基于单天线视轴信号传播模型的RFID定位方法

为了解决现有单天线超高频RFID技术在室内静态目标定位中精度不高的问题,本文提出了一种基于天线视轴信号传播模型的RFID定位新方法。该方法首先通过天线纵向扫描确定目标的高度位置;其次,调整天线高度与目标高度一致,然后步进旋转扫描以识别目标的方向角;进一步的,利用麻雀搜索算法优化的反向传播神经网络建立路径损耗模型并用于测距;最后,综合高度、方向角和距离数据完成目标的定位。实验结果表明,在室内环境测试中,所提出的方法平均定位误差为7.2 cm,能够满足一般室内场景下物品的定位需求。

星敏感器热稳定性地面验证技术

受空间复杂热环境影响,星敏感器姿态测量结果存在轨道周期的光轴热漂移低频误差,因此需对星敏感器进行热设计并进行热稳定性试验验证。文章提出星敏感器热稳定性试验总体方案,并建立热稳定性试验系统;依据航天器真空热环境试验规范,提出星敏感器热稳定性试验判据与条件;针对试验系统误差提出控制方法并针对某型星敏感器开展热稳定性试验,结果表明星敏感器光轴热漂移量为0.114(″)/℃,满足设计指标要求。试验验证了该星敏感器热设计的有效性。

顾及温度效应改正的多星敏感器角速度重建方法

高精度卫星姿态控制是卫星重力数据预处理的重要环节。地球重力场和海洋环流探测(GOCE)卫星搭载的关键荷载星敏感器在低轨运行状态中,不可避免地受到空间环境的温度变化影响,导致星敏感器视轴夹角(IBA)存在2″~14″偏移,直接影响卫星姿态的精度。定量分析温度效应对卫星姿态的影响,精确测定卫星角速度,是卫星数据预处理流程中的重要环节,直接影响高精度重力梯度分量构建的精度。本文基于GOCE卫星任务的特性,构建了一种多星敏感器联合姿态四元数的温度效应改正方法,包括星敏感器之间的相对姿态偏移量构建为温度相关线性函数,结合星敏感器各轴的精度差异建立加权矩阵,依据最小二乘原理得到最优姿态四元数重建角速度。同时,在原始姿态数据的解算中,构建一种对数四元数Hermite超曲面内插方法进行数据优化处理。研究结果表明,改正后的星敏感器姿态四元数计算出的IBA与参考框架信息对比无明显偏移。且经过温度效应改正后,星敏感器各轴角速度噪声水平大幅下降了约两个量级,精度达到10^(-10 )rad·s^(-1),显著提高了角速度重建的精度,各轴角速度精度保持良好一致性。基于本文方法计算得到的重力梯度迹的功率谱密度,在整个频域内有较为明显的改善。

机载Lidar系统boresight自检校方法探讨

常规的解算boresight轴系误差的方法是,先测量地面特征地物的坐标,然后量测特征地物在激光点云上的偏移,最后采用经验公式计算出boresight。本文探讨另一种基于连接点和观测方程的自检校方法。该方法利用连接点在不同航带的坐标差异,采用最小二乘原理平差计算boresight的三个旋转分量。结果表明,该方法可以准确地计算出两个子系统之间的boresight,并且经过boresight改正的激光点云的高程精度优于20cm,达到了消除boresight系统误差的目的。

PLANE WAVE SPECTRUM AND BORESIGHT ERROR OF RADOME-ENCLOSED ANTENNAS

The plane wave spectrum surface integration (PWS SI) is a practical and efficient method for antenna radome system analysis, especially for determining the boresight error (BSE) in the system. But it is only used for sum pattern calculation till now, and BSE is calculated by the beam maximum searching method. In this paper, the aperture distribution for difference pattern is formulated as the product of that for sum pattern and a two dimensional periodic window function. A series representation for the spectrum of difference pattern is then obtained according to the convolution theorem. The truncation error of the series has been analyzed by introducing the coverage radius of the spectrum of sum pattern. Based on this representation, the PWS SI technique is extended to difference pattern calculation of radome enclosed antennas. The BSE of a three dimensional multilayered radome, with thickness tapers in all layers, is calculated through the difference pattern null searching. Owing to the steep slope of difference pattern near the nulls, this method for BSE calculation is more stable and reliable than the original beam maximum searching method in PWS SI analysis. The results are compared with those from aperture integration surface integration (AI SI) analysis and the measured ones.

