激光测高仪高斯回波分解算法

地球表面地形的复杂多样可对激光测高仪回波波形产生显著影响,造成多峰叠加形状,该波形通过经典的阈值比较或重心点等算法很难精确得到激光足印内每个反射面的海拔高度。通过高斯分解法把测高回波波形分解成一系列连续的高斯波形,通过拟合得到每个高斯波形的宽度、中心点、幅度等基本参数来估计激光足印内起伏地形的不同反射面的海拔高度。将该算法应用于激光测高仪原理样机,并通过采集不同地形的多模回波数据对该算法进行了验证。

高精度激光近炸引信阈值电路设计与应用

设计了一种适合激光近炸引信的小体积新型高精度时刻鉴别电路,采用偏置开关补偿技术来抵消因电荷积累造成的过零点漂移，即依据激光回波幅度来决定偏置电压大小。分析了改进的恒比定时方法的时刻鉴别误差，并进行了详细测试，实验结果表明：信噪比大于20时，输入信号为0.2～2.134 V，既在20.12 dB动态范围内，由输入信号幅度变化和噪声变化引起的时刻鉴别误差小于125 ps，信噪比大于60时，误差小于100 ps。最后将该时刻鉴别电路应用于整机系统中进行实际检测，激光重复频率20 kHz条件下，20 m的作用距离范围内单次定距标准偏差为1.45 cm，极大提高了激光近炸引信的定距精度。

基于FPGA的星载激光测高仪飞行时间测量

激光测高仪是通过测量激光脉冲的飞行时间来获得测高仪与测量目标之间的距离,因此激光飞行时间测量的准确性是衡量其系统能力的根本指标。研制了在星载激光测高系统中基于单芯片现场可编程门阵列(FPGA)的激光飞行时间测量模块。该模块采用高频计数法结合数字内插法的技术,且单片FPGA的使用提高了激光测高仪的距离分辨率、缩短了测量时间,同时大大简化了电路结构和系统体积,受外界环境干扰小,十分符合星载激光测高要求。最后通过地面检测,整个系统在500km范围内一般条件下获得±50cm的测高精度。

星载激光测高仪大气传输延迟对测距精度的影响

地球表层的大气折射可对激光测高仪的激光脉冲传输造成延迟,该延迟对激光飞行时间的测量精度以及地球表面三维轮廓的监测造成显著影响。因此,激光测高仪测距精度需要通过大气传播误差函数进行修正。着重讨论了激光脉冲基于天顶延迟的计算方法和相关映射函数模型的选择,并采用NMF连分式映射函数分别对干项和湿项进行计算。结果表明,在1.064μm波长,指向角偏差不超过10°的激光测高仪系统中,干项延迟可达2.35 m,为主要误差源,湿项延迟变化从1~4 mm不等,基本可以忽略。

多波长、大工作面折-衍混杂f-θ镜头设计

目前国内用于激光扫描系统的f-θ镜头的工作面积一般不超过350mm×350mm。国外虽有面积较大的f-θ镜头,但结构相当复杂。为了能够得到工作面积大而且结构相对简单的f-θ镜头来满足扫描系统的要求,利用二元光学元件的特殊色散性质,设计了工作于808～1064nm波段的折-衍混杂f-θ镜头,激光扫描范围为450mm×450mm。它由四片两种普通玻璃球面透镜构成,光学筒长不到120mm。该镜头结构简单紧凑,单波长工作时聚焦性能达到衍射极限、线性畸变小,能够满足现代多工作波长激光扫描系统的实际需求。

激光测高仪中雪崩光电二极管的探测性能分析

光电探测器是影响激光测高仪探测性能的重要器件。为了使探测器性能保持最佳状态,采用了近似算法进行分析。该算法使用近似分布函数来模拟探测器的输出,推导出虚警率与阈值门限和倍增因子三者之间的函数关系,找出虚警率、阈值和增益之间的最佳结合点。实验表明,根据该方法设计的激光测高仪探测器接收电路,可使探测概率和回波信噪比有显著提高。这一结果对激光测高仪目标特性的回波分析和地形地貌3维轮廓重建有很大帮助。

一种基于宽带低噪声THS4012运放的激光测高仪前置放大电路设计与实现

激光测高仪依靠回波信号包含的信息来反演地面目标的物理特性,因此必须保持回波信号的保真度和高信噪比。通过选择合适的探测器、设计与探测器匹配的放大电路、设计可以最大信噪比提取信号并保持滤波信号波形的滤波器来达到系统指标。讨论了激光测高仪前置放大电路的设计原则,分析了测高系统中对放大器选择的要求.实验表明,所设计的前置放大电路可以有效地满足设计要求。

基于虚拟仪器技术的激光雷达测量控制平台

虚拟仪器具有性能好、集成度高、界面友好,控制方便、扩展性强等特点。设计了一个基于虚拟仪器技术的激光雷达控制平台,把激光雷达控制、检测、数据分析单元有机地组合在一起,通过计算机虚拟面板操作雷达系统控制、俭测和数据处理单元,使得激光雷达控制更为方便安全,信号分析更加实时有效,建立了激光雷达的通用信号平台。

激光测高系统中基于GP1的飞行时间测量

激光测高仪是测量激光脉冲的飞行时间来获得测高仪与探测目标之间的距离,因此激光飞行时间测量的准确性是衡量其系统能力的根本指标．采用了一种专用的时间数字转换芯片设计了时间间隔测量模块,它采用延时线技术,测量频率快,时间分辨率高,受外界环境干扰小,完全适合激光测高的要求．在给出软硬件实现方法的同时,也给出了测量结果．

