基于星模拟器综合误差的星点修正方法的研究

对静态星模拟器的工作原理及星点位置误差的计算方法进行了研究,提出了一种新的星点位置的修正方法。利用这种修正方法能够在现有基础上提高星模拟器的模拟精度,有效降低对静态星模拟器光学系统设计的要求,减小星模拟器综合误差对星模拟器精度的影响。通过实验证明,修正后的星点误差均优于10″,可用于高精度星敏感器的地面标定。     

静态星模拟器设计与精度分析

为了实现对星敏感器进行的地面标定和精度测试,研制高精度静态星模拟器,要求模拟器的星间角距精度优于10″。利用激光直写技术制作星点分划板,将其作为核心显示器件来模拟星图,设计准直光学系统实现无穷远距离和角度模拟,并通过优化像差保证模拟星点的成像质量。同时,提出星点位置修正方法以改善由于焦距测不准和光学系统相差带来的星图模拟误差。实验结果表明:经过修正的星图,单星位置模拟精度优于10″,可以作为地面标定与测试装置,供星敏感器进行观测。     

对接机构运动模拟器的精度分析

为了探讨对接机构运动模拟器的机构原始误差和对接过程误差引起的位姿偏差,根据对接机构运动模拟器的结构求出运动学方程,依据矩阵全微分理论,建立了机构原始误差与对接机构运动模拟器的位姿误差模型.利用蒙特卡洛方法模拟具有任意概率分布的机构原始误差,抽样计算对接机构运动模拟器的位姿误差,然后对对接机构运动模拟器的位姿精度进行了分析,给出了在其可达工作空间内的概率等高线、概率密度函数和统计数字特征.这些分析结果为对接机构运动模拟器的精度设计、标定和误差补偿提供了方向性的指导.     

火控系统高精度激光测距回波模拟器

为了给武器火控系统的脉冲激光测距设备提供高精度和稳定的光激励信号,以便完成实验室条件下的距离性能测试实验,采用ARM9+FPGA嵌入式系统作为控制平台。控制平台的粗定时和精定时两个模块串行工作,精定时模块使用距离门控电路对粗定时的最后一个周期运用游标原理进行细分,实现了武器火控系统高精度的脉冲激光飞行模拟。激光回波模拟器接收到火控系统的触发信号后,能够在规定的时间内返回24.6km距离内的激光回波模拟信号,系统精度可达0.25m。     

基于卡尔曼滤波原理的机车轮对系统标定方法

针对激光位移传感器引入的噪声信号,利用卡尔曼滤波原理对测量信号进行标定,完成了标定的仿真分析。在分析了激光位移传感器高度差标定原理的基础上,按照先单个后两个的顺序对激光位移传感器的高度定位误差与轮对半径和高度定位误差与轮对半径计算误差分别进行仿真分析。结果表明,采用卡尔曼滤波法对激光位移传感器采集信号进行估计和平滑后,可有效降低测量误差,信号经由卡尔曼滤波标定和高度定位误差标定,轮对半径R的计算误差可以满足小于0.5 mm的要求。     

大视场高精度紫外地球模拟器光学系统设计

静态紫外地球模拟器通过性能测试和精度标定,对紫外地球敏感器自身姿态测量的精度起决定性作用。结合静态紫外地球模拟器的组成与工作原理,分析并选取了七片透镜组作为初始结构;结合地球模拟器光学系统的技术要求,分析确定了畸变的像差容限,利用ZEMAX软件对静态紫外地球模拟器光学系统进行优化,并分别对40°和17.46°的视场角进行像质评价,经优化后的光学系统最大场曲约为0.12 mm,相对畸变小于0.25%,平行度误差优于9.4″,视场角为40°和视场角为17.46°时地球张角误差分别为0.016 391°和0.016 51°,对实现卫星高精度自主导航具有一定的现实意义。     

标定型星模拟器设计与关键参数测试

为了完成高精度星敏感器关键参数的地面标定,研制单星指向误差优于3″、星间角距误差优于5″的标定型星模拟器。根据标定型星模拟器的工作原理,设计高精度的准直光学系统,从设计结果分析,光学系统有效视场为37°,全视场角内准直光学系统相对畸变≤0.1%,MTF达到衍射极限,可以实现对星点位置的准确模拟。提出单星指向、星间角距等关键参数的误差计算方法并进行测试,实验结果表明:设计的标定型星模拟器的成像精度符合设计指标要求,整个设备可以满足高精度星敏感器地面测试的使用需要。     

车体双轴倾角传感器的标定

为了消除由双轴倾角传感器基准面加工误差、电子元器件的焊接误差、电路板的安装误差和标定过程不规范所带来的传感单元敏感轴与标定平台的旋转轴之间的平行误差,在MEMS倾角传感器的测量原理基础上,分析了双轴倾角传感器标定过程中误差的来源并建立了标定误差的数学模型.根据该误差模型对测量数据进行了模拟,分析模拟结果并提出了有效的软件实时修正的标定方法,弥补了传统标定方法的不足.对采取该修正方法前后的数据进行比较,实验结果表明传感器输出数据误差减小了1个数量级以上.文中方法可明显提高双轴倾角传感器的标定精度.     

