索男子双打的技战术规律，以确保中国队在世界乒坛的绝对霸主地位。

2.2.2.2 确立指标，建立双打技战术模型 如图4所示，以单打三段法的研究方法为基础，确立技战术分析指标，建立双打技战术分析模型，共包含五级指标。

一级指标为局数，其中由于决胜局在5分后要交换发球权与方位，故将决胜局分为决胜局上与决胜局下。

二级指标为轮次。双打时，双方运动员发球-接球组合共有8种组合，其中奇数局与决胜局上的组合方式相同，偶数局与决胜局下相同。以5局3胜的一场双打比赛，马琳/陈王己vs郝帅/马龙为例，包含了以下8个轮次。第1局、第3局、和第5局上半局的发接轮次为：马琳发―郝帅接、陈王己接―郝帅发、陈王己发―马龙接、马琳接―马龙发；第2局、第4局和第6局下半局的发接轮次为：马琳接―郝帅发、马琳发―马龙接、陈王己接―马龙发、陈王己发―郝帅接。

三级指标为三段指标，分为发抢段、接抢段和相持段。

四级指标为各段的具体指标，同单打三段通用模型指标。

五级指标为每一球最后的得失分情况。

图4 双打视频分析模型

2.2.3 王皓的技战术分析模型

2.2.3.1 分析训练比赛中的实际问题 1） 发球轮，中间和反手位起板，对方的应对情况；2） 接发球轮，中间和反手位起板，对方的应对情况；3） 主被动关系和得失分情况。

2.2.3.2 确立指标，建立技战术模型 本模型的建立是基于三段法基础之上，对其进行了调整与细化。模型的第一级指标为局数；第二级指标为轮次，包含发球轮和接发球轮两个子指标；第三级指标为对方应对技术情况的情况，包含正手拉、反手拉、侧身拉、正手防、反手拱、反手拨、反撕、反手弹、反手防、快带及非统计球，其中非统计球是指该球中王皓未在中间位和反手位上手的球，同时还包含了意外球的情况。与传统的三段法相比，在最后一级加入了主被动关系一列，为了是对王皓的主被动关系和得失分情况进行标记与统计（图5）。

图5 王皓技战术分析模型

2.2.4 王励勤的技战术模型

2.2.4.1 分析训练比赛中的实际问题 1） 正手、反手、侧身使用率及凶狠度分析；2） 正手、反手、侧身使用技术及杀伤力分析；3） 回击线路分析；4） 前三板凶狠度分析；5） 二、四板衔接分析；6） 对手上手后对应技术分析；7） 连续进攻得分技术及线路分析；8） 对方发球分析。

2.2.4.2 确立技战术指标，建立视频分析模型 如图6所示，将教练所需的指标转换为Simi Scout战术模型，建立了近六十级的技战术分析模型。包括如下相互联系、具有逻辑关系的网状结构。

图6 王励勤技战术分析模型的第一、二部分体系

1） 第一部分是对该球在整场比赛中位置的定义，包括局数、比分、是否是关键分，轮次，正手板数、反手板数，所处的阶段等列指标。

2） 第二部分是专门对于产生得失分关系的那一板球的详细描述，使用的技术、线路、方位、所处阶段等。

3） 第三部分是对发球的详细描述。如图7所示，发球战术指标包括发球的站位（正、中、反）、技术（侧上侧下、转与不转、逆旋转等）、落点（台内、半出台、出台、小三角等）、线路（直线、中路、斜线），效果（直接得分、直接失分、连续）等指标。

4） 第四部分是对接发球的技战术指标。如图7所示，对接发球的技战术指标分为五级指标。包括接发球的技术（摆、劈、挑、拉、拧、晃撇、晃拧、敲推、敲、推等指标）、正反手（正手、反手、侧身）、落点（台内、半出台、底线）、线路（斜线、直线、中路）、效果（好、中、差）。

图7 王励勤技战术分析模型的发球、接发球体系

5） 第三板的技战术指标体系。包括了5级指标。主要有技术、正反手、落点、线路和效果组成（图8）。其中技术指标包括劈长、摆短、推、拉、挑、撕、冲、敲、反拉、拱、攻、拧、挡、晃挑、晃撇、拨、拉冲、推敲、搓等。

图8 王励勤技战术分析模型的第三、四板体系

6） 第五板及以后板数的技战术指标体系。包括了4级指标，是控制与反控制的重要阶段，相对来说短球较少。与前面几板，少了落点这一级指标。一直做到第11板球（图9）。其中技战术指标与第三板相比，多了对拉、反面挡、对拉、放高球等指标。

图9 王励勤技战术分析模型的第五板及第五板以后体系

7） 需要特别说明的是每一板技战术中加了一个“否”指标，是为了处理该球到该板就产生得失分关系的球，板数的分析不再往后继续。

2.2.5 马琳的技战术模型

2.2.5.1 分析训练比赛中的实际问题 1） 整体运用反手的使用率、得分率。

2） 反手各项技术的使用率、得分率。

3） 反手线路的使用率、得分率。

4） 将一分球分为发抢、接抢、控制与反控制、主动相持、被动相持、正手回反手六个阶段，比较不同阶段反手使用的技术、得失分情况等。

5） 在比赛的不同阶段，开局与关键球时运用反面技术的对比分析。

6） 对方劈、挑后，马琳反面拉技术的应用情况。

7） 使用反手技术时比赛的比分情况。

2.2.5.2 确立技战术指标，建立视频分析模型 将教练的要求进一步细化与建立逻辑关系，其核心是将马琳在比赛中使用反手技术的一板进行详细分析，在对方什么技术之后，用的是什么反手技术，线路是什么，取得了什么样的效果，这一板球处于这分球中的哪一个阶段。而且在一分球中可能多板使用反手技术，就要对多板进行分析。以及该分球处于整局比赛的什么位置，比分为多少。

