区域大气环境污染光学探测技术及其未来发展

随着经济、社会的发展和人民生活水平的不断提高,大气环境污染成因日趋复杂,公众对大气环境污染问题的关注度日益增长,大气环境污染问题已成为目前大气环境管理主要的焦点。面对新形势,空气环境质量监测需要更加系统化、专业化、精准化。传统的监测手段已不能满足管理需求,光学探测技术是破解当前颗粒物与臭氧复合污染问题的重要途径之一,因此,开展大气环境污染光学探测技术研究具有重要意义。本文综述了近年来区域大气环境污染光学探测技术的研究成果,包括大气污染光学遥感技术、光学微粒子传感技术、综合应用技术,展望了未来区域大气环境污染光学探测技术的发展趋势和研究方向,以期为相关领域的研究提供一定的参考。

基于LabVIEW的光学探测器板级检测系统设计

利用LabVIEW设计了针对灭火抑爆系统中光学探测器的板级检测系统,实现了数据采集、分析与存储和紫外波形的显示,快速对光学探测器电路板进行故障判断并定位,提高检测自动化程度,降低人工成本,系统运行稳定,精度高,成本低,适应现代化测试的要求。

基于DSP的光学探测陀螺稳定系统的设计与实现

设计了一种以DSP为处理核心的高精度的光学探测陀螺稳定系统。介绍了以CCD图像和旋转变压器测角组成系统位置闭环,以光纤速率陀螺作为惯性速率反馈传感器组成系统速率闭环的复合控制系统以及系统的软硬件设计。

光学探测系统电磁屏蔽设计与应用

光学探测系统在高功率微波系统运行造成的强辐射、强电磁干扰环境下工作,HPM产生的强电磁脉冲会通过后门耦合的方式由探测器前端光学镜头进入内部的电路系统造成光学探测系统瞬间黑屏、图像抖动、器件毁坏等现象,通过采用光学玻璃金属丝夹层的方法研制光窗,在2.4 GHz±100 MHz频段内电磁屏蔽性能达到了65 dB,同时满足探测目标的光窗透过率的要求。经过应用后表明:加载了这种电磁屏蔽光窗的光学探测系统在HPM工作时图像稳定,未受到干扰。

静止轨道闪电光学探测的光谱选择及影响分析

闪电产生于强对流云或对流云系,是强对流灾害性天气的“示踪器”。闪电成像仪在静止轨道上利用瞬态闪电和缓变的云层、陆地与海洋等背景噪声之间存在时间、空间和光谱特性上的差异,采用光谱滤波、空间滤波、多帧-帧背景去除等三种方法组合来实现瞬态闪电的增强与探测。由于中国缺少云顶闪电辐射、闪电分布、闪电瞬态特性等参数,静止轨道闪电光学探测仪器的设计重点之一是光学探测谱段的选择与评价。针对中国存在的闪电光学性能研究不足和空基天基的光学探测手段较少的情况,在地面采用光谱仪对人工模拟闪电、自然界闪电进行光学特性探测,对获取到的地基闪电光谱数据进行分析和反演,从而得出天基闪电探测的参数选择。文章重点论述了闪电的空间光学探测仪器的探测谱段选取、仿真计算、试验验证等内容,为静止轨道闪电光学探测载荷研制提供基础数据和保障。

像元尺寸对空间光学探测系统性能的影响

针对空间光学探测系统的组成和特点,采用调制传递函数(MTF)作为系统性能指标,通过建立光学系统、探测器系统、离焦和像移调制传递函数模型,仿真分析了像元尺寸对系统成像性能的影响。结果表明,随着像元尺寸减小,探测器系统MTF值增大,光学系统、离焦、像移等的MTF值都变小,从而为像元尺寸的确定提供了参考依据。

火灾烟雾光学探测技术原理的数学分析

从辐射传热的角度 ,同时考虑照明条件下的火灾烟雾与环境背景中其他物体的辐射 ,采用信 /噪比处理方法 ,对火灾烟雾光学探测原理进行了数学分析。分析指出 :火灾烟雾光学探测必然分为散射型和透过型两种原理类型 。

大口径薄膜光学探测技术空间应用进展及展望

系统地回顾了MOIRE计划建立的背景,DARPA在大口径空间薄膜光学探测技术应用方面完成的相关工作,总结提炼了薄膜光学技术空间应用的技术难点和关键技术,为开展我国薄膜光学卫星研发指明研究方向。

光学探测器非线性度测试仪的研制

本文介绍了一种高精度的硅光电探测器线性度测量系统 ,给出了该系统的原理、结构和测量方法 ,分析了测量不确定度及适用范围 ,该系统可应用于精度要求高的光学探测器线性度的测量。

氧浓度的光学探测系统及其特性的研究

介绍了一种利用荧光猝灭反应动力学原理探测氧浓度的新方法，报告了一种性能优异的荧光大分子材料，建立了相应的光学探测装置，并详细地研究了实验溶剂、荧光材料在硅橡胶膜中的浓度等因素对设备性能的影响。

微幅超声窄脉冲的光学探测实验系统

本文自行研制了一微幅超声窄脉冲光学探测系统，讨论了Ｆａｂｒｙ－Ｐｅｒｏｔ干涉仪作为超声接收器的原理及特点，给出了系统各环节的测试结果以及探测到的窄脉冲激光超声信号。结果表明，利用该系统可成功地实现微幅超声窄脉冲的非接触式检测。

空间目标光学探测系统全寿命性能并行分析与评估技术

研究单位：装备学院装备采办系、航天装备系主要完成人：杜小平、赵继广、曾德贤、王俊、赵阳生、曾朝阳、陈景鹏、夏鲁瑞、马昕晖、李小将获奖情况：获2011年军队科技进步二等奖本项目于2004年1月立项,2010年12月通过成果鉴定,2011年10月获军队科技进步二等奖。项目的主要研究内容包括5个方面：①空间目标动态光学特性分析及建模;

