北京航空航天大学学报

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梁宵, 王宏伦, 曹梦磊, 郭腾飞

2012, (9): 1129-1133.

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摘要:
在复杂地形环境中,无人机在跟踪运动目标时,现有的航路规划方法在实时性和可行性上存在一定缺陷.提出了一种新的滚动窗口启发方向计算方法,使其能够跟踪运动目标,同时在滚动窗口内采用流函数法进行避障.根据无人机约束,滚动窗口为三角形,并设计了基于行为的伸缩功能.在流函数中,利用水势能方法克服了陷阱地形并进行了航路平滑.仿真结果表明:这种混合算法对于复杂地形条件下跟踪运动目标的航路规划,能够减小规划算法的时间和空间复杂度,使规划出的航路适于无人机飞行.

机载武器传递对准的可观测性分析

秦峰, 战兴群, 湛雷, 张炎华

2012, (9): 1134-1138.

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摘要:
采用"速度+姿态"量测匹配法设计了机载武器传递对准系统,建立了系统的动态误差模型和量测模型,并在这些模型的基础上设计了卡尔曼滤波器.介绍了基于可观测性矩阵奇异值分解的分段定常系统(PWCS, Piece-Wise Constant System)可观测性分析法,并通过该方法分析了机载武器传递对准系统各个状态变量的可观测性.在可观测性分析的基础上忽略不可观测状态变量,实现系统滤波器降维.设计了摇摆机动,在该机动基础上对降维前后滤波器性能和传递对准精度进行了对比,证明了可观测性分析的必要性和正确性.

电动直升机飞行性能计算和分析

聂资, 陈铭

2012, (9): 1139-1143,1153.

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摘要:
在传统直升机飞行性能计算方法的基础上,结合电动系统的特性和直升机总体设计的特点,提出了电动直升机主要飞行性能的算法,并分析了电动系统特性参数和直升机气动布局、总体参数等变量对飞行性能的影响.以某小型无人直升机为例,计算和比较了该机电动化改装前后的主要飞行性能.算例结果和分析表明:相对于油动直升机,电动直升机受目前电动系统技术的限制,其续航时间和航程较短,但升限较高;微小型直升机的电动化比轻中型直升机更具有优势和潜力.该算法适用于电动直升机的总体设计和参数选择,也可为油动直升机的电动化改装提供一定的理论指导.

空间稳定型捷联惯导系统静态误差分析

孙枫, 王根

2012, (9): 1144-1148.

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摘要:
定量分析空间稳定型捷联惯导系统的误差传播特性,以便实现惯导系统对战术技术指标及元部件对自身精度指标的设定要求.首先设计了一种用于地球表面导航的船用空间稳定型捷联惯导系统方案,然后通过求解静基座状态下的该种捷联惯导系统误差方程,分析了陀螺常值漂移以及加速度计零偏对空间稳定型捷联惯导系统的影响.理论分析以及实物试验表明陀螺常值漂移会造成经度误差随时间线性增长,其它导航信息按舒勒频率和地球频率等幅振荡传播.

新的导弹协同定位技术

刘俊成, 张京娟, 谭丽芬

2012, (9): 1149-1153.

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摘要:
导弹协同作战的关键技术之一是导弹的精确定位技术,针对在体系对抗条件下,如何提高导弹集群的导航定位精度问题,构建了以弹载数据链和惯导系统为核心的协同定位系统,提出了一种基于相互测距信息的导弹协同定位方法.该方法使用加权秩亏自由网平差的方法来估计导弹集群的惯导系统定位误差.仿真表明:该方法可以有效地延缓惯导位置误差的发散速度和提高惯导定位精度,随着导弹数量的增多,惯导定位精度不断提高,当导弹数量大于4时,惯导定位精度将提高2倍以上.

基于ADRC的航空发动机限制保护器设计

王元, 李秋红, 黄向华, 赵永平

2012, (9): 1154-1157.

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摘要:
发动机限制保护器在航空发动机运行过程中对特定的被限制量进行实时监控,在其超出安全范围时实施限制,实现对航空发动机的保护.将自抗扰技术用于限制保护控制器设计,利用自抗扰控制器的扩张观测器,动态估计未知扰动和系统特性,对实际控制量进行反馈补偿,实现超限后的快速保护,提高了发动机的安全性.仿真结果表明:所设计的自抗扰限制保护控制器能将超限偏差有效转化为对主回路指令的修正,综合控制系统响应速度快,达到了限制保护的目的.