因此，如图10建立了技战术模型。

图10 马琳技战术模型

1） 局位包括开局、关键分与其他时。开局指一方比分达到5之前的球，关键球指8：8以后的球。

2） 每分球的阶段分为六个阶段：发抢、接抢、控制与反控制、主动相持、被动相持、正手回反手六个阶段。3） 发球指标包括：旋转、落点的指标。旋转包括转与不转、侧上侧下、勾子球、逆旋转球，落点包括台内、半出台、底线。4） 对方来球技术包括发球技术、接发球技术与其他板数的技术。

5） 马琳反手技术可以分为三类进攻、防守和控制性技术。其中进攻技术包括：拉、挑、拧、冲、推；防守技术包括：推、敲、撕、拱、挤、反面挡、放高球等技术；控制技术包括：劈长、摆短、挤、晃挑、搓等技术。线路有直线、斜线、中路。

6） 反手技术之后的效果有好、中、差。好为马琳反手技术后直接得分，差为直接失分，为后面还有连续，当连续时又分为三种衔接，反接侧、反接正、反接反。当反接侧、反接正时战术分析结束，当反接反时，进入下一个反手技术的分析。

2.3 乒乓球比赛技战术快速反馈与诊断方法的应用

2.3.1 三段法技战术现场视频分析的应用――队内比赛现场分析 在国家乒乓球男队封闭训练期间，用Simi Scout软件，三段法视频技战术模型对队内比赛进行了现场统计与分析，赛后将视频、数据与分析报告即时将结果反馈给教练与运动员，取得了较好的效果。现以王振在某次队内比赛中的两场比赛为例对三段法技战术现场视频分析的应用结果做一说明（表1）。

表1 王振技术统计

3.1.1 王振vs陈王己技战术统计与分析 1) 发抢段（+16，-6）。如表1所示，王振发抢段的得分率73％，使用率29％，表现优秀。发球直接得5分，发抢得6分失4分；第五板抢攻得2分。

发抢段王振上手比较果断，效果不错，尤其是侧身大角度冲陈王己正手位。值得注意的是：当王振主动上手时，自己直接失误较少，但当陈王己接发球劈王振正手，王振显得准备不充分，匆忙上手易失误。

2) 接抢段（+13，-10）。如表1所示，王振接抢段的得分率57％，使用率29％。接抢段表现不错。接发球控制得5分失2分，接发球抢攻得1分失1分；接发球后被攻（陈王己发抢）失5分，陈王己发抢较凶狠，王振接球后较难退下去。

3) 相持段（+9，25）。如表1所示，王振的相持段的得分率26％，使用率43％。相持是王振输掉比赛的主要段落。即表明在削攻对抗中，王振明显处于下风。尤其是反手、中间削球失误较多，得5分失10分。正、反手被陈王己逼大角各失7分和4分，被动削中路失3分。

总结以下几个问题供参考：

――王振领先时心态变化和技战术运用问题。（决胜局王振10:6领先，但是出现反胜为败的现象）；

――在对方防守能力一般的情况下，可稍加大进攻的比例。本场的临场统计表明，王振的上手、反攻能力不错，给陈王己较大的威胁。

――进一步加强削球手各种基本功的运用能力。

2.3.1.2 王振vs马龙技战术统计与分析 1） 发抢段（+3，-6）。如表1所示，王振发抢段的得分率33％，使用率16％，使用率和得分较低。王振整场比赛发抢没有得分，在前三板中仅发球得1分。原因有两点：a. 马龙接发球质量较高，王振机会不多；b. 可能王振意识和胆量不够。

2） 接抢段（+10，-10）。如表1所示，王振接抢段得分率50％，使用率36％，王振整体接抢段表现可以。其中接发球直接失误3分得2分；对方发抢失3分；第四板抢攻得3分，失3分，第四板削球得5分失1分。马龙对王振反手转不转判断得不是很清楚。

3） 相持段（+9，-17）。如表1所示，王振相持段的得分率35％，使用率47％。反手削得7分负1分；侧身冲得1分失2分；正手被动削失误7分；反手被动削失4分。

总结以下几个问题供参考：

――在对方防守能力较强的情况下，正手上手要精细落点，并且注意衔接的连续性；

――注意对方吊其中间正手和冲反手大角度的衔接。

2.3.2 双打技战术视频分析的应用―马琳/陈王己对波尔/许斯分析 本文运用双打技战术视频分析的方法对多场国家队队内比赛与国际比赛的双打比赛进行了分析，为教练员与运动员提供了我国主力运动员配对以及主要对手的双打技战术数据与分析。现以2005年第48届世乒赛马琳/陈王己对波尔/许斯的一场球为例。该场比赛马琳/陈王己1:4（11:13; 11:3; 6:11; 13:15; 7:11）负于对手。

2.3.2.1 总体分析 第48届锦标赛马琳/陈王己1:4负于波尔/许斯。总体分析三段数据可以看出，马琳/陈王己发抢段虽然得分率较高，但是使用率太低，而接抢段表现一般，正由于马琳/陈王己前四板表现一般，也致使他们在接下来的相持中没有优势，相持段得分率较低（30％），而最终负于对手（表2）。

表2 马琳/陈王己对波尔/许斯三段技术统计

2.3.2.2 发球轮次分析 从表3的整场比赛发球轮次得失分统计可得出以下几点：1） 整体上，马琳发球轮得失分比（17:10）明显高于陈王己的发球轮（8:16）；2） 马琳发波尔接、马琳发许斯接得失分效果差别不大，马琳/陈王己稍占上风（+8，-4； +9，-6）；3） 陈王己发波尔接的轮次，马琳/陈王己失分较多（+5，-11）；4） 陈王己发许斯接的轮次，马琳/陈王己也不占优势（+3，-5）。

表3 锦标赛马琳/陈王己发球轮次得失分统计

2.3.2.3 接发球轮次分析 表4表明以下几个问题：

1） 马琳接－波尔发的轮次，马琳/陈王己得失分比率较低（5:10）;2） 陈王己接－许斯发的轮次，马琳/陈王己得失分也不高（5:9）；3） 马琳接－许斯发的轮次，马琳/陈王己本场比赛表现不错（+8，-4）。

