一、基地概述

中国电子科技集团公司第二十七研究所（简称基地）位于河南省郑州市，1967年始建于陕西，是我国军工科研领域的国家级研究所，在两弹一星、载人航天以及预警机等国家重大任务中均承担重要任务。现有在职员工1500余人，其中专业技术人员900余人，拥有一支高水平的预研、863专家队伍。全所共占地1400多亩，其中新落成的郑东新区产业园占地1192亩，位于郑东新区。

基地的研究领域与郑州大学工程领域多专业直接对口。因此，长期以来，双方均有良好合作。从1985年开始电子工程系（现为信息工程学院一个系）每年派出几十名本科生到基地进行毕业实习，为基地输送了高质量毕业生，目前大部分毕业生已走上研究所技术、管理的领导岗位，为双方的进一步深入合作奠定了良好基础。目前，郑州大学与基地已经形成了以创新型人才培养为核心的合作模式，内容涵盖科研合作、学科建设、师资培养、专家讲座、校园招聘等各个方面。

在科研合作方面，多年来，郑州大学与基地在信息对抗、光电系统、物联网技术、正交频分复用调制、红外图像获取与处理等多方面开展了深入和富有成效的技术交流与合作。以科研项目合作为引导，双方积极探索创新，在电子信息技术等多学科建设和人才培养方面不断深入合作。

郑州大学把基地列入为本科生、研究生校外实践基地之一。通过生产科研现场参观、关键技术讲解、学生实际上工位等环节，使学生找到了理论知识与实践技能的结合点，切实提高了动手实践能力和创新能力。除企业实习外，学校还不定期聘请基地相关领域的专家为相关专业学生开展技术讲座，研究所多位专家教授多次开设了电子信息技术、微波技术方面的学术讲座，在郑州大学人才培养、学术交流、学科建设等方面发挥了重要作用。

一、基地管理模式与制度建设

基地的兼职导师均来自一线，具备深厚的专业知识功底，很强的研究能力，创新思维，对行业的了解等等。这些导师均出身名校并具有高学历和高级职称，不仅具有系统的理论知识，更具备丰富的实战经验，善做能讲，规范教学，强有力的支持。

学校聘请具有丰富工程实践经验的工程技术人员和管理人员担任兼职导师。学校和企业制定了较为完善的聘任和管理办法。通过企业提出任职人选，学校组织评审后，对通过评审者予以聘用。聘任期间，依据聘用合同共同进行考核，对不合格者可解除聘约。

企业导师队伍情况如表所示：

姓  名	性 别	学 历	职  称	研 究 方 向
薛海中	男	硕士	研高工	航天测控
王世琦	男	硕士	研高工	光电测量
芦俊涛	男	硕士	高级工程师	信息处理
李连学	男	硕士	高级工程师	自动控制
丁成义	男	硕士	高级工程师	系统仿真测试
孙建国	男	硕士	研究员	光电系统
席献光	男	硕士	研究员	航天测控
翟  彬	男	硕士	高级工程师	无人飞行器设计
张福欣	男	硕士	高级工程师	制导与控制
李  楷	男	硕士	高级工程师	自动控制
马国清	男	硕士	研究员	电工技术
马浩周	男	硕士	研高工	光电总体技术
齐  玮	男	硕士	高级工程师	电工技术
王  勇	男	硕士	高级工程师	信息与情报处理
邬双阳	男	硕士	教授级高工	激光探测
熊光亮	男	硕士	高级工程师	云计算

基地自从上世纪八十年代就和郑州大学建立了良好的合作关系。80年代该所在驻马店的时候，就开始接纳郑州大学本科生在该所进行毕业设计，承担起培养学生的社会责任，把培养学生的实践动手能力作为己任。并制定了一系列的实习学生管理制度。例如：《毕业实习指导教师选拔办法》、《实习学生管理规定》、《毕业设计答辩程序》等等，随着研究所的搬迁以及研究所体制的变化，特别是近些年专业硕士的增加，该所又建立了《中国电科二十七所大学生实践基地管理办法》等，详细规范了研究生实习从申请、审核、进所、实习、答辩、评价等各环节，保证了学生实习的规范运行。正是因为有完善的规章制度作为保证，使得无论学校/学院、或研究所领导怎样调整岗位，但两校的实践合作仍能长达近三十年的长期稳定运行，能保持这样长时间的实习实践合作，在国内比较少见。