基于Krylov子空间的多级维纳抗干扰滤波设计

范广伟, 蔚保国, 邓志鑫, 杨鹏

2012, (9): 1158-1162.

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摘要:
全球卫星导航系统(GNSS, Global Navigation Satellites System)空时抗干扰要求有较好的实时处理能力,常规矩阵求逆的算法由于计算量太大限制了其在GNSS中的应用.在分析多级维纳滤波(MWF,Multi-stage nested Wiener Filter)原理的基础之上,结合Krylov子空间性质,设计出一种应用于GNSS空时抗干扰的自适应多级维纳滤波器,从而实现了在Krylov子空间中降维滤波,避免了矩阵求逆的大运算量.仿真结果表明,该算法在保证抗干扰性能不受影响的前提下,降低了GNSS空时抗干扰算法的计算量,提高了实时处理能力.

电离层对星载SAR影响的多相位屏仿真方法

李力, 张永胜, 董臻, 梁甸农

2012, (9): 1163-1166.

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摘要:
利用多相位屏技术对电离层色散、相位闪烁、幅度闪烁等影响的P波段星载SAR(Synthetic Aperture Radar)回波进行了仿真.将电离层建模为只改变信号相位的多个薄屏,信号在屏之间的衍射效应实现电离层的幅度闪烁和相位闪烁.衍射结果由斜入射条件下球面波的抛物方程在自由空间的解析解得到.穿过多相位屏的信号复振幅中包含了电离层色散、相位闪烁、幅度闪烁等影响.回波信号通过发射信号的频谱与受电离层影响的复振幅相乘得到.仿真表明,该方法可以真实反映电离层色散、相位闪烁、幅度闪烁等效应,为研究电离层影响下的星载SAR成像提供真实可靠的数据.

雷达对扩频通信系统干扰分析方法

王磊, 谢树果

2012, (9): 1167-1171.

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摘要:
针对雷达与扩频通信系统的电磁兼容问题,提出一种基于时域符号级的雷达干扰分析方法.首先详细分析了雷达对扩频通信系统电磁辐射干扰的机理,推导得出扩频通信系统在脉冲雷达干扰下的误码率公式和曲线;然后利用建立的雷达电磁干扰仿真模型,对扩频通信系统采用不同扩频因子以及不同频率隔离度时的受扰性能进行了仿真分析,验证了理论分析结果的合理性;最后利用所提方法计算给出了微波频段5种典型雷达与扩频通信系统的频率-距离隔离关系.研究结果表明:该方法对于在更深层次上揭示雷达辐射干扰的本质,提高频谱利用效率具有重要意义.

压扩与预失真结合的峰均功率比抑制方法

李铀, 张晓林, 肖鑫

2012, (9): 1172-1175.

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摘要:
针对压扩法中峰均功率比抑制与系统误码率之间的矛盾,提出了一种压扩与预失真结合的方法.用Bussgang定理推导出正交频分复用信号经过非线性功率放大器后,在加性高斯白噪声信道下子载波信噪比的计算公式.用理想预失真代替非线性功放,再对线性压扩法进行改进.用理想预失真和改进后线性压扩的3个参数修改子载波信噪比计算公式,进而得到系统误码率.仿真结果表明:通过调整3个参数,在获得相同峰均比抑制效果及误码率的情况下,所提出方法的信噪比门限改善了0.8 dB.

Flash存储中的纠错编码

康旺, 张有光, 金令旭, 王名邦

2012, (9): 1176-1180.

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Flash闪存是一种非易失性的存储器件,随着工艺尺寸的不断减小,存储容量需求的不断增加,存储可靠性与寿命成为Flash生产与应用过程中最严重的两个挑战.基于多级 (MLC,Multilevel Cell) "与非(NAND)型" Flash的层级结构特征与读写操作特性,构造了一种基于正交映射的纠错编码方法,给出其编解码原理与结构,并分析其纠错能力.在此基础上,分析了该编码方法在Flash存储系统中的两种典型应用场景,即分布式多用户共享存储以及历史数据的无差错恢复.此外,Flash存储单元的可靠性受擦除次数的限制,其寿命相当有限,该编码方法可以有效地利用坏块来提高Flash的整体生命周期.分析结...

基于四元数理论的彩色图像脉冲噪声开关滤波

耿鑫, 胡晓光

2012, (9): 1181-1185.

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摘要:
根据四元数单位变换理论定义了一种新的描述彩色图像像素点间差异的距离,该距离可以同时描述两个彩色像素点在强度和色度上的差异.利用该距离和图像边缘的结构性与方向性,构造了一种基于四元数的开关型彩色图像脉冲噪声滤波器.该滤波器对像素点进行4个方向上的噪声检测并仅对检测为噪声的像素点进行滤波.实验表明:该滤波器能够在去除彩色图像中的相关和非相关噪声的同时保护图像细节,同时具有比传统方法更快的执行速度.

