摘要:根据某型号空间太阳望远镜的光学系统特性与整机的结构方式，为了达到节约安装空间、保证成像质量的目的，设计了一种焦平面式调焦机构。该调焦机构由蜗轮蜗杆和凸轮滑槽作为传动件，将步进电机的圆周运动转化为焦平面法线方向的直线运动。调焦范围为1.5 mm,外形尺寸为167mm×64mm×94mm,质量为2kg,在底座背板和凸轮滑槽之间设有两个相邻的自润滑氮化硅压圈，可增加预紧力而不影响凸轮滑槽的转动，一定程度上提高了定位精度，减少了空回误差。详细介绍了调焦机构的设计方案、分辨率和自锁能力，对误差来源和理论定位精度以及有限元模型仿真进行了分析。最后对调焦机构进行了定位精度试验和振动试验，结果表明定位精度优于±4.5 μm,一阶模态为349 Hz,与有限元仿真结果基本一致，具有良好的动态刚度，可以有效地避免共振现象的发生。振动试验前后对调焦机构的编码器码值进行记录，经对比可知其自锁性良好。该调焦机构具有体积小，刚度大，精度高的特点，可以很好的满足空间太阳望远镜的工作条件。

摘要:由于几何误差的影响，现有研究主要考虑末端机构或关键运动轴几何误差补偿,尚缺逐次补偿运动轴几何误差。为了避免形成在机检测机构几何误差链而产生误差累积效应，有效提升在机检测精度。根据自主研发卧式磨齿机在机检测原理，基于多刚体系统运动学和齐次坐标变换理论，建立在机检测机构几何误差链模型。逐次识别并补偿几何误差链中运动轴几何误差后，进行了磨齿机标准样板齿轮检测实验。结果表明：误差补偿前后，齿向精度均为4级；误差补偿后，齿形精度提高4个等级，为4级精度，与格里森检测实验结果相吻合。结果验证了模型的正确性，有望在磨齿机高精度在机检测系统中推广使用。

摘要:随着我国天地一体化通信网络的建设，采用微小卫星作为天基平台，与地面站相互配合，可实现信号的全球覆盖和高速传输。新的通信方式对时钟的稳定性和精确性提出了更高的需求，采用晶振已无法满足。针对这种需求，结合铷原子频标具有较好的短期频率稳定度的特点，采用微波锁相倍频、数字频率综合以及TEon模式磁控管腔等技术，对星载铷原子频标进行了小型化设计，并扩展了铷原子频标的100MHz锁相输出功能。性能分析表明，所研制的小型化低相噪星载铷原子频标具有稳定度高、相噪低、工作温度范围宽的特点。产品重量1.8kg,稳态功耗22W,100 MHz信号频率稳定度σy(π)≤3×10-¹²x-V²(1s≤T≤10000s),远端相噪-162 dBc/Hz(@1MHz),能够长期在轨稳定运行，可作为通信卫星载荷的时钟源。

摘要:针对检重秤在复杂工业生产环境下，受机械传动、被测物体自身振动和外界随机扰动影响导致的传感器输出信噪比低、称量准确性难以满足要求等问题，提出一种联合时变低通与改进形态学的快速数据处理新方法：时变低通滤波器作为一级滤波，通过在信号跃变时，迭代优化滤波器参数，使边沿信号得以快速响应，有效消除冲击干扰，并抑制称重信号在滤波过程中的相位失真；然后采用改进形态学滤波器进行二级滤波，通过选择零值线性结构元素，并优化结构元素长度以及操作算子的权值系数，加快了动态称重的响应速度。实验结果表明，该方法能有效抑制各类干扰影响，提高测量准确度，最终实现运行速度达120m/min,最大秤量400.0g,满足国家标准《GB/T 27739—2011自动分检衡器》XIII级要求的检重秤搭建。

摘要:滚珠丝杠副因高精度、高可靠性等特点，被广泛应用于机械、航空航天及核工业等领域。传统滚珠丝杠副寿命计算方法是以疲劳点蚀为失效判定依据，而在航空航天等极限载荷工况下，滚珠丝杠副需要在短时间内承受几近额定静载荷的负载，其主要失效形式将变为塑性变形失效。因此，基于疲劳点蚀的疲劳寿命理论和计算方法不再适用。基于滚珠丝杠副的塑性接触变形特性提出了疲劳弹性寿命的概念及计算方法。基于滚珠丝杠副刚性试验台设计了疲劳弹性寿命测试方法并进行了试验，发现提出的疲劳弹性寿命计算方法的误差在15%以内。通过灵敏度分析，对滚珠丝杠副疲劳弹性寿命的影响最大的为适应比，其次是接触角、导程、轴向载荷、丝杠节圆直径，滚珠直径最小。