基地所涉及的研究领域较为宽泛，国家级的大项目也很多，有些课题难度很高，学科基础要求很专深，有些课题工程性很强，工作量巨大。如何让实习的学生在有限的时间内能相对独立地完成一个课题且尽可能地掌握更多的专业技能，往往要指导教师费一番心思。但每年，在选题前，各研究室领导都召集指导教师，依据学生的专业基础和意愿，反复论证，将本所的课题进行适当分解，在保证有一定的技术难度的同时有足够的工作量，使得每年在该所实习的学生都感到紧张充实，学有所获。

基地在交给学生知识的同时，也非常注重学生综合素质的培养，每次实习开始前，人力资源部领导高度重视，并对全所指导教师进行部署。要求全体导师注重学生的品行等综合教育，各位指导教师也以自己的言行教育学生。学生进所实习的第一天就进行所史教育、保密教育和安全教育等。同时所里派专人对学生的住宿进行管理，创建“安全、整洁、健康”的寝室环境，强化“党员模范作用”，加强学生的爱校荣校、爱所荣所意识。正是因为研究所的良好育人环境，校所合作近三十年，从未出现过学生违纪现象，也未出现过任何其他安全事故等。也正因为研究所注重综合素质的培养，许多留在研究所参加工作的学生都获得了很高的评价，成为了所的技术骨干，有些还走上了领导岗位。

二、基地管理模式与制度建设

根据实际情况的需要，基地管理模式也进行了一些创新。

1、基地管理模式创新

（1）企业定制式招生

郑州大学对硕士研究生招生计划分配办法进行了改革。总体思想是：遵循研究生教育规律，以人才培养为根本，以服务需求、提高质量为核心，以科教结合和产学结合为重点，稳步扩大博士招生规模，优化招生类型结构，积极发展专业学位，不断提高培养质量，建立适应学校发展、科研需要、社会需求的科学有效的研究生招生计划动态调配机制。

专业学位硕士研究生招生计划以服务需求为核心，以产学结合为导向，以实现基地就业为目标，向具有强烈的内在需求、较高科研技术实力及创新能力的联合培养基地倾斜，合理单独划拨招生计划到联合培养基地，实现定制式招生。

（2）推免式

每年从本科生推荐免试计划中划拨出一定数量指标，从全校相关专业（改革试点和示范基地）进行选拔推免生，直接获得推免资格。

（3）支撑、保障和激励的奖助贷体系

全日制专业学位研究生纳入研究生培养机制改革奖助体系，企业每月发放生活补贴，以项目完成和贡献突出实施奖励，以支撑、保障和激励学生的创新。

基地建设重在制度建设。

2、制度建设

针对专业学位研究生培养过程涉及到的校、院系、双导师和基地四个不同机构，建立了四级管理模式，完善了四级管理部门职能，使之成为整合多种资源，协调各方关系，权责明确的综合管理机构。

（1）校研究生部：宏观管理、政策制定

（2）院研究生办：执行机构

（3）双导师：校内学习、基地实习和论文指导

（4）企业人力资源部：基地管理、校企沟通

基地设学生实习工作领导小组负责所下属研究室/公司的学生实习全面工作，企业人力资源部设立校企工程实践教育中心，主任由人力资源部部长担任，下设办公室，负责基地的日常运行和管理工作。