基于数字全息的活体细胞动态相衬显微观察

刘烁, 潘锋, 肖文

2012, (9): 1186-1188,1193.

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针对生物活体细胞的观测要求,研究了一种基于数字全息的动态相衬显微实验方法.利用光纤器件和分立光学元件搭建了一套预放大离轴数字全息实验系统,采用无穷远校正显微物镜提高了成像分辨率,同时通过曲率匹配透镜和构造数字相位掩模对相位畸变进行了校正.对小鼠活体骨细胞样品进行了连续动态观察,得到了反映细胞运动和形态变化的相衬显微图像,证明了此方法的可行性.

基于频域分析的ROSAR成像算法

杨科, 廖桂生, 徐青, 张向阳

2012, (9): 1189-1193.

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在现有的ROSAR(Synthetic Aperture Radar with Rotating antennas)成像算法中,基于斜距泰勒级数展开的算法存在方位向失配问题,时域相关卷积算法不能快速校正距离弯曲.频域ROSAR成像算法采用驻相点原理,直接对ROSAR回波信号进行二维频域变换,保留回波信号的频谱特征,进而构造相应的频域去耦函数和频域匹配函数,实现频域距离弯曲校正和目标场景重构.仿真结果表明,该算法能够快速校正距离弯曲及有效克服方位向失配问题.

高超声速滑翔飞行器的分散鲁棒姿态控制

李菁菁, 任章, 沈振

2012, (9): 1194-1199.

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摘要:
根据高超声速滑翔飞行器的任务和特点,并考虑一阶执行器动态,建立了面向控制系统设计的飞行器姿态模型.针对模型的结构,结合分散控制和滑模变结构控制的思想设计了再入飞行段的分散鲁棒姿态控制器:采用Tornambe控制方法进行了分散鲁棒滑模面的设计,使得系统能够克服耦合及非匹配不确定性的影响实现性能优良的滑模运动;采用改进的时间次优控制方法实现了二阶滑模变结构控制律的设计,通过在线估计等效控制削弱了抖振.为验证控制器的设计,在Simulink中以某概念高超声速滑翔飞行器为对象,进行了分散鲁棒姿态控制系统和制导系统的联合仿真,仿真结果表明在存在大不确定性的情况下,可以实现对制导指令的鲁棒稳定跟踪.

单反射面紧缩场接收机灵敏度要求评估方法

欧乃铭, 白明, 梁彬, 苗俊刚

2012, (9): 1200-1204.

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摘要:
根据洛伦兹互易定理,提出了一种对单反射面紧缩场接收机灵敏度要求进行评估的方法.分别计算紧缩场馈源发射的电磁波以及标准定标球散射的电磁波在位于反射面和静区中间的参考平面上的近场分布,并考虑反射面效率和馈源发射功率,即可得到在测量过程中,对接收机灵敏度的要求.该方法能够全面反应目标雷达散射截面、工作频率、馈源性能和位置、反射面形状尺寸及其边齿结构和边缘绕射、紧缩场静区中心位置等因素的影响.利用该方法对北京航空航天大学微波暗室紧缩场的接收机灵敏度要求进行评估,并与实验测试结果对比,进而验证该方法的正确性.

基于参数矩阵计算全体极小碰集的方法

王冬, 冯文全, 李景文, 赵琦

2012, (9): 1205-1209.

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极小碰集计算是基于模型诊断的关键步骤之一.针对参数化求解方法的局限性,以及大型系统诊断中由于状态空间规模增加导致诊断能力下降甚至无法诊断等问题,研究了一种非参数化极小碰集求解算法M-MHS(Matrix-based Minimal Hitting Set)算法.该算法利用参数矩阵描述元素与集合的关系,通过矩阵分解将原始问题逐步分解为多个子问题,并采用有效的剪枝规则避免对无解子问题的计算.仿真结果表明:该算法能够计算全体极小碰集,且在进行较大规模碰集计算时性能优于HSSE(Hitting Set-Set Enumeration)算法和去参数化后的BNB-HSSE(Branch and Bound...

基于导频辅助的定时与载波同步环路设计

晏辉, 张忠培

2012, (9): 1210-1213.