星载激光雷达光路自动调整技术研究进展

大气探测激光雷达系统接收与发射光轴的空间平行与否直接影响探测数据的有效性,高精度光路自动调整系统是星载激光雷达实现可靠探测的保障条件之一.基于国际上现有的星载大气探测激光雷达,总结光路调整系统的研究现状、基本原理和常用方法,并从硬件结构和软件算法两方面对常用的回波信号强度法和光斑调整法进行了对比.回波信号强度法结构简单,但调整过程受大气和地表环境影响明显;光斑调整法可实现1μrad的高精度调整,但光路复杂、成本相对更高.总体而言,光路自动调整技术涉及多个学科和领域,结合各个学科的优势,设计出结构简单、高精度低成本的光路调整系统,是未来的发展方向.

高精度星相机视轴漂移修正及在轨评价

高精度星相机是实现立体测绘卫星定姿精度的核心仪器,其视轴漂移误差是影响姿态确定精度的重要因素。为了实现在轨实时测量星相机视轴变化情况,文章提出了一种基于光学自准直原理构建测量光路,通过监视基准光斑位置变化得到星相机视轴在轨实时变化量的方法,并利用星相机视轴漂移量实时修正在轨实时测量的姿态四元数,最后对星相机之间夹角变化情况进行了试验验证。试验结果表明:采用本算法修正后星相机之间的夹角长期低频误差得到有效去除,有利于降低地面处理系统标校的频率和次数;在单条航线内星相机之间的夹角最大误差为0.74″(3σ),且受视轴漂移修正算法的影响极小;通过进一步计算得到的单台星相机总误差为0.50″(3σ),低频误差为0.30″(3σ),噪声等效角为0.48″(3σ),通过以上数据可以说明星相机具有良好的精度。文章研究的处理方法可以为立体测绘卫星地面数据处理提供参考。

机载高光谱可见近红外/短波红外模块视轴角自校正方法研究

外视场拼接是实现机载高光谱成像系统同时具有大视场与宽光谱采样范围的有效方式。由于各个成像单机独立安装,对应的可见近红外模块单机与短波红外模块单机之间的视轴角会在设备长时间运行后产生变化,视轴角的变化会对可见/短波红外的数据融合效果产生负面影响。而视场重叠使基于对极几何和平面单应性的校正方法不能有效地解算出对应可见/短波红外单机之间的视轴角,因此无法对视轴角偏差导致的图像失配进行修正。针对使用外视场拼接来扩大总视场和总响应带宽特点的机载高光谱成像系统,本文提出了一种视轴角和焦距校正算法。通过使用多级特征筛选方法,结合最小化重投影误差,实现了可见近红外/短波红外对应单机之间视轴角与相对焦距的自校正,提高了图像配准精度。该算法已经应用于AMMIS机载大视场高光谱成像仪。实验结果表明,该方法最大平均误差小于0.2像素,且对倾斜放置的相机也具有很好的适应性。

飞行模拟器的平视显示器的仿真激励技术

随着平视显示器(HUD)系统在飞机上普及应用,其配套的训练课程和训练设备的需求量持续增长,HUD将会成为D级飞行模拟机必选功能件。主要介绍了飞行平视显示器的各组成设备及功能,实现了HUD真机件在飞行模拟机上的安装、接口信号激励以及与视景系统的校准。安装、激励和校准完成后,参照中国民航局的HUD鉴定标准对飞行模拟机上集成的HUD系统进行了功能、性能和精度的验证,结果表明,方案具有良好的稳定性、实时性和精确度,满足模拟机HUD训练科目对设备的要求。

