微角振动对遥感相机成像质量的影响分析

针对高空间分辨率航天器遥感成像受微角振动影响模糊化的问题,从理论建模、仿真分析和实验验证3个维度量化了微角振动幅值、频率、初始相位等特性对遥感相机成像质量的影响.首先,从成像原理出发,建立了图像退化模型,分析了微角振动导致图像模糊和几何形变的机理.其次,分析了角振动参数对像移的影响规律,建立了不同角振动频率对应的调制传递函数(MTF)的解析计算式,分析了角振动幅值、角振动频率和初始曝光时刻对MTF的影响规律.然后,利用MATLAB搭建仿真平台,以调制传递函数面积(MTFA)作为评价指标,量化分析了角振动幅值、角振动频率和初始曝光时刻对图像模糊度的贡献程度.最后,搭建了振动实验平台,实验验证了各个振动参数对成像质量的影响规律.结果表明:图像像质随角振动振幅的增加而下降,频率100.0 Hz的角振动幅值从0.0064°增加至0.0281°时,MTFA由0.2776下降至0.1192;低频角振动作用下成像质量与角振动初始相位、振幅、频率有关,高频非整周期振动会造成MTF曲线的波动,且非整周期振动对成像质量的影响随着角振动频率的增加而减小.曝光时间为角振动周期的整数倍时,初始曝光时刻对图像像质的影响可以忽略.微角振动对遥感影像几何精度的影响规律能够为高轨遥感相机微角振动的测量与抑制提供理论支撑.

卫星微角颤振高精度测量技术

介绍了卫星微角颤振概念内涵;简述了卫星微角颤振测控技术应用与发展;论述了MHD-ADS和FDI-ADS两类惯性微角颤振测量传感器的工作原理、性能指标和应用;指出MHD-ADS传感器是卫星微角颤振测量的主要技术发展方向;并提出国内在此方向的发展建议。

一种卫星微角振动高精度测量方法

卫星微振动引发的结构微角振动限制了高精度卫星指向精度和姿态控制稳定性,因此有必要对其进行在轨测量。为准确测量卫星结构微角振动,文章在对比不同的测量方法后,提出了一种基于磁流体动力学(Magnetohydrodynamics,MHD)微角振动传感器的卫星结构微角振动高精度测量方法,并针对由动量轮引起的有效载荷微角振动的特性,进行了仿真和试验验证。试验结果表明,其测量精度满足现阶段卫星控制的要求。此方法能为卫星扰动源的定位及卫星的主动减振反馈提供依据。

壳体加速度对硅微角振动陀螺仪性能的影响

分析了壳体加速度对硅微角振动陀螺仪性能的影响，导出并分析了不平衡摆性误差和正交不平衡误差。

GAIA计划与微角秒天体测量学

欧洲空间局正在考虑的空间天体测量卫星计划（GAIA计划）将对目视星等V亮于15．5mag的5千万颗目标进行位置、自行和视差的测定，其精度为10μas，同时还对这些目标进行多色多历元光度测定．该计划可对星系距离尺度、恒星演化、银河系运动学和动力学以及参考架联结等方面进行深入研究．其开创的微角秒天体测量学亦将会对天体物理学、太阳系天体和参考架联结等方面的研究产生深远的影响．

光学平台微角振动激光探测方法研究

设计了精密动态测角实验系统,该系统利用扩束镜正向和逆向不同的光学变换性质,将共孔径双向传输的倍增式角敏光学系统与光电精密位置传感器(PSD)相结合,并从理论上分析了高灵敏光学测角的基本原理,给出了被测角与传感器信号的关系。为消除光电噪声对探测分辨率的影响,信号处理引入了相关检测模式。通过压缩系统噪声信号的等效带宽,从频域中滤除干扰信号的频率成分,实现了从噪声中提取高分辨角度信息。

硅微角振动陀螺仪温度特性补偿方法研究

在研究硅微角振动陀螺结构和温度特性的基础上,创建了二元高阶多项式补偿模型,并设计了基于STM32F405的硬件补偿电路,实现该陀螺仪实时温度补偿。实验结果表明:温度补偿后的标度因数温度系数和全温零偏稳定性分别由344×10-6/℃和441°/h减小为12.6×10-6/℃和40.6°/h,使得该陀螺仪的温度特性有明显改善,验证了该补偿方法的有效性和可行性。