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针对突发通信系统中定时与载波联合同步存在运算复杂度高的问题,提出了一种基于导频辅助的同步算法.首先针对基于匹配滤波器多项实现形式的定时环路,讨论了滤波器的实现形式及各支路采样时钟的控制方法;接着按照最优导频放置方式设计了一种基于相关函数和的频率估计器,该频率估计器运算简单并且其估计精度可接近CRB(Cramer-Rao Bound )界;最后用仿真验证了所提出的接收机性能.结果表明新算法采用较小的导频数目就可以实现理想同步,同时复杂度低,适合于工程实现.

瑞利索莫菲衍射与物理光学积分的应用比较

梁彬, 白明, 金铭, 苗俊刚

2012, (9): 1214-1218.

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摘要:
针对准光学中电磁场传播的计算问题,研究了从不同角度出发所采用的瑞利索莫菲标量衍射积分公式和基于矢量的物理光学积分公式内在的一致性与区别.首先从物理概念上区分这两种积分方法,然后在平行口面间电磁场传播的条件下,讨论两种积分公式的一致性.借助高斯波束传播解析解作对比,分别应用两种积分方法实现了高斯波束传播的数值仿真,给出了二者在处理电磁场传播问题时的精度与处理矢量衍射时的不同应用.

基于优化理论的GPS定位解算算法

赵鑫, 秦红磊, 郎荣玲

2012, (9): 1219-1223.

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摘要:
针对传统定位解算方法存在的问题,基于优化理论的思想提出了一种新的定位解算方法——基于优化理论的最大后验估计算法.介绍了该方法的基本原理,详细给出了算法的推导过程,该方法用优化理论的思路求解系统状态量的最大后验概率估计值.它是从系统状态量、观测量的联合概率密度函数出发,将估计问题转化成优化问题,用优化问题的解法对系统的状态进行估计.在此基础上,用仿真实验验证了该方法进行定位解算的有效性.实验结果表明该方法完全解决了定位解算中的非线性问题,并拥有较高的定位精度.

PS-InSAR技术在伯克利山滑坡监测中的应用

雷玲, 周荫清, 李景文, Roland Burgmann

2012, (9): 1224-1226.

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摘要:
针对伯克利山的滑坡问题,利用从1992年到2010年期间获得的大量ERS1/2,Radarsat-1,TerraSAR-X星载雷达数据,提出运用永久散射体(PS-InSAR,Persistent Scatterer Interferometry Synthetic Aperture Radar)技术,以一幅主图像为基准,与其他SAR图像分别进行差分干涉处理,并限定幅度和相位双重阈值选择PS点,分析其相位在时域空域的频谱特性,最后通过滤波处理提取形变部分,结果成功地定位了伯克利山的滑坡区域,得到了地形的形变速率,为今后的灾害预警打下了基础.

94 GHz径向螺旋波导行波管研究

王少萌, 段兆云, 魏彦玉, 宫玉彬

2012, (9): 1227-1229.

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摘要:
提出了一种具有工作电压小、结构紧凑、散热性好等特点的新型慢波结构——径向螺旋波导结构,利用电磁仿真软件分析了其色散及传输特性,结果表明该种结构行波管工作电压可低至数百伏.由于圆柱电子枪发射面远大于常规行波管,因而在小电流密度下仍可保证大电流:电流密度为100 mA/cm²时电流可达30 A.该结构在W波段具有较大的尺寸,易于加工,并且在更高波段同样具有很好的传输特性,具有较大的研究价值.

基于相似性传播聚类算法的机会信号选择

郑磊, 张军, 薛瑞

2012, (9): 1230-1234,1266.

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摘要:
介绍了复杂低空环境下的机会信号导航方法,并提出了一种机会信号选择方法,解决了机会导航信号源类型多、数量多难以选择的问题.由于信号源的几何精度因子(GDOP,Geometry Dilution of Precision)越小则定位精度越高,同一区域信号对GDOP影响相似,因此采用聚类的方法选择信号.首先,将各信号间的距离作为相似度测量参数,通过相似性传播聚类算法获得相似类组;然后,依据类组的中心点确定所选类组;最后,从中选择组内的机会信号.经仿真,分析了不同分布的机会信号聚类特点,通过对汶川震区机会信号选择的仿真,验证了相似性传播聚类算法的有效性.另外,该方法在复杂低空飞行应用中将大大提高信号选...

细缝裁减和非均匀映射结合的图像自适应方法

曹连超, 司农, 高美琴, 毋立芳

2012, (9): 1235-1239.