表4 锦标赛马琳/陈王己接球轮次得失分统计

2.3.2.4 发球抢攻段 本场比赛，单从发球轮的前三板得失分数据可以看出（表5）：1） 马琳发波尔接或许斯接（陈王己的发抢轮），马琳/陈王己有明显优势（+6，-2； +6，-3）；2） 陈王己发―波尔接，马琳/陈王己失分较多（+4，-9）；3） 陈王己发―许斯接，得失分相当（+2，-3）。

表5 马琳/陈王己发球轮次发抢段得失分统计

如表6所示，为发抢段得失分的具体情况，结合观看视频，可以发现：

1） 本场比赛陈王己的发抢表现出色。尤其是对波尔和许斯快挑两条线的球，反应迅速灵活，衔接速度快。但，陈王己要注意许斯挑打其反手底线的回球线路，若为斜线，质量一般时，波尔反手能撕出去，给马琳回球造成一定困难；

2） 本场比赛，波尔摆短马琳反手位较多（4个反手位），配合摆马琳正手短（1个），给马琳造成较大威胁。马琳上手质量不高，且直接失误较多；

3） 陈王己对反手偏小三角挑打失误较明显（-2）；

4） 马琳陈王己要注意第一板上手线路，对方较熟悉马琳/陈王己上手斜线，并常以直线回击；

5） 陈王己回摆波尔中间正手、中间反手的球，对波尔有一定威胁。

表6 马琳/陈王己发抢段得失分统计

2.3.2.5 接发球抢攻段 本场比赛若只统计前二、四板得失分，可以看出（表7）：1） 马琳接－许斯发的轮次，马琳/陈王己优势明显（+6，-1）；2） 陈王己接－波尔发的轮次，马琳/陈王己有一定优势（+5，-2）；3） 马琳接波尔的发球，马琳/陈王己失分较多（-8）。

表7 马琳/陈王己锦标赛接球轮次得失分统计

从表8，可以得出马琳/陈王己接抢段的技战术的具体应用的数值，结合快速定位回放视频，可以看出：

1） 马琳接许斯发球效果很好。得分点为：快劈波尔反手底线，陈王己主动反拉；马琳摆波尔中间短球，波尔挑打，陈王己快撕。显示了马琳陈王己配合的默契。

2） 马琳接波尔发球是马琳/陈王己接抢段较弱的轮次。从视频上观察可看出以下几个问题：

(1） 马琳上手波尔的发球，斜线较多。许斯正手衔接速度快，线路为直线；

(2） 马琳摆许斯的反手短质量不高；

(3) 马琳摆许斯正手短稍多，许斯正手挑打直线，质量较高。

3） 陈王己接波尔发球效果不错。陈王己摆许斯反手，马琳上手；陈王己劈许斯反手底线马琳反手切，或正手反拉，配合流畅。陈王己配合劈许斯的正手给许斯的发抢制造了较大的威胁。4） 陈王己接许斯发球，即波尔的发抢轮，给马琳/陈王己带来一定威胁。波尔快劈马琳的反手底线，线路刁钻，马琳上手质量不高。陈王己高质量摆波尔的中间正手、中间反手，效果不错。

表8 马琳/陈王己接抢段得失分统计

2.3.2.6 相持段 从相持段得失分看马琳/陈王己的发球轮次（表9），马琳发进入相持马琳/陈王己与对手得失均衡；陈王己发马琳/陈王己进入相持，马琳/陈王己相持不占优势；

表9 马琳/陈王己相持段发球轮次得失分统计

从相持段得失分看马琳/陈王己的接球轮次（表10），马琳/陈王己接发球后进入相持也不占优势。

表10 锦标赛马琳/陈王己相持段接发球轮次得失分统计

结合视频与表11统计的数据，可以看出本场球中，马琳/陈王己在相持段的技战术运用有如下特点：

1） 马琳/陈王己仍然要注意上手斜线的习惯，给他们后面的相持带来一些困难；

2） 在一般正手的相持中，马琳/陈王己显示了较强的相持能力（+7）。

3） 波尔/许斯上手斜线后，同伴快速衔接直线给马琳/陈王己造成较大威胁。

表11 锦标赛马琳/陈王己相持段得失分统计

3 结 论

1） 运用Simi Scout技战术视频分析软件，可以做到对乒乓球比赛的现场快速反馈与诊断，在国家乒乓球队的实际运用中取到了较好的效果。

2） 进行乒乓球视频技战术快速反馈与诊断的包括五个步骤：第一、采集乒乓球比赛录像；第二、建立乒乓球技战术分析模型；第三、标记识别比赛技战术；第四、统计分析技战术结果；第五、进行综合诊断。

3） 建立乒乓球技战术模型是进行视频技战术快速反馈与诊断的关键。需要在分析训练比赛中的实际问题的基础上，确立乒乓球技战术分析指标，进而建立乒乓球技战术分析模型。

4） 建立了通用的单打模型、双打模型，以及王皓、王励勤、马琳的技战术模型，在实践中证明是行之有效的。

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高级波段技术分析范文第2篇

【关键词】发射 关键技术 电磁兼容性

本文主要介绍了一个L频段发射分机，主要功能是信号发射放大。设计主要从以下两个方面进行考虑：选择能够实现电性能和满足环境适应性要求的电路器件和能够保证指标最优化、可靠工作的结构设计。本组件包括输入滤波器、功放单元、输出滤波器三个功能单元。

1 技术要求

1.1 产品主要技术参数

1.1.1 输入信号

（1）频率：**频段；

（2）信号宽度：*5MHz；

（3）功率：*4dBm±1.5dBm；

（4）输入端滤波器矩形系数B-60Db/B-30dB≤3；

（5）输入中频脉冲特性：

①脉冲前后沿：≤0.06us；

②脉冲间隔容差：≤0.06us；

③信号发送最大持续时间：35us；

④每个脉冲顶部不平坦度：≤0.5dB；

⑤一次发射中脉冲之间的幅度差：≤0.5dB。

1.1.2 输出信号（线性放大）

（1）输出脉冲峰值功率：58dBm±2dB；

（2）频率：**频段；

（3）频率容差：≤±10kHz（设计保证）；

（4）杂波抑制：≥70dBc；

（5）谐波抑制：≥60dBc；

（6）带内波动：≤1.2dB。

2 设计原理

本应用按通用化、系列化和模块化原则，在考虑满足技术指标要求的同时考虑产品的电磁兼容性和可靠性、维修性、测试性、安全性、保障性、环境适应性要求。结合技术指标和环境适应性要求进行优化。