基于双目视觉的战斗机武器系统校靶方法研究

针对战斗机制造、装配过程中测量任务繁重,以及现有战斗机武器系统校靶时普遍存在的设备笨重、效率低下等问题,提出一种基于双目视觉测量原理的战斗机武器校靶方法。设计了一种由红外LED构成的光电标靶,并通过转接架与战斗机各工位连接。双目相机拍摄所有光电标靶,进而获取LED点的三维坐标。利用基于最小二乘法的空间坐标转换原理解算出双目相机与各光电标靶的相对姿态关系,并结合坐标系传递原理最终求得各待测工位轴线相对于战斗机基准工位轴线的水平、垂直偏差角度,以完成校靶操作。根据校靶原理搭建3D仿真环境,分析了在校靶的过程中可能存在的误差源,并利用蒙特卡洛方法对校靶算法进行了仿真分析。仿真结果表明,相机标定误差对水平、垂直偏差角测量精度影响最大,标准差分别为0.0397°和0.0268°。该校靶方法能适用于战斗机武器校靶,同时可提高装配与测量过程中的工作效率与可靠性。

机载POS系统视准轴误差检校

简要介绍了机载POS(position and orientaion system)系统视准轴误差检校的基本原理和方法,建立了相应的数学模型,利用实际航摄影像资料验证了视准轴误差检校模型的正确性和可行性,并分析了利用其实施对地目标定位的精度。

室内多波段光轴一致性测试系统的设计

介绍用于室内检测多波段光电设备光轴一致性的测试系统。该系统采用准直平行光管为测试系统提供无穷远目标。为满足全波段测试,光束无中心遮拦,系统选用离轴抛物面全反射光学系统。采用多光谱分光镜为激光光斑提供瞄准基准,带温控热十字丝的高斯目镜为红外和可见光波段提供瞄准基准,实现了光电设备之间可见与红外、可见与激光、激光与红外光轴的一致性测试。系统具有测试精度高、测试结果可靠等特点。根据初步估算,可见与红外、可见与激光、红外与激光之间的光轴一致性测试精度分别达到了4.01,″1.08″和4.05″的水平。该系统有效解决了多波段光测设备光轴间的一致性测试问题。

一种基于EKF技术的天线罩瞄准误差补偿方法

提出了一种用控制方法解决天线罩误差斜率影响的补偿方案,降低了设计导弹导引控制器的时间常数,提高了导弹机动性能。首先,对天线罩斜率严重影响导弹稳定性这一关键问题做了分析,指出其影响方式的本质所在;然后,通过定量分析导引头输出与天线罩斜率、姿态角之间的耦合关系,提出了补偿途径;最后,应用扩展卡尔曼滤波方法估计天线罩斜率并用所提补偿方案进行了数学仿真。仿真结果表明所提方案明显改善了导弹的稳定性和制导精度。

强激光与红外光学系统光轴平行性检测方法的探讨

介绍3种可测量强激光发射光轴与红外光轴平行性的方法及每种方法的优缺点,重点研究了利用热靶进行波段转换来测量激光与红外光学系统光轴平行性的方法。该方法是将激光聚焦在热靶上,使热靶产生热量并发出红外光,红外光再经过准直进入被测设备的红外光学系统,从而测量出激光光轴与红外光轴的平行性。热靶材料的选择与激光透过率的确定尤为重要,该方法中选用酚醛树脂作为热靶材料,激光的透过率仅为0.5%。通过与远距离目标靶测量法进行比对实验,发现2种方法得到的测量结果一致,从而验证了这种方法的可行性与正确性。

