和-差单脉冲雷达的测角精度分析

角度测量是现代雷达的基本功能之一,而和-差单脉冲测角是雷达中常用的一种测角方式。文中以均匀线阵为例,给出了和波束、差波束以及二者之比,在此基础上,假设背景噪声服从零均值高斯分布,推导了和-差单脉冲测角的潜在测量精度计算公式,指出当目标位于和波束指向上时,信噪比最大,测量精度最高;当目标偏离和波束指向时,信噪比减小,测角误差增大。通过仿真实验进行了验证,所得结论对工程实际具有参考意义。

Processing Methods for Conical Scan Hopped-Frequency Signal

The new radar system of combination of the hopped-frequency with the conical scan is presented. According to the principle and expression of the conical scan hopped-frequency signal, the angle processing method in which angle information is obtained by taking discrete Fourier transform （DFT） for the conical envelop of each scattering centre by means of high range resolution profile （HRRP） is presented, and the corresponding formula is derived. The influence of non-ideal factors, such as amplitude fluctuation noise and system noise, leakage of time and frequency domain, unstable rotation of antenna, and missile rotation, on angle-measurement precision and the possible solving methods are also focused on. The simulation results show that the combination of the hopped-frequency and conical scan system could get satisfactory angle information, which could ensure good quality when used in practical tracking radar.

基于测角-测距误差对直伸导线的精度影响研究

导线测量是工程控制测量中最常用的方法之一。本文主要研究在矿区的直伸导线的测角、测距误差对导线精度的影响,通过沿X、Y方向布设附合导线,并根据协方差传播率和均方误差分别计算测角、测距的误差,对各组误差进行统计比较分析,可以得出:横向误差(即测角误差)是导线测量过程中的主要误差来源,对导线测量的精度影响也较大,且导线测量精度的大小与导线布设的方向无直接关系。

基于通感一体化技术的远距离感知与高精度测角系统开发

该文基于通感一体化技术,致力于开发一套远距离感知与高精度测角系统。通过深入研究通感一体化技术,以及感知信号处理算法包括距离估计、CFAR检测和角度估计等关键技术,实现对目标的准确感知和测角。系统的设计与硬件实现考虑感知系统架构、硬件配置与选型等方面,旨在提供高效、可靠的系统性能。实验结果表明,该系统在远距离感知和测角方面取得显著成果,为相关领域的研究和应用提供有力支持。

入射光准直角对模拟式太敏的影响与精度补偿

针对模拟式太阳敏感器测量精度难以满足高精度姿态测量需求的问题,提出一种准直角特性影响补偿方法。在分析模拟式太阳敏感器主要测量误差源的基础上,构建了考虑入射光线准直角特性的测量误差模型,归纳准直角误差与光线入射方向之间的关系,从测量原理入手推导误差补偿算法,对准直角特性引入的误差影响进行精准补偿。仿真结果表明,所提算法对主要误差的补偿效果显著,在太阳敏感器的视场范围内平均测量精度由补偿前的0.0599°提高至补偿后的0.0094°,大幅提高了模拟式太阳敏感器的测量精度。

用于星载激光通信终端的绝对式光电角度编码器

针对星上激光通信终端二维转台的精确控制,设计了实时测量转台旋转角度的专用型光电角度编码器。根据星载激光通信终端所需测角系统的设计指标,分别对光电角度编码器的码盘、指示光栅及光电信号的提取方法进行了设计和选择。其中,格林二进制绝对式编码结合高质量的电子学细分,实现了编码器24位的绝对角度测量;四象限矩阵编码方式有效地减小了码盘的径向尺寸;分体读数头式指示光栅较整周玻璃盘大幅度压缩了体积和重量。在室温条件下对安装在星载激光通信终端上的光电角度编码器进行了测角精度检测。结果表明:该测角系统的角度测量精度约为0.7″(优于1.0″)。激光通信终端设备的在轨稳定运行及捕获、跟踪和通信功能的正常发挥,进一步验证了所设计的光电角度编码器测角精度高、抗辐射能力强、工作可靠性高,满足星载激光通信终端设备的应用要求。

提高CCD激光自准直测角精度的硬件方法

设计了一个CCD激光自准直测角系统。为提高系统的测量精度,对系统中的硬件参数进行了研究,包括小孔光阑的直径、CCD的积分时间、会聚镜头的焦距值、采集卡的亮度和对比度参数等。分别对各硬件参数进行分析,得出优化值并对系统进行了改进。对改进前后的系统进行对比实验,实验结果表明:改进后系统的测角误差由原来的5.0″提高到了1.0″,处理一帧图像的平均时间为0.417 s,满足实际要求。对CCD激光自准直测角系统中的硬件参数进行优化,可有效改善图像质量,提高系统的测量精度。