摘要:为了解决基于长度可变真空腔的激光干涉空气折射率测量中透光窗片倾斜和真空腔内残余气压对测量精度的影响，本文分析了真空腔拉伸过程中透光窗片倾斜引入的误差，并提出了透光窗片倾斜误差检测和补偿方法，同时研究了真空腔内残余气压的测量和补偿方法。为了验证所提出方法的可行性，搭建了基于长度可变真空腔的激光干涉空气折射率测量系统，测量结果与Edlen公式结果进行对比。实验结果显示，本系统测量结果与Edlen公式结果具有较好的一致性，在2.2h和20 min内，两者之间偏差的标准偏差分别为2.34×10³和2.89×10°,这表明本文所提出的空气折射率测量误差补偿方法是可行和有效的，可应用于激光干涉精密位移测量中空气折射率的实时补偿。

摘要:激光诱导声表面波损伤成像是激光超声无损检测的难点之一，存在成像分辨率低、成像效果差、设备要求高等问题。针对这些问题，提出采用二维延时叠加成像算法提高成像质量。首先通过实验和仿真手段对激光超声扫描过程中产生的多种信号进行系统的分析，以此为基础改进激光诱导声表面波的成像算法。本文设置具有深度梯度的矩形裂纹缺陷和圆形缺陷，通过激光超声扫描平台对缺陷进行扫描检测并成像，图像清晰地反映了两种类型缺陷的形貌。成像结果表明二维延时叠加成像算法的分辨能力较能量法有显著的提高，半峰全宽不超过0.3mm,对圆形缺陷半径与矩形裂纹长度的测量误差不超过0.4mm,并且对缺陷深度也有一定的测量能力。

摘要:计算机分层成像对板状构件的无损检测有其独特的优势，但由于投影角度有限，导致重建图像存在有限角伪影和分层图像模糊。为提高计算机分层成像图像质量，提出了基于投影视角加权的滤波反投影算法，有效抑制了高密度特征对其它层的干扰现象。首先，根据不同投影视角分层图像间的不相似度，确定不同投影视角的加权系数；而后，对投影进行加权反投影重建；最后，分析了3种不同加权系数对重建图像质量的影响，同时引人层灵敏度曲线的调制度作为定量评价指标，未加权和3种不同加权系数层灵敏度曲线的调制度依次为0.082,0.267,0.290,0.294。实验结果表明，该算法减少了分层图像混叠，层灵敏度曲线的调制度提升了约0.2,重建图像质量显著提升。

摘要:磁巴克豪森噪声对应力非常敏感，是一种操作便捷、检测灵敏度高、重复性好的原位无损应力测量技术，在残余应力测定、零部件应力集中区评价、结构承载应力评估中有广阔的应用前景。工程中铁磁性材料表面平面应力测量时最大主应力及其方向测量是一项亟待解决的难题，提出了一种基于周向磁巴克豪森噪声分布的平面应力测量方法，建立了求解平面应力张量的模型，实现了测量点任意方向的正应力和剪应力解调。实验验证了该方法的有效性，测量结果表明，当主应力大于50 MPa时，实测的最大主应力方向偏差为10°,最大正应力偏差为5MPa,最大剪应力偏差为6MPa,具有较高的测量准确度。

摘要:针对复阻抗式结冰探测技术中急需解决环境温度影响的问题，分析了冰的驰豫极化过程，并结合实验数据求解出了冰的复介电常数与温度的关系，提出了一种复阻抗式结冰探测技术下的温度补偿方法。为了提高温度补偿准确性，降低标定工作量，通过对驰豫极化理论的分析及温度漂移模型的构建，实现了准确可靠的温度测量补偿方法，该方法减小了结冰厚度对温度补偿效果的影响，极大降低了复阻抗参数温度补偿工作的复杂度。结冰实验结果表明，本文提出的温度补偿方法在-24℃～-3℃的环境温度条件下，可将温度漂移对测量结果的影响减少80%以上，有望显著提高复阻抗式结冰探测器的温度补偿准确性及标定效率，具有一定的工程应用价值。