出台了若干个管理文件，主要如下：

（1）郑州大学专业学位研究生专业实践基地建设及管理办法

（2）郑州大学专业学位研究生指导教师职责

（3）郑州大学硕士专业学位研究生校外指导教师评聘办法

（4）郑州大学专业学位研究生学位论文选题及开题工作规定

（5）郑州大学全日制专业学位研究生实践教学工作暂行实施办法

（6）郑州大学硕士专业学位研究生学位论文基本要求

（7）学院专业学位管理办公室（管理中心）工作职责（信息工程学院）

（8）中国电子科技集团公司第二十七研究所大学生实习基地管理办法

三、基地建设形成的特色及示范性经验

作为专业学位研究生培养实践基地，基地在业务和人才规模方面有鲜明特色和优势。

1. 三位一体培养目标

三位一体培养目标就是将素质培养、应用能力和创新能力培养作为专业学位的培养目标，并将三者有机结合为一个整体。其中，素质、应用能力和创新能力培养目标为：

（1）兼顾素质培养，掌握专业领域坚实的理论基础和宽广的技术知识，恪守职业道德，具有一定人文素养和较强的英语运用能力；

（2）注重工程管理和工程技术的培养，掌握解决工程问题的先进技术和现代化手段，具有独立承担工程技术和工程管理的能力；

（3）注重创新意识培养，在掌握了坚实的理论和先进的技术手段的基础上，具有不断创新的意识，具有综合运用技术知识和手段高效解决实际问题的能力；最终培养具有创新意识的产业型与实用型高层次IT人才。

2.“螺旋式”培养模式

“螺旋式”培养采用从理论到实践，从实践再回到更高层理论的模式。 即从课程学习到企业实践与科研体验，感受理论与实践的结合；实践体验结束后，经过考评和评价，总结收获，查找差距，带着实践中的问题和对理论知识的需求再进入更高层次的理论学习，将实践上升到理论层面，加深对客观事物的本质认识和理解。理论层面，加深对客观事物的本质认识和理解。

“螺旋式”模式的具体实施过程如下：

第一学期“三阶段螺旋”

第一学期开设专业学位课（理论学习阶段），在学期中间有一个为期2周的“企业见习阶段”。由于学生还没有一个完整的知识体系，刚入学，让学生在企业见习、动手，学习企业文化和行业知识，并能够深入实际掌握解决一定实际问题的方法，理论联系实际，在这个阶段学习课堂不能学到的知识，这个阶段结束后，直接进入“评价阶段”，谈收获，找差距，谈认识，带着问题再进入“理论学习阶段”完成“三阶段螺旋”。

第二学期“三阶段螺旋”

第二学期进入了专业方向学习，主要是选修课的学习，其中既有校内选修课也有到企业的选修课。先在学校进入选修课学习（理论学习阶段），在这个学期中间有4周的企业学习阶段，在企业里，先进入“企业实践阶段”，在这个阶段是学习企业的行业课题背景和行业项目，这也是企业选修课的学习阶段，这个阶段一般是1-2周，然后进入“科研体验阶段”，在这个阶段要求学生参与一定科研题目，完成一定开发任务，并针对项目完成企业选课，为开题做准备，这个阶段任务完成后就进入“总结评价阶段”，评价和考评每个学生开发的题目是否达标，谈感受，谈技术，找差距，带着项目开发的问题再进入“理论学习阶段”，完成“三阶段螺旋”。

第二学年“三阶段螺旋”

在上面两个“螺旋”学习的基础上，直接进入企业的行业项目开发过程中，先进行开题，然后直接参与或承担工程项目，半年进行中期检查，完善或深化工程项目，最后答辩结题。实践证明，学生在前两个“螺旋”学习之后，进入企业上手很快，能够发挥更有效的作用，有的同学还可以承担一定的项目管理工作，发挥了年轻学生思维敏捷，接受能力强，动手快的特点，深受企业骨干的好评。

3. 立体化培养方案

立体化培养方案核心思想是：专业基础支撑 + 模块核心课程 + 工程化实践 + 职业化能力训练 +企业文化 = IT业需求人才。为此，采用三阶段学习培养方案。即：

（1）校内半年（必修课）          

（2）校内和基地半年（选课、选题）

（3）基地一年

该方案使学生所学理论知识与实践相结合，激发学生的学习兴趣和积极性，明确学习目标，学有所用，用有所长。

四、典型案例

下面介绍三个学生在基地刚刚完成的项目。

1、基于小型无人机的特定目标识别系统

弱小目标检测是图像处理领域中的热点和难点问题之一。经过一年基础知识的积累和相关论文文献的阅读，制定了如下的研究流程：

预处理

中值滤波是一种典型的非线性滤波技术。它在一定条件下可以克服线性滤波器带来的图像细节模糊，而且对滤波脉冲干扰及图像扫描噪声非常有效。它的基本原理是：把窗口邻域中的像素按灰度值等级进行排序，然后选择该组的中间值作为输出像素值。对于奇数个元素，中值为大小排序后中间的数值；对于偶数个元素，中值为排序后中间两个元素灰度值的平均值。它的一般公式为：

