张琪

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硕士生导师

所在单位:海洋科学学院

办公地点:海洋声学楼208

联系方式:qzhang@nuist.edu.cn

   

个人简介

本人主要开展海洋多物理场信息感知与智能处理相关研究工作,充分结合人工智能、无人机探测等最新技术与方法,目前研究方向包括海洋水声探测与信号处理近海面微波信道环境建模与应用

(1)海洋水声探测与信号处理

重点对海洋水声探测与信号处理中的海洋环境特性智能重构、水下目标声散射特性测量技术、深海环境声纳目标探测信号处理方法等内容展开研究:

1)海洋环境特性智能重构

海洋环境特性是海洋水声研究的基础。为了提高海洋温盐数据的分辨率,基于迁移学习、生成对抗深度神经网络等人工智能技术,提出一种深度学习降尺度模型,并成功用于海表高度数据处理;为了改善水声中常用Argo数据的质量控制,提出一种基于机器学习的Argo浮标温度异常值自动检测质量控制方法,创新地将机器学习无监督算法高斯混合模型、多边形凸包理论、射线投影算法相结合, 实现Argo数据点数据质量的自动判别。海洋声层析是对大范围海洋温度场的有效直接观测手段,针对现有声层析信号处理算法中声线到达时间提取方法的不足,利用压缩感知等信号处理技术,开展声传播多路径的识别分离算法研究,提高到达时间分辨能力;针对目前声层析采集观测数据非常有限的限制,开展利用人工智能多源数据融合的海洋参数场重构算法研究,充分利用已有的各种观测数据与声层析观测数据融合,为求解不适定问题提供有效背景数据。

2)水下目标散射特性测量技术

水下目标声学散射特性是海洋水声主动探测中的核心内容。借鉴电磁波紧缩场的原理与技术,与南信大葛俊祥教授合作,尝试开发和建立可应用于消声水池的水声紧缩场测试技术与系统。利用物理光学法研究了空气金属导体的电磁散射与软/硬水下声目标的声散射之间的相似性以及电介质电磁散射与弹性体声散射的相似性。在此基础上,提出一种水声紧缩场测试技术并开发了相应的测试系统,与传统水声目标强度测试系统相比,在保证测量精度的前提下,有效减小对测试空间的距离要求,可用于大尺度水下目标的散射特性测试。

3)深海环境声纳目标探测信号处理方法


(2)近海面微波信道环境建模与应用

海洋近海面处存在一种基于蒸发波导的天然微波信道,可实现微波信号的超视距、远距离、高速率传输,重点对近海面微波信道模型和统计特性、蒸发波导信道环境的智能预报、基于无人机的信道环境快速原位可重复测量技术等内容开展研究。

1)近海面微波信道模型和统计特性

针对海洋大气环境中存在的蒸发波导特殊海洋信道,利用博贺海上观测平台和实验船构成变距离观测链路,基于实测链路数据对蒸发波导微波传播信道大尺度路径损耗和小尺度衰落进行理论建模和特性分析,该成果对波导通信系统设计和应用具有重要的指导意义和参考价值。

2)蒸发波导信道环境的智能预报

对蒸发波导信道的时间尺度特性、混沌特性、可预测性进行分析,将混沌理论与神经网络相结合来提高蒸发波导信道环境的智能预报精度。

3)基于无人机的信道环境原位快速可重复测量技术

基于最新的多旋翼无人机和物联网技术,开展近海面的蒸发波导信道环境要素包括风速、大气温度、湿度、气压等进行原位快速可重复测量研究,目前已经开发了原型系统和相应的信号处理算法软件。


主讲课程:

《水声学原理》,《声呐技术》,《水声换能器》,《声呐信号处理》、《声学原理及应用》

《模拟电子技术》,《人工智能海洋学》



招生信息:

欢迎具有大气科学、海洋科学、海洋技术、电子信息等背景的同学报考物理海洋学学术型硕士

教育经历

[1] 西北工业大学  |  水声工程  |  工学博士  |  博士

[2] 西北工业大学  |  电磁场与微波技术  |  工学硕士学位  |  硕士

[3] 西北工业大学  |  电子信息工程  |  工学学士学位  |  本科

工作经历

[1] 南京信息工程大学  |  海洋科学学院海洋技术系  |  副教授  |  2024.8~至今

[2] Foundation for Research and Technology - Hellas (FORTH)  |  Institute of Applied and Computational Mathematics (IACM)  |  访问学者  |  2022.12~2023.12

[3] 南京信息工程大学  |  海洋科学学院海洋技术系  |  讲师  |  2018.7~2024.7

社会兼职

  • [1]   中国海洋学会人工智能海洋学专业委员会 委员

研究方向

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  • 其他联系方式

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  • 团队成员

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