摘要:选择性激光熔化技术(SLM)可以快速成型任意结构的金属零件，但其制件的内部组织和材料性能与传统制件有着显著区别。基于双模式超声换能器对SLM 316L不锈钢制件的不同方向弹性常数及其分布进行表征研究。首先通过设计并制备高性能双模式超声换能器，搭建超声弹性常数分布测量系统。对SLM制备的316L不锈钢试样依次进行纵波和两个正交横波声速测量，获得同位置处不同方向弹性模量和泊松比。通过不同成型方向的声速测量，发现SLM制件在堆积z方向熔化层内呈现显著区别，表现出明显的各向异性。而y-z平面内弹性常数分布表征表明，杨氏模量E大于Ez,泊松比αis小于z,且制件各熔化层弹性常数分布规律相似。此外，还讨论了加工过程中扫描速度和扫描间距等工艺参数对弹性参数的影响。选择性激光熔化制件弹性常数的有效无损表征将为增材制件内部质量控制和工艺改善提供技术基础。

摘要:针对管道表面裂纹缺陷方向各异的问题，提出一种基于平衡电磁技术的裂纹全角度检测方法。通过麦克斯韦方程分析了时谐电磁场下管道内表面的电磁分布，根据磁通与感应电流的畸变分析了管道表面各方向裂纹的检测机理与检测信号规律，并证明了平衡电磁技术对管道裂纹全角度检测的有效性。利用有限元方法计算分析了裂纹与检测方向成七种不同角度时管道内表面的电磁畸变程度，并通过仿真得到相应的感应电压信号，根据仿真结果进行有效性试验，结果表明，平衡电磁检测技术能够对管道表面裂纹实现全角度检测，检测信号特征以检测方向与裂纹成30°夹角为分界，0°～30°信号特征为先波谷后波峰，检测信号幅度随着角度增加逐渐减小，峰谷间距快速变小；30°~90°信号特征为先波峰后波谷，检测信号幅度随着角度增加逐渐增大，峰谷间距缓慢变小；当检测方向与裂纹成30°时，感应电压信号为双峰谷特征，且峰峰值最小。该方法为管道表面裂纹角度的量化研究提供了理论依据和实验基础。

摘要:边界识别是位场数据解释中一项重要任务，可用于资源探测等领域，是目前研究的热点问题之一。对于深部异常体目标，采用传统的边界识别方法易出现模糊、发散、变形等问题，而改进的方法大多采用高阶导数，虽然能够很好地识别出深部异常体边界，但是计算复杂，易受噪声干扰。为了改善以上问题，提出了一种稳定的快速边界识别方法，仅利用符号函数和重磁垂直导数数据，即可均衡识别不同深度的目标，且避免了高阶导数的计算。通过理论模型的实验与对比，验证了方法的便捷性、有效性、抗斜磁化能力以及抗噪能力。同时，应用实测数据验证了方法在复杂重磁环境下，能够准确清晰地分辨出异常体，可节约相关研究人员的大量时间与精力，具有很好地应用前景。

摘要:基于单自由度体系推导的统计矩理论，针对无模型方法识别结构损伤距离实际应用差距较大等问题，结合融入广义模式搜索算法，提出一种以融合位移四阶矩和加速度八阶矩为指标的全新框架结构两步层递式快速损伤检测方法。所提广义搜索模式算法结合无模型快速损伤定位理论形成的全新损伤诊断方法，利用融合位移四阶矩和加速度八阶矩作为指标，对12层框架结构数值模型有无噪声工况进行数值模拟，与标准结果偏差均在3%以内，证明了该方法的精确性及抗噪性效果。并与相同指标下的统计矩二范数优化方法和类贝叶斯思想方法进行对比，验证了该新方法相较其他方法在损伤检测精度、稳定程度及快速检测计算时间上的优越性。通过12层标准框架振动台试验数据，选取3个典型工况分别进行损伤诊断，并与实测报告分析对比，其结果表明该方法相对于其他方法更能反映试验工况累积而表现出来的单元损伤程度变化，凸显了新方法在工程检测中的可靠性。