激光微角偏移测试系统研究

针对火炮出厂前的校瞄工作存在自动化程度不高、测试结果分辨率和精度低的缺点,设计了一种新型激光微角偏移测试校瞄系统。该系统由位置灵敏探测器(PSD)、准直平行激光管与二维精密旋转控制器构成。采用光电转换和信号处理技术,可实时获取火炮身管轴线的微角偏移量;利用相对简单的方法完成了高精度的测试,有效地改善了传统校瞄方法的不足。实验测试结果表明,该系统可在炮管仰角0°~70°范围内全程测试微角偏移量,其分辨率可达到0.001°,可广泛应用于不同口径火炮身管轴线的校瞄工作中。

磁流体动力学微角振动传感器自动标定系统设计

基于磁流体动力学(magnetohydrodynamics,MHD)微角振动传感器研制过程中,需要对其频响特性及输出线性度等指标进行测试,这便需要宽频带(3 Hz~1 kHz)内的恒定角速率激励装置及高精度角振动检测装置。基于105-AVT角振动台和XL-80激光干涉仪搭建了适用于MHD微角振动传感器的自动标定系统,鉴于105-AVT角振动台无法提供恒定角速率激励,建立了角振动台输入电压与输出角速度间的对应关系,并将其移植到LabVIEW软件中,实现了105-AVT角振动台的恒定角速率激励。利用激光干涉仪XL-80输出信号作为测量角速度基准,对MHD微角振动传感器特性进行了实验测试。结果表明,可实现带宽高于1 kHz,0.004~0.12 rad/s的恒定角速率激励,实现自动标定。

论室内微角透视影点法的绘制方法

微角透视是一种室内设计手绘表现常用的透视方法，因为它比一点透视灵活自由，而比两点透视更全面地反映空间的特点。微角透视的常规画法主要有几何法、量点法与近似画法。几何法与量点法中其中有一个灭点往往超出画面很远，给绘图带来了困难。近似画法与真实的情况却不是完全一致，影点法基本可以在画面内完成，而且与真实的透视结果保持一致。

微角秒级的天体测量技术及其在天文学研究中的意义

近十年来由于光干涉测量技术的成功,使得天体测量的观测精度有了戏剧性的提高。在大角度天体测量方面,Mark Ⅲ光学干涉仪已能以毫角秒级的精度测定恒星的位置。在窄角天体测量方面,将来地面上的长基线红外干涉仪,如Keck干涉仪阵,具有10μas级观测精度的潜力。目前美国正在实验的小型空间光学干涉仪,将能达到微角秒级的测量精度,它会给天文学研究带来重大影响,使人类对天体和宇宙的认识向前跨进一大步。

室内微角透视新画法

一、微角透视室内效果图的特点画室内效果图最常用的透视类型是一点透视和两点透视.为了展现室内,画一点透视时只需取去前端一块墙面,在画中则可见到三块墙面,连地面和顶棚共是五块面,这有利于表现室内的空间感,并颇具端庄、稳定的效果,但有画面程式化、呆滞与不自然之感.两点透视的画面感觉则较为生动自然,但是为了展示室内空间,必须取去前方两块墙面,因之在画中只能看到四块面,即地面、顶棚和后方两块墙面,加之必须舍弃表现近处阻挡主要视线的大体积家俱或陈设,以致在画中常易产生一种残缺不全的空间感,甚至会误认为只是表达了室内一角.