关于减小天线罩瞄准误差的补偿方法的研究

天线罩是保护天线在恶劣环境下能够正常工作的一种装置,由于制造工艺、材料等因素的影响,其电性能指标往往难以满足设计要求,必须采取补偿措施。在分析了瞄准误差产生原因基础上,探讨了主要的补偿方法,并提出了减少瞄准误差的一种新方法—内廓面修磨法。

飞机航炮的数字化校准分析

为了提高航炮安装的精度和效率,提出了一种基于激光跟踪仪的飞机航炮数字化测量方法,并给出了相应的构建测量精度场及计算安装偏差的策略。首先,将由公共点构建的现场坐标系作测量基准,采用航炮测量工装提取航炮实际瞄准轴线。然后,根据机身参考点获取机身对称轴线,计算实际瞄准点位置及安装偏差,并详细说明测量工装设计方案及靶标位置误差补偿方法。最后,利用误差椭球描述空间点的位置精度,建立航炮瞄准轴线的不确定度模型;通过不确定度分析得出工装标定误差及跟踪仪测量误差对测量结果的影响。实验结果显示,测量得到的安装偏差的重复性精度为±4.813mm,瞄准点的位置精度约为±3mm。结果表明了所提出的方法可以满足航炮安装速度、精度和实时现场测量的要求。

光电稳瞄系统装调的关键技术

鉴于光电稳瞄系统的复杂性和科研开发的不可预见性,传统装调技术远不能满足产品科研设计发展的需求。着重分析探讨了光电稳瞄系统中各探测器光谱范围的差异性、光学平台结构的复杂性、光学轴系与回转轴系的一致性带来的精度难以实现的关键技术问题。通过多组自准直仪架设空间过渡基准,采用特定的大口径光轴调校装置,解决了光轴平行性调校问题。以调校光学轴系与机械回转系统的同步精度为出发点,确定了各部件之间的装配及装配误差的影响。通过设计的方位/俯仰天顶测量仪,解决了回转轴系正交性精度调校难题,实现了传统工艺方法和普通调校装置无法达到的设计指标和精度要求。

校准能见度仪用标准散射体定标系统装调技术

为了实现校准能见度仪用标准散射体的快速高精度定标,依据标准散射体校准前向散射式能见度仪的校准原理,提出了一种新型的校准能见度仪用标准散射体定标系统,重点研究了该系统的装调技术。根据定标系统的组成与工作原理,建立了定标系统装调光学模型,并提出由抛物面反射镜与全景成像能量检测系统相对位置装调以及抛物面反射镜与低反射率球形屏幕系统相对位置装调组成的定标系统装调方案。建立校准能见度仪用标准散射体定标系统极限误差计算模型,在入射光线角度为45°的情况下,计算出装调过程中抛物面反射镜与低反射率球形屏幕系统平移误差与倾斜误差的极限装调误差分别为3.18°和0.847°,抛物面反射镜与全景成像能量检测系统平移误差与倾斜误差的极限装调误差的极限装调误差均为2.14 pixel。实验证明装调后的校准能见度仪用标准散射体定标系统的最大角度检测误差为0.795°,满足定标系统的角分辨率是1°的使用要求。

车载三维激光扫描系统安置参数一站式标定

移动测量技术提供了一种高效的数据获取手段,可用于智慧城市建设等诸多领域。三维激光扫描仪具有测量速度快,精度高等优点,将其作为车载系统中的主要测量传感器具有较大的优势。以车载系统集成中三维激光扫描仪安置参数的标定为研究对象,从简化数学模型以降低计算复杂度和削弱舍入误差、采用回光反射材料制作的人工标志作为标定媒介提高标定精度、一站式提高标定效率三个方面对现有标定方法进行改进。通过实测数据计算,该方法得到的参数标定精度为6 mm级,系统的整体设计精度为5 cm级,因此该方案能够满足多种测量任务系对车载统精度的需求。

越肩发射和其它攻击方式

作为当今最新的火控攻击方式，越肩发包括前射和后射两种方式，本文首先详细地介绍了越肩发射方式；然后比较了它们和其它攻击方式的关系。