摘要:针对多应力条件下电能计量设备测量误差难以预测的问题，提出一种基于核支持向量回归(KSVR)的电能计量设备测量误差预测方法，并提出一种优化遗传算法(OGA)对核参数进行优化。首先，提出一种线性加权多核函数融合多个应力特征，利用核权值系数刻画不同应力对电能计量设备的影响。然后，在核函数参数选择阶段，为了避免对参数人工调整的局限性，提出一种交叉概率与变异概率自适应调整的优化遗传算法，并将其应用到核参数优化选择问题中。国网新疆高干热试验基地智能电表运行数据分析表明，本文所提模型具有较高的准确性，预测结果的平均均方误差为0.00018,最高拟合优度可达0.989,可以为电能计量设备在多环境应力下的健康管理提供针对策略。

摘要:为实时监测复杂工业过程的故障状态，精确预测故障趋势，提出基于降噪自编码和时间卷积网络的故障预测方法。首先，利用随机森林算法筛选故障相关特征。之后，利用堆栈降噪自编码网络提取非线性特征以及特征重构，并根据重构误差构造平方预测误差(SPE)统计量作为故障状态特征。最后，针对时间卷积网络残差模块中的ReLU激活函数在负区间内导数为零导致部分神经元无法被激活的问题，设计基于自门控激活函数(Swish)和滤波器响应(FRN)规范化的时间卷积网络(SFTCN)。将得到的SPE组成时间序列，利用SFTCN的预测模型实现其状态趋势预测。通过在TE仿真平台数据和美国密歇根大学智能维修中心实测的轴承全生命数据上的实验表明，与未改进的时间卷积网络对比，所提方法的预测平均绝对百分比误差至少降低20.9%,具有较高的应用价值。

摘要:喷射器以其体积小、无运动部件、不产生寄生能耗等一系列优点，正成为氢燃料电池氢气再循环的理想解决方案。但电堆变工况下喷射器的循环流体与供给流体的高度耦合特性致使其与电堆的匹配和优化难度较大。本文针对燃料电池变负载工况下喷射器引射流体压力与背压耦合变化的情况，采用计算流体力学(CFD)流体力学计算和实验相结合的方法，获取多组不同NXP值和工况条件下喷射器内部压力场和速度场，探究变工况下NXP对喷射器性能的影响的演变规律。结果表明，一次流压力的提升有助于提升喷射器循环性能，压力为4 har时，在NXP=-15.6 mm时，引射比达到峰值2.43。同时，本文基于研究结果，采用数值解析获得变工况喷射器最优NXP的判定方法，结果有助于宽工况下喷射器与电堆的匹配设计与优化。

摘要:针对机器人力/位混合控制时发生异常碰撞所导致的安全问题，提出一种基于快速动力学辨识的碰撞检测方案。首先，建立机器人快速动力学的辨识模型，基于拉格朗日法整理出机器人关节重力矩的最简三角函数回归矩阵，运用连续摩擦模型建模关节摩擦力；然后，采用最小二乘法分别辨识出机器人关节的重力矩最简参数集和连续摩擦模型参数集；最后，为验证提出方法的有效性，设计并完成机器人快速动力学辨识和碰撞检测实验。结果表明：提出的方法能够快速有效地辨识机器人的动力学参数，可实时检测机器人位置控制方向上4N·m,力控制方向8N·m以上的异常碰撞，有效保障操作人员和设备的安全，具有一定的工程参考价值。

摘要:输电杆塔关键弱纹理部件的通用检测方法依赖大量样本的标注和学习。在无相关部件样本训练情况下，本文提出一种可迁移的输电杆塔弱纹理部件检测方法。本文方法结合了孪生神经网络和互相关卷积用于融合样本块与待搜索区域的特征，其中通过样本部件掩膜裁剪以有效滤除背景噪声，最后在尺度、位置、交并比3个方面提出了对应的分数修正策略以提高检测精度。实验结果表明，本文提出的掩膜裁剪和分数修正策略有效提高了弱纹理部件的检出精度，按照AP的标准，本文检测方法的平均准确率达到了98.0%,能有效避免由于观测视角、尺度以及光照带来的于扰。

摘要:针对最小二乘支持向量机对异常值敏感、缺乏鲁棒性的情况，提出一种考虑样本异常值的改进最小二乘支持向量机算法。该算法首先通过采用局部异常因子检测算法为每个数据样本计算一个LOF因子，根据其因子值能够有效地将样本分成正常样本和异常样本，然后针对不同样本进行单独设置样本权重。其有效地保证了在降低异常样本权重的同时而不使正常样本权重受到影响，使最小二乘支持向量机在达到目标函数最优化的同时能够保证正常数据信息不丢失，以提高模型的鲁棒性。最后，通过引人“信息熵”和“平均粒距”来改进粒子群算法，将其应用于模型的参数优化。经过实验仿真表明，该算法能够有效地提高模型的鲁棒性，随着异常样本的增多，其模型精度提高大约67%。