基于遗传效应和气候变量的日本落叶松微纤丝角预测

【目的】分析遗传效应和气候变量对日本落叶松木材微纤丝角的影响,建立预测模型,预测终端收获木材的质量,旨在提高遗传材料的选育效率和促进目标材种的定向培育。【方法】以20个日本落叶松无性系为研究对象,通过木芯取样测定了林龄从4年到15年连续12个年轮的微纤丝角,分析了微纤丝角与林龄和年轮宽度的关系,建立了微纤丝角基础预测模型,然后对微纤丝角和气候变量进行相关性分析,采用混合效应模型构建了含有遗传效应和气候变量的日本落叶松微纤丝角预测模型。【结果】(1)微纤丝角随着林龄的增加呈减小趋势,随年轮宽度的增加呈增加趋势,不同无性系间微纤丝角变化规律明显不同。(2)含有林龄和年轮宽度的基础模型确定系数(R^(2))为0.43,均方根误差(RMSE)为4.391;加入平均年降水量和冬季平均降水量后模型R2为0.54,RMSE为4.039;采用混合模型建立的含遗传效应和平均年降水量、冬季平均降水量的微纤丝角预测模型R^(2)为0.81,RMSE为3.061。(3)平均年降水量和冬季平均降水量增加会增大日本落叶松微纤丝角,两个气候变量解释了微纤丝角变异的11%;遗传效应对日本落叶松微纤丝角变异有重要影响,可解释微纤丝角变异的27%。【结论】相较于平均年降水量和冬季平均降水量,遗传效应对木材微纤丝角影响更大。而且不同无性系的微纤丝角对气候因素变化的响应不同,无性系I6-7-075、I8-4-30和J28-6对于气候变化更钝化,是生态适应性更强的无性系,适合进一步在日本落叶松适生区推广应用。

一种MHD角振动传感器动态本底噪声无偏高效测试方法

目前,磁流体动力学(MHD)角振动传感器动态本底噪声测试尚无统一方法,难以有效开展测试。首先,针对双通道和三通道方法系统误差不明确的问题,推导了两种方法的系统误差,指出了方法的适用条件;然后,针对双通道方法存在系统误差、三通道方法系统结构复杂的问题,提出了一种基于最小二乘的传感器动态本底噪声无偏高效测试方法,证明了所提方法不存在系统误差;最后,实验对比了三种方法的测试效果。结果表明,所提方法能够在时域和频域上准确分离传感器的动态本底噪声;相比双通道和三通道方法,所提方法的平均相对误差最小,分别为7.2%和3.7%;测试系统所需资源少、结构简单而且易于实现,满足MHD角振动传感器动态本底噪声的测试需求。

应压木细胞壁S_(2)层的微纤丝螺旋角对其抗压韧性的影响

【目的】应压木细胞壁S_(2)层中的大微纤丝螺旋角(MFA)是树木管胞对力学环境适应性生长的结果,故它有其特别的力学性能。但目前人们还不了解S_(2)层中大MFA对其抗压性能的增韧机理。基于应压木细胞壁S_(2)层的超微结构建立复合材料力学模型,采用数值模拟方法研究应压木细胞壁S_(2)层中MFA对其抗压韧性的影响,可以探究其中的力学机理,并探索基于数值模型研究木细胞壁压缩韧性的建模与分析方法,进而为仿生材料设计奠定力学基础。【方法】首先将云杉木细胞壁S_(2)层简化为连续微纤丝和基体组成的复合材料,并利用夹杂理论的自洽模型计算木细胞壁S_(2)层基体的等效弹性常数。然后利用HyperWorks建立木细胞壁的纤维增强复合材料有限元分析模型,用Abaqus模拟不同MFA的应压木和正常木细胞壁S_(2)层在压缩载荷下的力学行为,并用所得结果分析其MFA与抗压韧性的关系。在此基础上,对比是否考虑木细胞壁的S_(1)、S_(3)(或S_(2)L,指的是S_(2)层与S_(1)层之间木质素和半纤维素含量高的区域)和MP层(P和ML层)对其受压力学行为的影响,并分析在应压木细胞壁数值模型中考虑各组分材料塑性行为的重要性。【结果】在压力作用下,当木细胞壁S_(2)层的MFA在0°~45°内增大时,其临界屈曲位移增大,临界屈曲压力先减小再增大。45°MFA应压木细胞壁S_(2)层的临界压力与0°MFA正常木细胞壁S_(2)层相当,但前者的临界屈曲位移是后者的3.57倍,屈曲失稳前的应变能是后者的2.95倍。在相同压力下,45°MFA应压木细胞壁S_(2)层微纤丝的von Mises应力低于0°MFA正常木。由于单个应压木细胞壁S_(2)层中螺旋状微纤丝所具有的压−扭耦合变形受到周边管胞对扭转变形的约束,其抗压刚度和抗压韧性得到增强。应压木细胞壁中的S 1、S_(2)L和MP层对其受压屈曲有显著的约束作用,完整应压木细胞壁的临界压力比只考虑S_(2)层的临界压力增大37.6%。压力作用下木细胞壁的破坏模式为塑性屈曲,所以考虑木细胞壁各组分材料的塑性行为对准确地计算其抗压韧性十分重要,忽略其塑性行为会使其临界压力的计算结果增大2.97倍。【结论】在受压状态下,应压木细胞壁S_(2)层中微纤丝的螺旋形貌改变了微纤丝与基体间的应力传递,使得S_(2)层的基体承受更多的压应力,木细胞壁的破坏模式变为局部塑性屈曲。所以在压力作用下,尽管应压木细胞壁的抗压刚度随S_(2)层MFA的增大而减小,但应压木细胞壁的临界屈曲位移随MFA的增大而显著地增大,从而增强了它的抗压韧性。当MFA为45°左右时,应压木细胞壁的抗压韧性最佳,此时不仅它的临界屈曲位移比正常木细胞壁S_(2)层高两倍多,且它的临界屈曲压力也略高于后者。