3 设计分析

3.1 信号发射功率放大分析

放大单元包括4级放大，第一级为放大单片，该单片工作在甲类状态，提供高增益的同时具有良好的线性。第二级，第三级和末级分别为为LDMOS微波功率管，之所以采用LDMOS功率管是因为该功率管工作在甲乙类状态，具有良好的微波特性，具体表现在两个方面。一是优秀的热学性能，LDMOS功率管源电极直接接地，大大降低了热阻，提高了效率。二是优秀的电学性能。LDMOS的源电极直接接地，大大减少了源电感，在加上低反馈电容，低栅串联电阻，使LDMOS的功率增益大大高于其他类别的功率管

3.2 主要性能分析

3.2.1 发射脉冲功率：58dBm±2dB

功放单元末级采用2个500W功率管功率合成，输出功率在59dBm左右，末级隔离器、环形器和滤波器差损1dB，天线口输出功率为58dBm，并且保证线性输出。

3.2.2 发射脉冲功率控制

功率控制0～30dB；

步进2dB；

衰减精度≤1dB或功率控制*4%，取最大值。

数控衰减器采用两级步进为0.25dB的高精度数据衰减器级联的方式实现。总衰减量为48dB，满足要求。

3.3 关键技术难点

LDMOS功率管是专为射频功率放大器设计的改进型n沟道MOSFET，常工作在A或AB类，在工作点附近具有负的温度特性，即在一定的栅压下，当温度升高时，静态电流dq升高，当工作温度降低时，Idq降低，一般的当LDMOS管热沉温度从20度升高到100度时，其静态工作电流Idq变化140%，当温度降低至0度时，变化量也有30%。Idq变化会影响系统的增益，效率和线性等技术指标，因此在工作中维持功率管Idq恒定，是功放设计的关键点之一。

在温度较高时，放大器的增益和效率都趋向于降低，但在一定的温度范围内，只要保持Idq恒定，就能保持功放系统的稳定。

3.4 功放保护功能

（1）在加电、关电期间，不应烧毁功放；

（2）输入占空比大于6%的脉冲信号，不应烧毁功放；

（3）输入脉宽大于150us的脉冲信号时，不应烧毁功放；

功放各级功率管，电源部分都有滤波电路，功率管输出加电都加入了大容值钽电解电容，使电源加电过冲降到最小，保护整体电路在加电时不损坏。

方波脉宽限制电路，对于输入的任意脉宽的方波信号，如果其脉宽值小于电路预置脉宽值时，输出方波信号的脉宽保持不变，当输入的脉宽值大于电路的预置脉宽值时，超出部分的脉宽将被截断，限定在电路预制置脉宽范围内，即实现了过脉宽保护功能。如图1所示。

分机块可实现技术协议中功放部分的脉宽保护功能的要求。

功放输出端开路或短路不烧毁功放。末级功率输出加一环形器，对功放起开短路保护作用，当功放输出端口开路或短路时，负载阻抗为无穷大或无穷小，输出端严重失配，信号全部反射到第三端口，而不至于反射到末级功率管，使功率管烧毁。

最大正向损耗：0.2dB

最小反向隔离：23dB

最大驻波系数：1.25

最大通过功率：10W

温度范围：-45℃-75℃

分机块可实现技术协议中功放部分的输出抗损坏保护功能的要求。

当驻波自检大于3时，发射机应故障报警。

驻波保护电路：主要通过在环形器第三端口耦合一个射频信号，通过检波二极管转换为一直流电压信号，根据输出端口驻波比不同，耦合信号强弱不等，从而直流电压信号高低不同的原理来实现。直流电压信号通过快速比较器与提前设定好的参考电压比较从而产生一个逻辑信号，此逻辑信号促发一延迟电路（用以设定保护时间），此延迟触发器产生的脉冲信号即是驻波保护所需的逻辑信号，此信号与收发开关信号进行数字与的计算后用来控制PMOS管的导通和截止，从而起到给功率管开关电的作用。

4 电磁兼容设计原理及方案

应将干扰源和干扰受体尽量隔离，消除干扰的耦合途径，同时尽量降低干扰源的辐射，提高干扰受体的抗干扰能力。电磁兼容性设计基于以下三个方面：隔离、去耦、屏蔽。

电磁兼容性设计从设计阶段开始，贯穿于电路原理图设计、印制板图设绘、元器件选用、印制板安装引线等一系列环节中，主要采取下列措施：

4.1 测试性设计方案

测试性设计主要从以下几个方面执行：

（1）制定测试性工作计划：明确工作项目；承担工作项目的单位、人员及职责；完成各工作项目的具体措施、进度及质量要求；评审时机及要求；测试性信息收集、传递的内容及要求；各维修级别测试方法及要求等；

（2）测试性评审与可靠性设计评审同时进行；评审内容：测试性设计能否满足合同要求或产品设计输入要求、测试性设计是否合理、可行等；

（3）确定测试性数据收集和分析的要求，这包括产品对有关的工作常情况和维修活动的说明。此工作应与可靠性、维修性和保障性分析数据收集过程相结合，要共享资源；

5 总结

为了使发射分机具有模块化、通用化、系列化的性能，在方案设计阶段我们做了一些工作。首先发射分机的外部接口都是热插拔形式的，这样可以增加模块的可维修性和通用化。本文对于发射分机电路设计、指标分析与元器件选型工作，并结合对模块的环境适应性设计、电磁兼容性设计和五性设计，我们了解到产品各项技术指标均可满足要求。

参考文献

[1]孙爱东，金宁德，赵奎.基于双口RAM 的数据采集系统设计[J].电子测量技术，2006，29（02）：90-94.