摘要:为了减少视网膜血管骨架提取过程中低对比度血管的漏检和误检数量，提出了一种基于主曲率和主方向的多尺度视网膜血管骨架提取方法。首先，分别提取视网膜图像中每个像素点在多尺度高斯滤波后的主曲率和主方向；其次，在每个尺度下分别提取最大主曲率方向上的局部最大值点，并通过曲率阈值筛选出高对比度血管中心像素点作为种子点；然后，利用最小主方向对低对比度血管进行骨架追踪和标记；最后，对多个尺度下提取的血管骨架进行融合。方法分别在DRIVE训练数据集、DRIVE测试数据集和STARE数据集上进行了测试，漏检数量分别为89、97、106,误检数量分别为99、101、122。实验结果表明，该方法能够提取出低对比度的细小血管骨架，但对于对比度在3个灰度级以内的细小血管存在少量漏检，对于与血管粘连的高对比度细条状纹理和病灶干扰存在少量误检。

摘要:根据遥感成像耦合典型误差源反演方法得到的误差源及其误差量，能够提高光学系统成像质量，使得高质量的遥感图像在军事和民用领域发挥出更大的作用。基于失真遥感图像，本文提出了一种遥感成像耦合典型误差源反演方法。首先根据典型误差源的调制传递函数模型和耦合误差源的解耦原理，构建耦合典型误差解耦方程组。然后利用刃边法提取遥感图像的调制传递函数，基于长短期记忆网络确定耦合典型误差源的初值。最后利用LM优化算法对耦合典型误差解耦方程组求解计算，反演出典型误差源及其误差量。实验结果表明，本文方法对失真遥感图像的耦合典型误差源的反演值与真实值的相对误差最大不超过8%,大部分都在5%以下，具有优异的反演性能。

摘要:为了让两张不同灰度窗宽和窗位的铸件X射线DR图像包含的缺陷呈现在一张图像中，发展了一种基于加权最小二乘滤波和引导滤波(guided filter)的铸件X射线DR图像融合方法。选择其中一张图像作为底层图像，另一张作为细节图像。使用两种具有边缘保护性质的滤波提取细节图中包含的缺陷信息。对底层图像作加权最小二乘滤波作为框架，再用底层图像和框架做差，分离出底层图像本身包含的缺陷信息。利用引导滤波把这两类缺陷信息加权求和。最后用框架承接加权求和后的结果后得到融合后的图像。实验结果表明获得的融合结果能够显示来自不同灰度窗宽和窗位的两张DR图像的共5个缺陷或3张铸件DR图像的共7个缺陷。本文方法可应用于铸件射线无损检测。

摘要:将单目相机和惯性测量单元(IMU)固定在机械臂末端，可以有效地协助机械臂进行运动估计和场景感知。单目相机、IMU和机械臂之间可靠、准确的标定是实现随动感知的前提。但是，传统的标定方法存在耦合误差大、标定一致性差和6自由度激励不充分的问题。为此，本文提出了一种新颖的单目相机-MU-机械臂的空间联合标定模型，该模型能够将旋转分量的误差和平移分量的误差完全解耦。此外，创新性地设计了一种螺旋式运动轨迹来标定感知模块，采用这种运动轨迹能够避免6自由度激励不充分和一致性差等问题。在实验环节，本研究搭建了单目相机-IMU-机械臂空间联合标定平台，计算得到三轴姿态角和平移分量的均方根误差分别小于0.7°和7mm,证明了所提标定方法的有效性。

摘要:数据采集方式是质谱分析的关键步骤，是影响实验效率以及结果准确度的重要因素。较之于传统的数据采集方式，近年来出现的数据非依赖采集技术具有高通量、高覆盖度、高准确性等优势，从而成为蛋白组学与代谢产物定量和组学研究的强有力工具，对食品分析领域有重要的参考和借鉴价值。综述了目前主要的几种数据非依赖采集原理和数据处理最新进展并突出了在食品分析中的非定向筛查潜力，总结了非定向筛查数据非依赖采集在食品安全性分析、食品真实性分析，食品中功能活性成分分析的应用。最后探讨数据非依赖采集在食品分析中面临的挑战和未来发展趋势。