超精密角位移测量与控制技术研究

本文研究了双光栅衍射产生的莫尔信号的角位移特性,建立了精密角位移测量的数学模型,并进行了计算机仿真,用实验验证了激光莫尔信号特性的理论计算结果与实验测定结果的一致性。在此基础上利用激光莫尔信号设计了一套精密角位移测量与控制装置,取零次莫尔信号为控制信号,由微机控制实现高精度角位移测量及全自动精密角度定位。采用的修正莫尔技术,可有效提高角位移检测信号的灵敏度及角度定位精度,且结构简单。实验结果表明,基于激光莫尔信号的精密测控装置可获得±50 nrad的角位移分辨率及±5μrad的角度定位精度。

新型圆光栅测角误差补偿方法及其应用

在实际工业应用中,环境温度变化是便携关节式坐标测量机中旋转轴系测角精度的主要误差源。为了消除环境温度对旋转轴系测角精度的影响,本文提出了一种新型圆光栅测角误差补偿方法,即建立含有环境温度影响因子的圆光栅测角误差补偿模型。利用谐波方法建立在特定温度下的圆光栅测角误差补偿模型,利用多项式方法建立谐波系数与环境温度之间的函数关系。最后,以14℃下的实验数据为验证数据,分别代入到传统谐波误差补偿模型和本文提出的模型中。实验结果表明,相对于传统谐波误差补偿模型,使用本文提出的模型补偿后圆光栅的测角精度提高4倍左右,修正后的残差峰峰值在2″以内,能够有效地补偿10~40℃下圆光栅的测角误差。

精密测角法中测量误差对内方位元素标定的影响

通过误差传递推导误差公式,确定了各参数对内方位元素精度的影响关系。为了明确对相机内方位元素精度的影响因素,对像点位置坐标精度和物方视场角精度与相机内方位元素精度的关系进行研究。在现有的精密测角法的基础上,推导关系公式来确定各参数对内方位元素精度的影响关系。对采样点各个数据的精度及其组数对结果精度的影响进行讨论。结果表明:在像点位置坐标标准差1μm内,物方视场角极限误差0.7″内,位置坐标精度对主距f精度影响较大,而物方视场角精度对主点x0精度影响较大;测量数组数(采样点数)量对结果误差有很大的影响。实验证明:该影响与实际结果相符。

投影散斑相关法测量精度影响因素的综合分析

本文用实验方法对影响投影散斑相关方法测量精度的几种因素进行分析和研究 ,从理论上分析和评价记录视场角、投影视场角、离焦对测量结果精度的影响 ,以及这三种因素的综合影响 ,指出投影散斑相关方法具有较高的测量精度 ,能应用于位移的实际工程测量 .

高精度大口径平面镜面形角差法测试探究

研究了一种集高精度自准直仪与五棱镜于一体,采用角差法(角度变化量测试),实现大口径平面镜垂直状态下面形测试的方法.此方法的运用可实现对大口径平面镜面形的直接高精度检测,突破常规'以大测大'的高成本检测方法.本文阐述了测试装置的设计思想,对影响面形轮廓测试精度的因素进行了讨论.大口径平面镜面形的变化可通过其各点法线方向角度的变化量而反映出,采用高精度测试角度变化量的方法可计算获知面形轮廓状态.通过对大口经平面镜条带区域面形轮廓的测试原理分析,计算得出角差法(角度变化量测试)的测量不确定度.同时,由于对测试的高精度要求(纳米级),测试环境(温度、振动、气流扰动)也对测试结果有着不可忽视的影响,通过条带区域轮廓测试实验,对采样方式与环境影响进行了分析,从而得出在一定测试条件下,测量装置与环境对测量精度的影响程度,其测量不确定度可达到次纳米量级以上(扩展不确定度U=15.4～9.0 nm,取置信概率p＝0.99,包含因子κ＝3),基本满足测试需要.