[2]段吉海，黄智伟.基于 CPLD/FPGA 的数字通信系统建模与设计[M].北京：电子工业出版社，2004，195-242.

高级波段技术分析范文第3篇

关键词：OTN WDM 100G

中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）04-0056-01

随着大数据时代的到来，信息传输网络的传输容量发生巨大的变化，比如IPTV、视频等高带宽业务，对传输网络的带宽与传输技术的要求非常之高，因此，作为信息传输网络的首选方案-光传送网，必须要开发出超高速的信息传输技术以满足需求。

1 光传送网（OTN）概述

光传送网是在光层采用波分复用（WDM）技术对网络进行组织运用的传送网。相对SDH而言，OTN技术的最大优势就是提供大颗粒带宽的调度与传送。新一代“数字传送体系”和“光传送体系”的协议有G.872、G.709、G.798等。OTN将解决传统WDM网络组网能力弱、保护能力弱等问题。

从电的角度来分析，OTN与SDH技术的相似地方在于分级多路复用、多业务适配、故障定位、保护倒换等。同时OTN进行了很多业务与技术的创新，尤其在高速数据传输方面，如提供2.5Gb/s、10Gb/s直到40Gb/s业务的传送，支持前向纠错技术，支持在多层次网络的每一级进行监视等。

从光的角度来分析，OTN的分层结构由光信道层、光复用段层、光传送段层构成，完成光通道连接的重组，为灵活的多波长网络选路重新安排光复用，处理光复用段开销，为段层的运行和维护提供光复用段的检测和管理功能。

2 OTN超高速传输技术的基本要求及其方案

当前光缆骨干网主要是40G WDM传输系统，但是随着数据业务量的不断增长，40G 在未来进行多业务承载时也将会捉襟见肘，因此对于100G WDM超高速传输技术的需求迫在眉睫。

光缆网升级到100Gbit/s OTN系统主要实现以下五个方面要求：

一是支持50GHz的通道间距；

二是色散（CD）容限±700ps/nm；

三是偏振模色散（PMD）容限10ps （DGD平均值）；

四是能够在现有的DWDM网络和OTN网络中平滑升级；

五是不对现有的DWDM通道信号产生重大串扰代价。

100Gb/s传输有两个方案可以考虑：

一是单波波分复用方案。这个方案的条件是：支持50GHz信号间隔；光传输中继距离达到1000km～1500km，可重构的光分插复用器级联数达到6个，对于城域网而言，可重构的光分插复用器级联数要求更多。

二是反向多路复用方案，它首先将多个网络的带宽合并到一个虚拟逻辑通路，在此基础上再进行大容量的高速数据通信。可实现的方法有两种：10个10Gb/s多路复用方案，它主要采用接口控制技术。3个40Gb/s方案多路复用方案，这个方案的基础是已经相对成熟的40Gb/s波分复用传输技术。

3 OTN超高速传输技术应用方式

3.1 光缆波分复用系统全程采用OTN接口及其技术

就设备而言，当前光缆波分复用系统基本上采用了OTN结构，OTN接口符合G.709标准，可以实现不同系统的互联互通。在光缆波分复用系统中采用OTN技术，可实现点对点的故障和性能监测，可完成用户信号的透明传送，逐步在光缆波分复用系统中采用标准OTN接口及其技术，可以为未来引入100Gb/s的超高速数据传输做准备。

3.2 长距离传输采用OTN交叉设备

当前长途光缆骨干网的中心节点面临着越来越大的数据处理需求，主要是因为长途IP网的数据量的激增，因此必须在网络中应用大容量的OTN交叉设备以提高中继线路的利用率和网络运行质量。

采用OTN交叉设备，可以优化现有光缆网的拓扑网络结构，可以实现大颗粒线度波长通道业务的快速开通，可以提供基于自动交换光网络的多种保护恢复方式，提高骨干传送网的可靠性。另外， OTN交叉设备提高了网络生存性，因为其灵活保护恢复机制有效解决网络中继线路故障问题，减少全部依赖路由器保护场景下的过多链路数量要求，提高链路利用率。

3.3 短距离传输中采用 OTN交叉设备

在城域网接入层，GE接口数量大量增加，大量GE业务需要及时传送到宽带接入服务器及SR上，因此在接入层采用OTN交叉设备后，把GE业务直接和宽带接入服务器及SR相连，这样做可以大大节省光纤资源，同时OTN交叉设备有助于管理城域网接入层带宽资源。在城域网边缘层，业务颗粒和接口需求更加复杂，155M/622M/1G/2.5G/10G等不同速率同时存在，小颗粒业务要在单个光波长实现复用，以达到充分利用带宽的目的，必须采用OTN交叉设备，由于其小颗粒业务的接入能力，以及带宽的充分利用性，对以上问题能有效解决。

高级波段技术分析范文第4篇

中国与韩国自1992年建交以来,双边的经贸关系发展迅速。1992年,双边的贸易额只有50.3亿美元,在2005年,双边的贸易额首次突破千亿美元达到1119.3亿美元的新高,2007年双边的贸易额达到1599.0亿美元,是1992年的31倍多,15年年均增长26%,占当年中国对外贸易额的7.4%,同时韩国也成为中国第六大出口市场和第四大进口来源地。另一方面,目前中国已成为韩国最重要的贸易伙伴之一,是韩国第一大出口对象国和第一大进口来源国。那么,贸易利益在中国与韩国之间究竟如何分配?也就是说中国同韩国的贸易条件究竟如何?这应是值得我们关注的问题。