摘要:广义逆波束形成凭借其空间分辨率高，抑制旁瓣能力强等优势得到广泛关注。为了提升一般广义逆波束形成的声源识别性能，基于弹性网正则化波束形成既能保证声源识别结果的稳健性又能体现声源信号的稀疏性。然而，在测量声源信号的过程中所产生的非相于噪声对声源结果产生不可避免的误差，为抑制测量过程的干扰噪声，结合对角降噪和特征值改进法重构波束形成正则化参数，提出了一种政进弹性网正则化的广义逆波束形成，以重构正则化参数区别干扰噪声和目标声源。进行了数值仿真和实验验证，结果表明该算法在中高频时主瓣宽度误差低于10dB,且比弹性网正则化波束形成具有更高的空间分辨率以及稳健性，衰减旁瓣能力强。

摘要:在金属的水溶液电解提取过程中，电极短路会降低电解电流效率，增大电耗，降低阴极产品的质量。电极电流的变化是监测电极短路的最有效方法。由于电解环境恶劣、电磁场分布复杂，电极数目众多，目前缺少有效的电极电流在线测量方法。本文提出一种测量电极电流的方法，其采用线性霍尔传感器实时检测电极下的磁感应强度，利用霍尔电势、磁感应强度和电流之间的解耦数学模型计算出流过导电棒电流。在实验室使用导电棒代替电极搭建电解槽进行测试，结果表明，当流过导电棒的总电流在10~100A之间按照线性变化时，本文提出的方法测得的单个导电棒的电流与钳形表测量值的偏差在1A以内，测量误差在2%以内。本电流测量系统精度高，可以用于铜、锌等金属水溶液电解槽的电极电流在线测量。

摘要:为了解决石油生产多组分监测问题，基于光纤技术和电导技术成功研制了一种用于石油生产多组分监测光纤电导一体式传感器。利用ZEMA光线追迹方法和FEM方法建立FOCIS仿真模型。对电导测量模块(CMM)电场分布、CMM响应特性、光纤测量模块(OFMM)返回光照强度分布、OFMM响应特性等进行了仿真分析。不同油气水三相流流型条件下CMM和OFMM测量值与标准含率值呈现出良好的线性关系，测量相含率误差均在5%以内。在内径为32 mm垂直管道内进行了FOCIS现场实验测试，实验结果表明：在气流量5、20、40m³/d,油水总流量10、30、50、70m³/d,液相含水率50%、60%、70%、80%、90%等工况下，测量含水率与含气率误差在5%以内。仿真与实验均证明FOCIS油气水多组分监测是可行和有效的。

摘要:随着我国特高压技术的发展，工频强电场的测量变得越来越重要。为了适应工频强电场时域测量的需要，基于Pockels效应，设计并研制了一种保偏光纤耦合型铌酸锂晶体工频强电场传感器。通过保偏光纤准直器耦合进行光输入和光输出，避免了起偏器、1/4波片等分离光学元件的使用，将传感器的光耦合效率提高到了66.7%,并且通过将输入保偏光纤准直器前端1/2拍长的保偏光纤扭转90°,可将传感器的静态工作点设置为m/2,从而使传感器工作在近线性区。使用工频强电场对传感器进行测试得出：传感器的线性可测范围为10.5~527kV/m,线性相关系数为0.9986,线性动态范围为34 dB。相比于现有的铌酸锂晶体强电场传感器，研制的传感器具有结构简单紧凑、耦合效率高等优点，为工频强电场的时域测量提供了一种新的方案。

摘要:针对现有超声波测风系统在实际应用中环境噪声抑制效果差、风速和风向测量精度不高的问题，提出了一种基于高阶累积量的阵列式超声波传感器风速风向测量方法。所提方法采用一种由一个超声波发射阵元和五个超声波接收阵元组成的阵列式超声波测风系统结构，并在此系统结构上，采用基于高阶累积量的多重信号分类(MUSIC)算法，抑制高斯白噪声及高斯色噪声的干扰，实现高斯混合噪声下风速风向的有效测量。所提方法与应用相关算法的测风方法相比，具有更高的噪声抑制能力及更高的风速风向测量精度。最后通过仿真实验与实测数据验证实验对所提方法的有效性进行了验证与分析，实验结果表明风速和风向角的测量误差分别为2.3%和-2°,基本达到了超声波测风方法的技术要求。