迫弹激光引信用脉冲半导体激光电源的设计与应用

设计了适应于迫弹激光近炸引信的小体积、低电压、窄脉宽、高功率的脉冲半导体激光电源。采用电容充放电的模式,选用高速大功率MOSFET管作为开关,设计了相应的高速开关控制电路。激光电源模块的重复频率高达50 kHz,常规热电池供电电压条件下的输出脉冲激光峰值功率为9 W,光脉冲上升沿为4.2 ns,光脉宽为10 ns,为有效提高迫弹激光近炸引信定距精度和抗阳光、烟雾等干扰提供了保证。

APDL和UIDL在主镜支撑优化中的应用

运用大型通用有限元分析软件ANSYS提供的APDL语言和UIDL语言对主镜进行参数化建模并提供交互界面,可以主动输入主镜几何参数和材料参数等来改变模型,并对在自重变形下的主镜背部支撑位置进行了优化分析。整个建模分析过程表明通过使用APDL语言对主镜进行参数化建模和优化分析,可以比较不同支撑点、不同材料的主镜自重变形情况,大大提高了建模速度,极大地提高了分析效率,对相关设计人员有很好的借鉴作用。

基于植被表面的激光测高仪回波波形模型化分析

针对激光测高仪中发射的激光脉冲并不是高斯对称的,并且由于目标物的影响,使用一系列标准高斯函数的和来拟合回波脉冲并不精确,本文提出改变回波分解的取模模型,通过正确模型的选取来改善回波位置的精确度。该方法采用比高斯函数复杂的对数正态函数和广义高斯函数,采用LM非线性拟合算法拟合回波波形。实验结果表明,通过对植被等回波数据的拟合显示出针对不同的地形存在不同的改善效果,同时新参数的引入可获得波形的额外信息,使得对目标物表面几何形状、反射率和粗糙度等信息的解算变得更为容易。

基于APD的电外差技术在无合作目标激光测距中的应用

在无合作目标相位式激光测距中,为了提高测程和改善信噪比,提出一种基于雪崩光电二极管的电外差测量技术。在该方法中,雪崩光电二极管通过电注入法可直接被作为混频器,它接收到的回波光信号在转换成电流信号时直接和一本振信号混频产生低频信号。实验结果表明,该方法可有效改善雪崩光电二极管输出信号的信噪比,提高无合作目标相位式激光测距的测程。

大气传输介质引起的激光测高仪回波能量衰减分析

阐述了大气传输介质引起激光测高仪回波能量衰减的机制;采用中纬度地区晴朗和霾雾天气下标准 大气模式数据,计算了各衰减因素对1．064μm和0．86μm激光的影响程度和大气斜程透射率随测高仪平台倾 角的变化情况。为测高仪设计和对地观测应用提供了依据。

多波长透射式扩束器设计

从像差理论出发,通过实例介绍了扩束器的具体设计过程,并给出了物镜通光口径为200mm、焦距400mm、视场为2m rad、放大倍率为40倍和主工作波长为0.6328μm的扩束器结构参量,通过改变目镜与物镜间距还可以对波长0.532μm和1.064μm的激光进行同倍率的扩束,在应用时不必重新设计扩束器或目镜系统即可以对这三种波长进行扩束,使用方便,也节约成本。

基于抗差估计的激光测高数据处理

激光测高仪是一种空间对地探测装置,在众多领域中有重要的应用前景。由于大气传输介质以及系统噪声的影响,需要对测得的数据做精确化处理．采用了抗差估计(IGGIII方案)来处理激光测高的数据,与最小二乘法相比,抗差估计既能减小模型偏差又能抗拒异常观测值干扰．

基于IDL的激光测高雷达回波时域仿真算法研究

从激光测高雷达回波能量分布模型和地表模型入手,详细介绍了基于IDL的激光测高雷达回波的仿真过程及仿真程序各个模块的功能,用Pearson相关性方法将仿真所得波形与实测回波波形进行了分析比对,二者的相关性系数达到90%以上,并分析了回波脉冲波形随测高系统参数和地表参数的变化情况。该方法可以直观有效地对不同地表的回波进行仿真,为激光测高雷达的回波分析提供了重要的技术手段。

气动技术在磨料磨具行业应用的探讨

本文介绍了气动的现状及发展趋势,并就气动技术在磨料磨具行业生产自动化方面的应用进行了探讨和具体说明。

空间主镜制备方法

介绍了用材料铝、铍、超低膨胀(ULE)石英、微晶玻璃(主要指Zerodur)、金属基复合材料(MMC)和碳化硅(SiC)等制备空间主镜的方法和过程,包括坯料的生成、粗加工、精细研磨、抛光等。对各种材料主镜的制备特点进行了总结,并展望了今后各种主镜材料的应用和发展趋势。

隧道式废旧电机加热系统的研发

针对国内废旧电机拆解行业存在的电机加热能耗高、工人工作量大、生产强度高、环境污染重等问题,根据项目实际需要进行了隧道式废旧电机加热系统的研发.该系统采用隧道式炉体结构、连续式加热工艺及自动化控制系统,解决了废旧电机加热处理过程存在的产能可调性、产品适应性以及废气收集处理问题,在降低能源消耗、降低运行成本、提高自动化程度、降低工人劳动强度等方面具有显著效果.