贸易条件包括两个方面的内容,一是其长期趋势的变化情况;二是其波动性(volatility)。并且Blattman、Hwang和Williamson对不同类型国家贸易条件的变动与经济增长之间的关系研究还发现,对发展中国家来说,贸易条件的波动相对其长期趋势对宏观经济的影响更重要,也更值得关注。然而中国作为一个发展中的大国,长期以来,国内学者对中国贸易条件的关注也主要集中在其长期变化趋势的研究上,其中代表性的研究有:赵玉敏、郭培兴和王婷、林丽和张素芳、黄满盈等。最近,关于贸易条件的波动性,国内学者也开始关注。黄满盈采用方差分解的方法,从进出口商品结构角度和国别角度对中国价格贸易条件的波动性进行了研究。但是,到目前为止,不论是关于中国同韩国贸易条件的变化情况还是波动情况,国内学者都还尚未涉足。一方面由于韩国在中国对外贸易当中的重要地位;另一方面又由于韩国是中国的重要近邻,因此对中国同韩国贸易条件的变化情况和波动情况进行研究有着重要的意义。本文将在联合国统计司Comtrade数据库的基础上对中国同韩国贸易条件的变化和波动情况进行全面的分析。

二、数据说明

由于中国与韩国的经贸关系自1992年以来才开始迅速发展,因此本文也重点分析自1992年以来中国同韩国的贸易条件。本文在联合国国际贸易标准分类(StandardInternationalTradeClassification,SITC)第2版4分位数的基础上,根据Lall对进出口商品的分类,共选择初级产品145种、资源型制成品196种、低技术产品161种、中技术产品200种、高技术产品66种。为了保持数据的连续性和统计口径的一致性,本文所有的原始数据(1992年～2006年)都来自联合国统计司Comtrade数据库(/Depts/unsd/index.html)。另外,为了反映观测期内进出口数量变动在价格指数构成中的作用,本文在计算进出口价格指数时均采用帕氏公式(Paascheformula)。

三、中国同韩国贸易条件变化情况的经验分析

1.中国同韩国的整体贸易条件变化情况

如图1所示,从1992年～2006年,中国同韩国的整体贸易条件出现了小幅下降,2006年与1992年相比下降了2.6%。从1992年～1994年,中国同韩国的整体贸易条件大幅上升,并在1994年达到历史的最高点,这很大程度上与当年的外汇体制改革有关,人民币汇率的大幅贬值一方面增强了中国商品特别是制成品的出口竞争能力,同时有效遏制了进口的增长,从而降低了进口商品的价格。但汇率调整的影响是有限的,也是暂时的,在1995年,随着进口价格的大幅反弹,中国同韩国的整体贸易条件快速回落。在1996年,由于初级产品贸易条件的大幅改善,带动了整体贸易条件的大幅反弹。1997年由于受东南亚金融危机的影响,中国同韩国的整体贸易条件大幅下降。此后,中国同韩国的整体贸易条件基本上呈振荡走低的趋势,并在2004年达到历史的最低点。不过,一个可喜的现象是,在2005年和2006年,中国同韩国的整体贸易条件连续两年出现了反弹。

资料来源:本文计算整理

2.中国同韩国的初级产品贸易条件变化情况

如图2所示,从1992年～2006年,中国同韩国的初级产品贸易条件出现了一定程度的下降,2006年与1992年相比下降了8.9%。在1992年～2006年间,中国同韩国的初级产品贸易条件在大多年份都小于100,也就是说,在大多年份中国同韩国的初级产品贸易条件都比基期(2000年)要差。在1996年,中国同韩国的初级产品贸易条件达到历史的最高值,这主要是由于当年初级产品出口价格的大幅上升所造成的。在1998年和1999年,由于受东南亚金融危机的影响,中国同韩国的初级产品贸易条件保持在一个较低的水平,只是略微大于90。一个值得注意的现象是,自2004年以来,中国同韩国的初级产品贸易条件连续下降,并在2006年下降到历史的最低点,这主要是由于初级产品的进口价格大幅上升所造成的。

资料来源:本文计算整理

3.中国同韩国的制成品贸易条件变化情况

如图3所示,从1992年～2006年,中国同韩国的整体制成品贸易条件出现了小幅的下降,2006年与1992年相比下降了1.9%,其中低技术制成品与中技术产品的贸易条件出现了不同程度的改善,而资源型制成品与高技术制成品的贸易条件则出现了不同程度的下降。从1992年～1994年,中国同韩国的整体制成品贸易条件不断上升,并在1994年达到历史的最高点,此后基本呈不断下降的趋势,并在2004年达到一个相对的低点,在2005年和2006年虽然出现了一定的反弹,但幅度非常小。中国同韩国的高技术制成品贸易条件在1992年～1994年间保持在一个较高的水平,都大于175,并且不断上升,在1994年达到历史的最高点,此后呈波动中下降的趋势,在2006年由于高技术制成品进口价格的大幅上升,导致高技术制成品的贸易条件大幅下降,并达到历史的最低点。中国同韩国的中技术制成品贸易条件在1998年以前呈波动上升的趋势,并在1998年达到一个相对的高点,此后出现了一定的下降,但自2003年呈不断上升的趋势,特别在2006年,由于中技术制成品进口价格的大幅下降,从而使中技术制成品的贸易条件大幅上升,2006年与2005年相比上升了50%,达到历史的最高点。在此,一个值得注意的现象是,中国同韩国的资源型制成品贸易条件自1996年以来、低技术制成品贸易条件自1994年以来都呈不断下降的趋势,特别自2003年以来,下降幅度非常明显。

四、中国同韩国贸易条件波动情况的经验分析

1.理论模型:贸易条件的分解

关于贸易条件的波动,我们可以这样来理解。一方面,不同类别的进出口商品(比如初级产品和高技术产品),由于其产品特征和国际市场结构的不同,其贸易条件的波动将会不一样,我们把由不同类别进出口商品贸易条件波动引起的整体贸易条件的波动称为“分类商品价格”效应;另一方面,不同类别商品相对出口价格或相对进口价格的波动(比如初级产品相对高技术产品的出口价格或进口价格)也会对整体贸易条件的波动产生影响,我们把这种效应称为“相对商品价格”效应。下面,我们将根据这一思想来对贸易条件进行分解。

用px表示整体出口价格指数的对数,那么,

(1)

其中,pix表示i类出口商品价格指数的对数,pp、rb、lt、mt及ht分别表示初级商品、资源型制成品、低技术产品、中技术产品和高技术产品。αix表示i类出口商品在全部出口当中所占的份额,并且。