激光位移传感器在角度测量中的应用

激光位移传感器因其较高的测量精度和非接触测量特性,可应用在很多方面,将其用在测量工件的角度上能够实现角度的高精度测量。通过步进电机带动激光位移传感器扫描二面角的2个面,然后对测量的数据采用Matlab程序做最小二乘拟合,得到二面角两边的斜率,从而求出角度。实验中采用的位移传感器分辨率为0.3μm,导轨和步进电机重复定位精度高于3μm,则测量角度的精度高于1″。

基于轴角转换器的一种高精度动态测角系统

设计了一种基于轴角转换器AD2S80的高精度感应同步器动态测角系统,分析了测角误差产生原因,提出了误差调整和补偿措施。通过实测数据表明:用谐波分析的方法对测角误差进行了调整与补偿,从而可大幅度提高测角精度。

方波磁光调制测量在航天器对接中的应用

为了精确测量航天器对接过程中最终逼近段航天器间的滚转角,设计了基于方波磁光调制的滚转角测量系统。利用法拉第磁致旋光效应并结合马吕斯定律,建立了方波磁光调制后输出信号的模型;通过分析输出信号的特点,推导了输出信号与滚转角之间的关系方程;利用滚转角变化过程中输出信号的增减性组合去除了方程的增根,最终得到了基于方波磁光调制的滚转角测量模型。仿真结果表明:文中提出的方法理论测量精度高,可测量-90～90°间的滚转角,优于传统方法。此外,利用方波信号调制具有数据采集简单、信号处理难度低等优势,是实现高精度大范围测量航天器间滚转角的一种新方案。

单脉冲探测技术的发展综述

随着精确制导武器的发展,单脉冲探测技术得到了越来越广泛的应用。文中从单脉冲天线的发展出发,详细介绍了单脉冲测角技术,角闪烁的问题以及单脉冲距离的高分辨率的获取。在此基础上,又进一步讨论了单脉冲成像技术和通道不一致性对单脉冲探测系统的影响。

基于PSD的模型姿态角和振动测量技术原理性研究

为了适应风洞发展的需要,满足风洞测量技术精细化、多样化的要求,开展了基于位置敏感器件(PSD)技术的模型姿态角测量系统的原理性研究。对PSD探测头进行了详细设计,完成了姿态角测量试验平台和数据采集处理系统,并开展了初步的测量试验。通过原理性试验证明,测量系统的测量范围为-10°～10°,测量准确度为0.036°,测量精度为0.016°。还对系统应用于振动的测量进行了原理性的研究,获得了初步的研究数据。随着进一步的细化和精确度的进一步提高,基于PSD技术的模型姿态角测量系统在风洞模型的姿态和振动测量、姿态角测量机构的标定和检定、视频测量系统的相互验证等领域具有非常大的应用潜力。

一种双旋转变压器测角系统设计

为解决大型精密转台的角度测量问题,设计了一种双旋转变压器测角系统。满足了转台转轴中空的设计要求,同时保证了测量的高精度。对影响系统精度的误差源和系统的主要误差项进行了分析,改进了粗精组合算法,提高了算法的效率,并减小了对两个通道的零点误差的要求。在实际的设计系统中对粗精组合算法进行了验证和精度计算,整个系统达到了3"的精度。

基于准布儒斯特角法研究抛光过程中光学材料的表面质量

光学硬脆材料在机械加工过程中不可避免地形成表面/亚表面损伤,对器件性能、使用寿命等具有至关重要的影响。相较于磨削、研磨两种前道工艺,抛光阶段材料的损伤逐渐减少至极其微量的程度,而最终残留的损伤将伴随材料的使用全周期,研究抛光阶段表面质量的变化过程对掌握抛光的工艺质量十分必要,但测量难度高。针对这一问题,本文在总结抛光阶段损伤形式的基础上,首先仿真分析了准布儒斯特角法检测表面质量的原理和优势,随后以Nd∶GGG激光晶体为研究对象,利用椭偏仪对不同抛光工艺下样品表面质量的变化进行了实验研究。通过与白光干涉法测量的表面形貌进行对比,准布儒斯特角偏移量和相位角变化曲线斜率准确地反映了抛光过程中表面质量的变化,展现了该方法的无损伤和高灵敏度特性,以及辅助研究抛光工艺的可行性。最后,对准布儒斯特角法在表面质量检测方面面临的问题进行了分析和展望。

光电经纬仪动态测角精度随机误差检测方法研究

为了实现光电经纬仪动态测角精度随机误差的检测,进一步提高光电经纬仪的检测能力,进行了光电经纬仪动态测角精度随机误差的研究。基于布尔萨坐标转换原理,通过严格理论推导,得到动靶标方位值和俯仰值的理论公式。以光电经纬仪的方位角A、俯仰角E以及采样时间t等基本参数为基础,结合动靶标方位值和俯仰值的理论公式,得到A和E的理论真值,再与光电经纬仪测得值A和E进行比较,得到光电经纬仪动态测角精度随机误差。提出一种检测光电经纬仪的动态测角精度随机误差的新方法,为光电经纬仪动态测角精度随机误差的测量提供了新的思路。