其中表示原始输入图像，表示中值滤波后图像，表示邻域窗口。由于待检测图像中的噪声干扰会对检测结果产生消极的影响，所以我们采用中值滤波处理原图像以便去除其中的椒盐噪声。

分割

为了准确检测到极小目标，我们引入SLIC算法对初始分割进一步作精细分割。SLIC算法是通过改进传统的K均值方法，即考虑像素的颜色信息又考虑像素的空间信息，将颜色相似空间相近的像素点聚集在一起的一种高效分割方法。每个像素点的特征向量是五维空间中的一个点。算法从初始聚类中心开始均匀采样，为避免超像素中心在边界位置以及噪声像素冒充种子像素的现象出现，将聚类中心限定在最低梯度测量的3*3邻域内移动，每一个像素通过与最临近聚类中心距离D来进行聚类，具体如下：

基于颜色空间的距离：

基于坐标空间距离：

两个距离融合：

其中，，N为图像大小，K是目标像素块个数；，m是紧密系数，表示颜色空间距离的权重[12-13]。SLIC的具体分割步骤如下:

第一步：初始化聚类中心在原图像上按照网格大小间隔均匀分布。调整聚类中心到3*3领域内梯度最小的点。

Set类标签；

Set距离，其中M是一个很大的正数，此数组来记录每一个像素点到最近邻超像素中心的距离。

第二步：对每个聚类中心，计算的2S*2S邻域内每个像素i到的距离D，

if D<dis(i) then

set dis(i)=D   (更新最小距离)

set label(i)=k  (更新类簇标签)

end if

第三步：更新数据，计算新的聚类中心，并计算其总的改变量。如果（其中是一个给定的阈值），转到第二步。

第四步：结束。

识别

经过分层分割后，目标区域被划分成超像素单元，真正的目标隐藏在这些超像素单元中，为了检测出目标，我们首先需要对过分割的超像素单元进行合并，将分割演进至目标级。因此本文引入基于密度的DBSCAN聚类[14-16]算法，该算法可以发现任意形状的簇，不受数据输入数据的影响，能有效地处理“噪声”点等优势。原始的DBSCAN聚类算法寻找某核心点密度可达的对象时，是通过计算欧式距离来完成的，事实上颜色空间对聚类的贡献是有限的，甚至会成为分割干扰，如图1(a)所示，目标和干扰区域被合并到一个区域中导致误检或者漏检，为了排除颜色空间的干扰，本文只选取其中的亮度空间L中的欧氏距离作为聚类的特征空间提出一种改进的DBSCAN方法—iDBSCAN，并获得了得到更好的聚类效果，如图1(b)，目标被准确分割。

(a)传统DBSCAN聚类结果	(b)iDBSCAN聚类结果

图1 DBSCAN聚类结果和iDBSCAN聚类结果对比图

iDBSCAN算法的具体步骤是：

第一步：将SLIC分割后的图像块中每一个区域的中心点作为聚类数据库D，Minpts选为1，Eps选为5；

第二步：判断数据库D中的某一个点o是否为核心点：若点o的Eps邻域至少包含最小数目的Minpts个点，则称o核心点。

第三步：对核心点的Eps邻域进行查询，搜索所有的从该核心点密度可达的对象，即欧式距离小于Eps的对象，形成一个密度连通集。本文仅使用含有L特征的欧氏距离进行判断，其公式如下所示：

复执行此上述过程，直到所有的点都被归为某个簇中，即得到所有的密度连通集。算法设计的特点是对每个对象逐个进行上述分类处理，采取由核心点向周围蔓延的方式生成密度连通集，以保证密度连通集逐个形成。

对SLIC分割后的图像块中的区域进行聚类的效果如图2示。

图2 DBSCAN聚类效果图

实验证明该分层检测算法在检测精度和检测速度方面都有较好的表现，能够较理想地完成无人机图像中的极小目标检测。然而在目标和周围干扰的空间信息和颜色信息都很相近的超像素块中，SLIC无法将人物目标有效地分离出来，对于这一问题，可以考虑在SLIC分割距离中加入更多的信息，从而使目标和干扰能够更加容易的区分开来。