同样,用pm表示整体进口价格指数的对数,那么,

(2)

其中,pim表示i类进口商品价格指数的对数。αim表示i类进口商品在全部进口当中所占的份额,并且。

用(1)式减去(2)式便得到贸易条件的对数,

(3)

根据前面对“分类商品价格”成分和“相对商品价格”成分的定义,通过对(3)式进行代数变换,我们可以把贸易条件表示成这二者之和,但是,表示形式并不惟一。这是为什么?我们可以这样考虑,为了把这些“分类商品价格”成分加总到整体贸易条件当中,我们可以采用不同的权重,既可以采用出口份额作为权重也可以采用进口份额作为权重。所以,对(3)式可以有两类分解方法,一类采用出口份额作为“分类商品价格”成分的权重,另一类采用进口份额作为“分类商品价格”成分的权重。另外,对每一类分解方法,表示形式也不惟一。这是因为对“相对商品价格”成分,我们需要选择一种商品作为基准商品,这有五种选择,所以对每一类分解方法,就有五种表示形式。在此,限于篇幅,我们仅列出每一类分解方法的一种表示形式。

(4)

(4)式右边的前5项表示的是“分类商品价格”成分,分别表示的是不同类别商品的价格贸易条件;后面的4项表示的是“相对商品价格”成分,分别表示资源型制成品、低技术产品、中技术产品及高技术产品相对初级产品的进口价格。

(5)

(5)式右边的前5项表示的仍是“分类商品价格”成分,不同(4)式的是用进口份额做了权重;后面的4项表示的仍是“相对商品价格”成分,与(4)式不同的是,这4项分别表示的是资源型制成品、低技术产品、中技术产品及高技术产品相对初级产品的出口价格,而不是相对进口价格。

2.中国同韩国贸易条件的波动性

在对中国同韩国贸易条件波动的原因进行分析之前,我们先来分析一下中国同韩国整体贸易条件及分类商品贸易条件的波动性。在计算各种贸易条件的波动性时,均采用它们年度增长率的标准差来计算,这一方面是因为贸易条件的短期波动对宏观经济的影响相对其长期趋势来说显得更为重要;另一方面也是为了避免单位根的出现。实际当中,Razin、Baxter和Kouparitsas对贸易条件波动性的测算也都是这样处理的。具体的计算结果见表1。

资料来源:根据样本数据本文计算

从1992年～2006年,中国同韩国的整体贸易条件年均波动10.6%,其中初级产品贸易条件的波动大于整体贸易条件的波动,年均波动13.0%;制成品贸易条件的波动小于整体贸易条件的波动,年均波动9.9%。所有分类制成品贸易条件的波动都大于整体制成品贸易条件的波动,其中资源型制成品和高技术制成品的贸易条件波动稍大,年均波动分别为19.2%和20.0%;低技术制成品和中技术制成品的贸易条件波动稍小,年均波动分别为16.0%和17.0%。

如果以2001年底中国加入WTO为分界,把整个时期分为两个阶段来考察中国同韩国贸易条件波动的变化情况,结果发现,在两个不同的阶段,中国同韩国整体贸易条件的波动性、初级产品贸易条件的波动性、制成品贸易条件的波动性都有很大程度的下降。在制成品内部,除了中技术制成品,资源型制成品、低技术制成品和高技术制成品贸易条件的波动性都有不同程度的下降。总的来说,中国同韩国贸易条件的波动在前后两个阶段是有显著差异的,即加入WTO之前中国同韩国贸易条件的波动大于加入WTO之后贸易条件的波动。

3.中国同韩国贸易条件波动的原因分析

在此,我们采用方差分解的方法来对中国同韩国贸易条件波动的原因进行分析。根据前面的分析,对贸易条件的分解共有两类分解方法10种表示形式,而选择哪一类分解方法哪一种表示形式并无优劣之分。在此,本文选择(4)式和(5)式对中国同韩国的贸易条件进行分解。分解时,式子的右边共有9个方差项和36个协方差项,这些协方差项对整体贸易条件方差的影响很小,忽略它们并不影响文章的主要结论,实际当中,Baxter和Kouparitsas对贸易条件的方差分解、Rogers和Jenkins)对真实汇率的方差分解也都是这样处理的。具体的分解结果见表2。

中国同韩国的贸易条件根据(4)式和(5)式分解的结果一致,即“分类商品价格”成分的波动在中国同韩国贸易条件的波动当中起主导作用。根据(4)式的分解结果,在“分类商品价格”成分当中,αmtx(pmtx-pmtm)和αhtx(phtx-phtm)的波动对整体贸易条件波动的影响较大,这二者可以解释整体贸易条件波动的35%,结合表1我们可以发现,这一方面是由于αmtx和αhtx比较大,另一方面是由于高技术制成品的贸易条件波动较大引起的;在“相对商品价格”成分当中,(αmtx-αmtm)(pmtm-pppm)的波动对整体贸易条件波动的影响较大,可以解释整体贸易条件波动的14%,这主要是由于αmtx-αmtm较大引起的。根据(5)式的分解结果,在“分类商品价格”成分当中,αmtm(pmtx-pmtm)和αhtm(phtx-phtm)的波动对整体贸易条件波动的影响较大,这二者可以解释整体贸易条件波动的59%,这一方面是由于αmtm和αhtm比较大,另一方面是由于高技术制成品的贸易条件波动较大引起的;在“相对商品价格”成分当中,(αmtx-αmtm)(pmtx-pppx)的波动对整体贸易条件波动的影响较大,可以解释整体贸易条件波动的10%,这主要是由于αmtx-αmtm较大引起的。

资料来源:根据样本数据本文计算

总之,中国同韩国贸易条件的波动主要受以下因素影响:中技术制成品和高技术制成品在中国同韩国进出口贸易当中所占的份额较大、中国同韩国中技术制成品贸易的不平衡(出口远小于进口),以及高技术制成品贸易条件的较大波动。

