星地激光通信相对运动研究与仿真

星地激光通信系统中,为了确定激光链路的传输方向,确定卫星相对于地面站的位置参数。采用两行星历数据的轨道六要素,根据坐标变换原理,依次计算卫星在地心轨道坐标系、地心惯性坐标系和地心地固坐标系中的位置,再由地面站的经纬度和海拔计算在地心地固坐标系中的位置分量,最后计算在观测坐标系中卫星相对于地面站的位置参数,包括方位角、仰角和斜距。在MATLAB上进行仿真,输出与卫星工具箱仿真的二体模型时空分布相一致,证明了方法的正确性,可为星地激光通信系统的研究提供参考。     

激光雷达中像增强器快门控制器设计

基于像增强器的激光雷达是探测大气参数的重要工具.在这种雷达系统中,像增强器的快门控制精度对测量结果的精度有着十分重要的影响.针对这种情况,设计了一个像增强器快门控制系统,该系统能根据实际需要精确地控制快门何时打开以及开门时间的长短,保证雷达获得的数据具有较高的可靠性.该控制器可以胜任多数带有开门时间控制的图象传感器的激光雷达系统,具有控制精度较高、时间调节的范围比较大等特点,具有较强的实用价值.     

海面大气边界层内多波段激光传输效应研究

在沿海某地区的海面大气边界层中进行了距离分别为0.5 km、1.0 km和3.0 km的激光大气传输效应研究,通过对可见光(0.473 μm、0.532 μm和0.671 μm)和中红外(3.8 μm)波段激光传输实验测量,得到了海面大气边界层内多波段激光传输的光强起伏、光束漂移和大气衰减,此外,光传输光强起伏的频谱分析进一步揭示了不同波段的激光在海面上传输的独特性.     

利用激光雷达测量湍流强度廓线的研究

介绍了一种新颖的利用激光雷达测量湍流廓线的原理,通过对经过分层大气湍流的光束波面误差的测量,获取各分层大气湍流的相干长度,据此利用一定的算法反演湍流强度廓线.通过大量的实验,验证了通过测量波面误差获得大气折射率结构常数这种方法的可行性.提出了在一定近似条件下利用平面波积分方程的递推算法反演大气折射率结构常数,获得了较为满意的相似度,并且与球面波算法进行了比较,分析了各自的反演效果.     

室温锑化铟在探测器阵列靶中应用问题研究

锑化铟探测器阵列靶是红外激光光斑测量的重要仪器。仪器中的光导型锑化铟探测器对温度比较敏感,这容易使后级信号处理电路的静态工作点出现温度漂移现象,影响阵列靶探测精度。针对这一情况,设计了一个可以根据环境温度实时调整静态工作点的系统,有效地解决由于探测器静态阻值随温度变化而引起的静态工作点的漂移问题,为室温锑化铟红外探测器在各种环境下的应用提供了一套有效的解决方案。     

基于区域对比度约束的暗通道图像去雾

为了保持图像明暗区域的对比度约束,提出了一种改进的暗通道去雾算法;该算法首先将原始图像分割成适当的明暗双区域,并计算相应的对比度比值,再使用基于中值滤波的暗通道去雾算法处理图像暗区域部分,最后利用亮度精确控制的双直方图均衡算法,以最大程度保持区域对比度不变为约束条件,修正图像较亮区域的亮度分布。结果表明:对比相关去雾算法,利用所提算法最终处理后的图像能够在信息熵值、平均梯度和亮度标准差等方面取得明显增益,进一步凸显图像中被雾霾环境所掩盖的细节特征。     

昼夜观测恒星整层大气透过率测量研究

在昼夜观测恒星测量恒星宽光谱成像信号强度的基础上,首先通过MODTRAN软件结合系统参数、恒星光谱特征研究了宽光谱信标利用Langley法标定大气透过率的标定误差,据此通过标定恒星成像强度得到了整层大气宽光谱透过率;然后,利用大气模式研究了晴朗大气条件下宽光谱大气透过率与激光波段大气透过率的关系,进一步得到了532 nm和1 064 nm的整层大气透过率;最后,将白天时段观测恒星测量的大气透过率与太阳辐射计观测太阳得到的透过率进行了实验对比。结果表明:两种方法得到的大气透过率时间变化趋势一致、大小相仿。在此基础上开展了整层大气透过率的连续观测,获得了整层大气透过率的昼夜连续数据、特别是获取了晨昏时段弱湍流时刻的整层大气透过率数据;文中所开展的工作丰富了整层大气透过率的测量手段,对地基激光工程研究和应用有促进作用。     

光电跟踪架传递函数辨识方法及应用

鉴于传统的光电跟踪伺服控制系统频率响应测试方法复杂的缺点,采用了一种全数字化频率响应测量方案对光电跟踪架的频率特性进行测试。提出了一种递阶辨识法与传递函数参数辨识算法相结合进行传递函数辨识的新方法,并推导出了适用于不同阶次传递函数的辨识算法数学模型。在使用递阶辨识法辨识出系统阶次的基础上,利用测试得到的数据,分别采用最小二乘法和以新推导出的数学模型为基础的Levy法、Sanko法和Vinagre法辨识出了光电跟踪架的传递函数。辨识结果表明,新推导出来的数学模型正确,以其为基础的辨识算法误差均小于最小二乘法;3种算法中,Sanko法在整个频域内的辨识效果最好;采用递阶辨识原理与参数辨识算法相结合的方法可行,且精度较高。     

南海海边整层大气相干长度的测量与分析

大气相干长度是描述光波大气传输中湍流效应的重要参量,具有区域变化特性。海边大气相干长度的测量结果很少有报道,利用差分像运动法大气相干长度仪观测了茂名博贺海边的整层大气相干长度,获得了海边大气相干长度的全天数据。数据分析表明,海边整层大气相干长度日变化明显,夜晚起伏无规则,上半夜平均天文视宁度好于下半夜,白天最差;与陆地数据比较得知,海边整层大气相干长度日变化不如陆地上的剧烈,海边日变化成近"V"型,陆地上的为近"U"型;通过分析比较,提出了一些启发性的见解。