2、无人侦察机的综合情报快速处理软件及整编软件

软件开发主要采用C#语言编写，代码量三万多行。项目内容为无人侦察机的综合情报快速处理软件及整编软件的开发，主要实现的功能有：（1）对侦查到的多源情报（如雷达、通信、塔康、AIS、ACARS、ADS_B等）进行解析；（2）对侦查到的多源情报、关联数据和定位数据进行存储，以便进行整编、查询和处理等；使用的数据库为ORACLE；（3）显示侦查到的多源情报，显示的方式有：列表显示、树状图显示、极坐标显示和态势显示；（4）定位功能：利用对侦查到的多源情报进行目标定位，定位方法有手动交叉定位，和自动定位。（5）关联功能：对侦查到的多源情报进行关联，分为同平台关联和通联关联。（6）整编功能：对侦查结果进行整编和出报。

定位算法研究主要是对研究异类辐射源的单站无源定位技术与算法研究。（1）研究目标：对异类传感器的测量数据进行目标同一性判断后，融合多手段侦察的测向数据，增加同一目标的测向数据维度，实现目标测量数据的互补、印证；对同一目标的测向数据进行奇异值判断，消除噪声数据对定位结果的影响；从非线性估计出发，对多源测向数据进行定位，从而收敛辐射源点位误差分布，提高目标定位精度与稳定性。（2）研究内容：针对多源传感器系统的测向数据，根据侦察参数、态势信息、时间信息进行目标同一性判断；综合考虑时域、空域以及测向参数，进行测向数据的奇异值判断，去除噪声数据；最后利用非线性近似法的最小二乘估计实现目标的多点交叉定位。

定位算法实现分三步：（1）测向数据奇异值判断：根据测向参数的时域、空域特性，对目标的测向数据进行奇异值判断，利用滤波等方式去除测向数据中的无效值和飞线。（2）目标同一性判断：利用聚类算法对测向数据进行分析，从而确定目标数量及测量数据。使用的聚类算法为改进后的DBSCAN算法。（3）多点交叉定位：在确定了目标测向数据集合后，利用非线性近似法的最小二乘估计，对目标进行多点交叉定位。

定位是电子侦察的重中之重，在项目期间研究异类辐射源的单站无源定位技术与算法，通过聚类算法和定位算法的结合与优化，实现多源目标的自动定位，改善了原有的手动定位方式，并将定位精度提高至5%以内。

3、小型无人机地面控制站系统的设计与实现以及航路再入技术的研究

小型无人机地面控制站，主要分为四个部分：主窗体界面、连路通信、地图导航、航路规划。针对这四部分功能，本文主要实现了基于测控协议实现地面控制站与无人机的链路通信，以及基于MapInfo的地图导航、航路编辑，另外对界面做数次的优化调整，同时也实现任务回放功能。

图1  无人机地面站系统主窗体界面           图2  无人机地面站系统--航路编辑界面

  图3  无人机地面站系统--控制界面       图4  无人机地面站系统--速度信息界面

图5  无人机地面站系统--数据回放界面

对于航路再入技术的研究，本文结合无人机的作战目标、载荷性能以及飞机的平台特性，采用逆序多目标航路规划方法，考虑最优性、平滑性、全局收敛性、目标侦察概率，在给定的参考航路的基础上，实时进行航路再入的规划以得到最优和次优航路，供操作人员参考，进而实现最优侦察与打击的航路规划。

图6  无人机地面站系统--航路再入设计界面

设计的无人机地面控制站已应用于无人直升机的多次飞行试验中，在多次试飞过程中，地面控制站能够准确、实时地向无人机发送遥测、制导控制指令，同时亦能无遗漏地接收从无人机传回的遥测信息，整个地面控制系统的可靠性以及通信的实时性都较强。同时，针对于目标的再次侦察与打击的航路再入技术也进行了仿真测试，得到的效果较好，再入航路的规划效率高，能得到满足要求的最优航路。

（图7）

信息工程学院计算机技术硕士专业学位研究生在河南思维自动化设备股份有限公司基地进行LKJ2000列车运行安全监控装置项目实践

（图8）                                      （图9）

图（8）为信息工程学院电子与通信工程硕士专业学位研究生在中国电子科技集团公司第二十七研究所基地进行“中电”新能源汽车综合智能显示分系统项目实践；（图9）为信息工程学院电子与通信工程硕士专业学位研究生在中国电子科技集团公司第二十七研究所基地进行“力神”拖拉机综合显示系统项目实践。