厘米级空间碎片天基高灵敏度光学探测载荷

随着人类空间探索活动的增多，太空中因人类活动造成的空间碎片数量急剧增长，这些空间碎片对在轨航天器的安全威胁日益增大。地基观测系统由于受到大气和布站范围的限制，探测能力有限。天基光学探测因不受地面限制，具有全天候、全天域、小尺度空间目标探测等优势，目前已经成为国内外研究热点。根据对空间碎片目标特性的研究，义中分析了小尺度空间碎片探测的难点，提出了基于光子级探测器的载荷方案。对载荷的关键指标进行了设计，仿真分析了载荷的探测能力，并通过与基于CCD探测器的载荷方案进行简要比较，阐述了基于光子级探测器的高灵敏度光学探测载荷的优势和未来应用方向。

军用车辆灭火抑爆系统中光学探测温度适应技术

针对军用装甲车辆乘员舱的灭火抑爆系统探测火情的需要,提出2种调整光学探测器的探测灵敏度的解决方案。简要分析光学探测技术的原理及分类,讨论各种光学探测技术的优点和局限性。介绍光学探测器的选择及温度对光学探测器的影响,重点论述某军用车辆灭火抑爆系统中光学探测器的温度适应技术,采用软件补偿方案对红外1 ms火警阈值、红外1 s积分火警阈值及红外光敏管的老化进行补偿,并多次经过高低温试验进行验证。实验结果表明:在-40～55℃的温度变化范围内,防误报性能完全可以满足国军标对光学探测器的要求。

基于HLA的空间光学探测仿真系统设计

为支持星载光学相机的设计论证以及更好的发挥其在空间探测领域的应用需求,设计了一种基于HLA的分布式空间光学探测仿真体系。在对仿真任务进行分析的基础上,进行仿真系统各模型的建模,并以组件重用性和系统可扩展性为目标,运用HLA分布式技术设计了系统的体系结构,最终实现了整个联邦的开发。该系统能够为不同类型的光学载荷、不同轨道姿态控制方式的卫星平台、不同类型目标及背景环境等提供仿真服务。最后,以探测目标卫星为例,表明了该仿真平台的可行性,为进一步研究星载光学相机以及其在空间探测领域的应用提供了良好的仿真支撑环境。

面向海底光学探测使命的自治水下机器人水平路径跟随控制

针对利用光学探测设备对海底目标探测与搜索的使命,自治水下机器人(AUV)需具备更精确的航行控制性能,为此提出一种不依赖模型的改进型PID控制算法,通过对增设的左右水平推进器进行控制,以实现AUV低速时水平面的精确航行。将整个控制器分为两层:内层为偏航距离PID控制器,将输出量转化为所需偏转角;外层为航向PID控制器,将内层计算结果转化为航向偏差,对其进行PID计算,输出为偏转所需推力和推力矩值。通过对设定探测路线进行路径跟随,以反映水平面航行控制精度。通过湖上试验,得出精确的路径跟随航迹,实现了航向角偏差均值为0.09°、航向距离偏差均方差为0.29 m的航行稳定控制,验证了该控制方法的可行性。

空间碎片天基光学探测系统离焦问题分析

从相对距离、大气压力、温度变化三个方面分析了天基光学探测系统离焦产生的原因及离焦变化情况,提出通过离焦调制传递函数模型分析离焦对系统性能影响的方案,仿真分析了不同离焦量下系统等效调制传递函数的变化及其对成像质量的影响.结果表明,随着离焦量的增加,图像质量逐渐下降,相对距离变化导致的离焦为正值,大气压力变化导致的离焦为负值,温度变化导致的离焦在中心温度左右有正有负,三者导致的离焦量可部分抵消.该研究为天基光学探测系统的设计、补偿措施的制定以及性能评估提供了数据支持.

天基空间碎片光学探测影响因素分析及仿真

光学手段在天基空间碎片探测中被广泛应用,但容易受到杂光等因素影响.结合在轨试验数据,从探测器和碎片两方面分析了影响天基空间碎片光学探测的因素.影响探测器探测效果的因素包括太阳光、月光、地气光、大气辉光等杂光及南大西洋异常区辐射等;影响碎片可见性的因素包括地球遮挡、地影及反射的太阳光等.分别给出了上述影响因素涉及的特征量及规避影响的计算方法.基于某天基探测设备的仿真结果表明,上述影响在自然交会及姿态机动模式下均可能发生,在试验设计时需被充分考虑.最后,针对某天基空间碎片探测任务进行了规划.文章对天基光学探测试验设计具有一定的指导意义.

空间暗弱目标光学探测技术综述

基于光学对空间目标进行探测是当前进行空间目标探测的主要手段之一,本文从回顾了空间暗弱目标探测技术以及数据挖掘技术的发展历史,提出基于数据挖掘技的空间暗弱目标光学探测技术方法是今后发展的趋势。

机场跑道异物探测系统光学探测转台温度控制实验研究

针对机场跑道异物(FOD)探测系统光学探测转台内部空间的温度控制,提出了壁面辐射传热结合强化对流的控制方案。通过制作一比一同材质简化模型,针对不同的环境条件对系统温度控制效果进行了实验与分析。实验证明:在-20℃的环境温度下,温度变化达到每小时20℃时;在夏季气温逐时变化、日出日落时玻璃窗口存在阳光直射、极端高温和环境温度急剧变化的条件下,系统均可以达到很好的温度控制效果。