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摘要:
采用将细缝裁减和非均匀映射相结合的图像尺寸自适应框架,提出了一种基于内容的图像重要信息变形的度量方法.首先提取原始图像的重要性像素点,利用细缝裁减去掉一条像素细缝后,相应的重要性像素点会被更新.对于图像中保留的重要性像素点,计算它们的子图像平均偏差(ADSI,Average Difference of Sub Images);对于被移除的重要性像素点,计算它们的平均丢失能量(ALE,Average Lost Energy).通过ADSI和ALE可计算出重要信息变形的度量函数(IIDF,Important Information Deformation Function)的值,通过分析IIDF的...

基于扩充Modelica的复杂系统多层次并行仿真

贺东京, 宋晓, 张霖, 李潭

2012, (9): 1240-1244.

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摘要:
为提高复杂系统多学科建模仿真效率,弥补现有多领域统一建模仿真语言(Modelica)不支持并行的缺陷,提出了一个面向复杂系统建模仿真的多层次并行仿真框架,从仿真任务级、实体级和模型级3个应用层次上充分发掘仿真系统的并行性.将MPI(Message Passing Interface)/OpenMP中的并行元素加入Modelica语言,并通过所提出的代码映射机制将Modelica文本转换为支持并行编程的高级代码(C++),再利用一定的任务分配机制将高级代码在多层次并行平台(多核集群)上高效执行.针对某典型军事复杂系统优化迭代过程进行仿真实验,结果表明上述多层次并行仿真方法能大幅提高仿真效率.

半规则三角网格模型细分曲面重构

陈甜甜, 赵罡

2012, (9): 1245-1249.

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摘要:
针对逆向工程中的三角网格重构问题,提出了一种保持尖锐特征的半规则三角网格模型细分曲面重构算法,以充分利用细分曲面的多分辨特性.首先经提取尖锐特征和删除最大独立点集得到基网格,然后利用插值Loop细分和最近点法向投影法不断调整半规则网格得到重采样网格,最后运用渐进插值(PI,Progressive Interpolation)算法生成半规则细分曲面.实例表明,重构后获得的细分曲面连接性好,可以直接进行细分小波分析.

封闭式行星轮系功率流判别的键合图法

李庆凯, 唐德威, 姜生元, 邓宗全

2012, (9): 1250-1254.

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摘要:
为更简单清晰地对封闭式行星轮系的功率流情况进行判别,利用键合图能量守恒和功率流动的特点,将键合图理论应用于该类轮系的功率流分析中.以功率汇流型、回流型2种形式的封闭式行星轮系为例,根据轮系的传动关系,利用绝对速度法建立轮系的键合图模型,根据提出的功率流向判别依据对轮系进行功率流向判别,得到整个轮系及其转换机构的功率流情况,为轮系的效率计算提供了基础.该方法适用于其它复杂轮系的功率流判别中,比传统方法更具直观性、系统性.

基于顺序失效符的动态故障树形式规约

王波, 刘东, 李艺

2012, (9): 1255-1260.

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摘要:
首先定义了顺序失效符(SFS,Sequence Failure Symbol)的形式化框架,包括SFS定义、性质、规则和定理,这是动态故障树(DFT,Dynamic Fault Tree)形式规约的基础.然后给出了任意形式的静态故障树(SFT,Static Fault Tree)和DFT在SFS形式化框架下的形式规约方式和自动转换算法.最后,通过示例验证了方法的有效性.形式规约构建了DFT在数学层面上更加严密的理论体系,同时,基于SFS的形式规约自动转换算法有助于DFT计算机辅助建模的实现.

基于仿真的制造系统生产计划与控制

钟湄莹, 刘志新

2012, (9): 1261-1266.

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摘要:
采用面向对象建模方法,通过对现代制造过程的生产计划调度数据的分析,建立了车间仿真系统模型.从单元和车间的角度,采用流程控制图给出了现代制造过程的仿真流程及控制点.最后基于Witness动态系统仿真平台建立了仿真生产系统,对某航空生产厂叶片车间的生产计划进行了仿真与优化.

捻度对缝合线浸润特性的影响

刘千, 肇研, 段跃新, 罗辑

2012, (9): 1267-1270.

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摘要:
研究不同捻度缝合线的浸润效果,通过SEM(扫描电子显微镜)观察不同捻度缝合线浸润树脂后的尺寸及其与树脂界面结合情况.研究结果表明:随着缝合线捻度的增加,树脂浸润缝合线的效果变差,缝合线纤维束及单丝与树脂结合情况变差;浸润树脂后的缝合线纤维束尺寸相对浸润之前提高,但随着捻度的增加,浸润树脂后的缝合线纤维束尺寸降低.