高频地波雷达目标回波模拟器

本目标回波模拟器是为地波超视距对海探测雷达的系统联调及指标测试而研制的。它用计算机控制，在雷达信号产生过程中，分别对基带信号和载波信号进行精确可变延时和线性移相，实现了对运动目标回波的距离和速度信息的精确模拟。它还以可变幅度的双路输出模拟和差测角系统中目标的角信息，并给出高斯噪声作为干扰背景。     

基于分布式二维激光测距仪的室内行人检测与跟踪

针对多台二维激光测距仪的空间标定问题进行研究,提出了基于虚拟二面体的激光测距仪标定新方法,并将不同激光测距仪采集的激光数据映射至同一参考坐标系中。在此基础上,提出了激光高斯背景模型(LGM)对激光数据进行背景建模,检测出运动目标,然后通过DBSCAN算法对同一类的点云目标进行聚类分析。最后,通过行人运动模型并结合卡尔曼滤波算法实现行人在不同激光视场下的准确跟踪。在实验中,利用真实的室内场景对本文算法进行验证,并就视场角和不同光照条件下的识别率与现有算法进行对比。实验利用不同类型的二维激光测距仪对场景中的行人目标进行检测与跟踪。实验结果表明:利用多台分布式激光测距仪可在不受光照条件的影响下实现大视角的室内场景监控,利用本文算法能够从多台激光融合的点云数据中较精确且稳定地检测并跟踪行人目标。     

基于AT89S51单片机的超声波测距系统设计

在分析超声波测距原理的基础上,指出了设计测距系统的思路和所要考虑的问题,详细介绍了以AT89S51单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件的设计方法,系统电路设计合理、工作稳定、性能良好、检测速度快、易于做到实时控制,测量精度上达到了工业实用的要求.     

远距离目标位置解算方法的实现

目标位置解算装置是快速、准确获取空中或地面目标坐标的有效手段,该装置将传统目标定位方法的几个独立操作集成在一个系统中,由GPS接收机直接获取观测点坐标参数,激光测距机提供目标距离参数,方位获取设备提供目标方位参数,最后由解算模块对目标位置进行解算.在目标位置解算过程中,建立目标局部坐标系,根据地球的椭球模型,建立相应的地心坐标系.根据求得的目标局部坐标系与地心坐标系的转换关系,解算空中或地面目标相对于地心坐标系的大地坐标参数.通过对已知的WGS-84坐标系下的地面固定目标进行测试,在30 km的探测距离上,达到了目标定位误差绝对值小于1%的精度要求.     

一种用FPGA提高激光测距精度的改进方法

为了提高脉冲激光测距系统的测距精度,文中提出了一种应用FPGA技术对脉冲激光测距系统的改进方法．在研究传统的激光测距技术的基础上,采用FPGA作为系统主控芯片,通过DCM倍频技术对系统时钟频率进行管理,控制激光发射器的脉冲发射频率,对激光探测器接收到的回波信号进行峰值检测处理．分析了时间间隔测量误差、激光脉冲宽度与A／D转换速率等影响测距精度的因素．实验结果表明改进后的激光测距系统,在FPGA全局时钟频率为300MHz,测量距离为100m时,测距精度能够达到0．8m．     

Study on Echo Time-Delay Estimation of Pulsed Laser Fuze

Pulse laser range detector is to measure the distance by estimating the time delay between the emitting pulse and echo pulse.In this paper,a mathematical model for the target echo signal of laser fuze has been established;in accordance with this model,the formulas for echo time-delay estimation and for amplitude estimation based on least squares criterion have been deduced.It is argued and simulated that the resolution of echo time-delay estimation could be improved through multi-reference correlation appro...     

脉冲型半导体激光测距关键技术研究进展

根据激光测距仪小型化、低功耗、智能化、高精度的发展方向,详细阐述了脉冲型半导体激光测距系统的测距原理及其基本结构,针对国内外在测量距离和测量精度方面的最新进展与发展现状进行了总结和评述,并在此基础上对系统中的时间间隔测量方法、回波信号的处理及检测方法等关键技术进行了详细的分析.随着激光测距技术不断优化提升,其将不断满足科学研究及工业、军事等实际应用领域对高精度测量的需求,据此展望了该种类型测距系统的研究方向及发展前景.     

无合作目标激光测距仪光学系统设计

利用相位式测距原理的激光测距仪,在无合作目标近程测距（0.2-100m）时,采用可见激光瞄准,这对激光光斑有非常高的要求,光斑在被测目标上的大小即激光准直程度,直接影响测距精度和测程,因此,光学系统的设计就非常重要,解决这样的问题对提高无合作目标的测程与精度是非常有益的。