五、减小中国同韩国贸易条件波动的对策建议

高级波段技术分析范文第5篇

关键词:遥感技术 生态环境 监测

随着全球环境问题日益突出,环境灾害与环境事故频发,卫星遥感技术在环境监测与管理中得到大量应用,在环境保护中发挥的作用受到国际社会的高度重视。美国、日本及欧洲的一些国家近年来都在大力发展环境遥感监测技术。目前在轨运行的和计划发展的国内外卫星传感器提供数据的空间分辨率已从公里级发展到亚米级,重复观测频率从月周期发展到几小时,光谱波段跨越了可见光、红外到微波,光谱分辨率从多波段发展到超光谱,遥感数据获取技术正走向实时化和精确化,卫星遥感应用正在向定量化和业务化快速发展[1]。当前,我国环境监测任务十分繁重,特别是对基于卫星遥感技术的环境遥感监测有着迫切需求。

1、遥感技术简介

遥感技术(RemoteSensing,简称RS)是在现代物理学、空间技术、计算机技术、数学方法和地球科学理论的基础上建立和发展起来的边缘科学,是一门先进的、实用的探测技术,目前正进入一个能快速、及时提供多种对地观测及测量数据的新阶段。按遥感平台的高度大体上可分为航天遥感、航空遥感和地面遥感,按所利用的电磁波的光谱段分类可分为可见反射红外遥感,热红外遥感、微波遥感3种类型,按研究对象可分为资源遥感与环境遥感两大类。随着热红外成像、机载多极化合成孔径雷达和高分辨力表层穿透雷达和星载合成孔径雷达技术日益成熟,遥感波谱域从最早的可见光向近红外、短波红外、热红外、微波方向发展。波谱域的扩展将进一步适应各种物质反射、辐射波谱的特征峰值波长的宽域分布。高光谱遥感的发展,使得遥感波段宽度从早期的0.4μm(黑白摄影)、0.1μm多光谱扫描)到5nm(成像光谱仪),遥感器波段宽度窄化,针对性更强,可突出特定地物反射峰值波长的微小差异;同时,成像光谱仪等的应用,提高了地物光谱分辨力,有利于区别各类物质在不同波段的光谱响应特性。

2、环境遥感基础工作的应用技术

水环境遥感监测方面,初步开展了水环境可遥感指标体系研究,对叶绿素a悬浮物有色可溶性有机物溶解性有机碳水面温度透明度等监测指标的光谱特征和规律进行了研究;初步开展了环境一号卫星在水环境领域中的应用潜力分析研究;初步开展了水环境指标(如叶绿素a悬浮物水温)遥感反演与信息提取的技术流程研究大气环境遥感监测方面,初步开展了大气可遥感指标体系研究,对气溶胶悬浮颗粒物O3,SO2,NO2,CO2,CH4等监测指标的光谱特征和规律进行了研究;初步开展了环境一号卫星在大气环境领域中的应用潜力分析研究以及大气环境指标(如气溶胶光学厚度)遥感反演与信息提取的技术流程研究[2]。

2.1 可见光、反射红外遥感技术

用可见光和反射红外遥感器进行物体识别和分析的原理是基于每一物体的光谱反射率不同来获得有关目标物的信息。该类技术可以监测大气污染、温室效应、水质污染、固体废弃物污染、热污染等,是比较成熟的遥感技术,目前国际上的商业和非商业卫星遥感器多属此类。该类遥感技术用于环境污染监测,目前主要是要提高传感器多个谱段信息源的复合,发展图像处理技术和信息提取方法,提高识别污染物的能力。重点发展其在大气污染、温室效应、水质污染、固体废弃物污染、热污染等监测中的应用。

2.2 热红外遥感技术

自然界中的所有物质,无论白天或夜间,都以一定波长向外辐射能量。在热红外遥感中,所有被观测的电磁波的辐射源都是目标物。目前红外探测器所使用的电磁波段,主要有3～5μm和8～14μm两个波段,对地表常温物体的探测通常使用8～14μm波段。热红外遥感主要探测目标物的辐射特性(发射率和温度),鉴别出物质材料的类型,评价出各种现象根据热辐射特征。

2.3 高光谱遥感技术

高光谱遥感技术的发展是人类在对地观测方面所取得的重大技术突破之一,是21世纪的遥感前沿技术。高光谱遥感数据的特点高光谱分辨率和高空间分辨率,它将传统的图像维与光谱维信息融合为一体,在获取地表空间图像的同时,得到每个地物的连续光谱信息,从而实现依据地物光谱特征的地物成份信息反演及地物识别,因此在环境污染物监测中发挥主要作用。

3、遥感技术在生态环境监测与保护中的应用

我国的生态环境日益恶化,因此,如何在保护和改善生态环境的前提下发展生产已经提到了决策者们的议事日程上来。建立生态监测信息系统已经成为当务之急。这样的生态监测系统集生态环境信息管理、数据库管理、生态环境各要素的实时监测、时间和空间查询分析等多功能为一体,可满足实时动态、分时段监测、查询和分析的要求[3]。

目前,环境污染已成为一些国家的突出问题,利用遥感技术可以快速、大面积监测水污染、大气污染和土地污染以及各种污染导致的破坏和影响。近些年来,我国利用航空遥感进行了多次环境监测的应用试验,对沈阳等多个城市的环境质量和污染程度进行了分析和评价,包括城市热岛、烟雾扩散、水源污染、绿色植物覆盖指数以及交通量等的监测,都取得了重要成果。国家海洋局组织的在渤海湾海面油溢航空遥感实验中,发现某国商船在大沽锚地违章排污事件,以及其它违章排污船20艘,并作了及时处理,在国内外产生了较大影响。随着遥感技术在环境保护领域中的广泛应用,一门新的科学——环境遥感诞生了。

4、结语

总之,多种对地观测系统的发展,尤其是雷达遥感成倍地提高了信息的覆盖频率,从而大大增强了对资源环境的动态监测能力。随着科学技术的进一步发展,各项新技术不断地交叉融合,将使人们认识自然、改造自然的能力得到极大的提高。

参考文献

[1]聂洪峰,杨金中等.矿产资源开发遥感监测技术问题域对策研究[J].国土资源与遥感,2007.10(4):11~13.