基于零极点配置的宽频带角速度传感器信号融合方法

为满足在轨微角振动力学特性分析和主动补偿的测量需求,解决单一角速度传感器难以兼顾sub-μrad级低噪声与k Hz宽频带的问题,提出一种基于零极点配置的宽频带角速度传感器信号融合方法。通过调配不同测量带宽角速度传感器传递函数的极点来调整传感器传递特性,使传感器在非工作带宽的信号和噪声衰减后再进行融合,实现了带宽2 Hz-1000 Hz的MHD角速度传感器与带宽DC-22 Hz的MEMS陀螺仪的数据融合,并将所提方法与两种基于频域的数据融合算法进行对比。实验结果表明:当对MEMS陀螺仪进行零极点配置融合时,融合信号在0.1 Hz-700 Hz频段内最大幅值波动1.64 dB,等效噪声角速率0.2126°/sRMS。所提方法能够为宽频带角速度测量提供技术保障,并能为具体场景下融合算法的应用和选择提供指导。

落羽杉种源木材微纤丝角和纤维形态的变异

对16个落羽杉种源的14年生人工林木材微纤丝角和木材纤维形态进行测定。结果表明：1）16个种源落羽杉木材微纤丝角存在显著差异,微纤丝角变化在29.9-35.8°之间。从径向变化看,落羽杉胸径处木材微纤丝角在髓心处最大,由髓心向外逐渐减小;从纵向变化看,微纤丝角在基干处最大,随树木高度的增加而逐渐减小。2）16个落羽杉种源木材的纤维长度和宽度均存在显著差异,纤维长度的变化在1764.84-2900.08μm之间,纤维宽度的变化在28.48-51.21μm之间,纤维长宽比的变化在42.79-82.12之间。落羽杉胸径处木材纤维形态的径向变化为纤维长度和纤维宽度从髓心到树皮逐渐增加,纵向变化规律为纤维长度和纤维宽度在树干基部较小,随树高的增加而逐渐增加。3）落羽杉木材微纤丝角与木材纤维长度呈极显著的负相关关系,与木材的纤维宽度和纤维长宽比呈一定的负相关,木材纤维长度与木材纤维宽度呈显著的正相关。4）16个落羽杉种源依据木材微纤丝角和木材纤维长度2个木材材性指标可以分为4类：第Ⅰ类,木材的微纤丝角较大,木材纤维长度中等;第Ⅱ类,微纤丝角和木材纤维长度均处于中等水平;第Ⅲ类,微纤丝角较小,木材纤维长度较长;第Ⅳ类,木材纤维长度较短,微纤丝角中等。综合考虑微纤丝角和木材纤维长度,2号和30号种源可作为纤维工业原料用材的优良种源。

杉木无性系微纤丝角遗传变异的研究

对55个杉木无性系管胞微纤丝角的遗传变异进行了研究。结果表明,管胞微纤丝角在无性系间差异极显著;广义遗传力变化为0.734~0.867,微纤丝角无性系间的差异受很强的遗传控制;按10%的入选率,无性系选择的平均遗传增益为19.51%。无性系管胞微纤丝角自髓心向外随树龄的增加逐渐降低,第 10 年的微纤丝角比第1年的约小32.1%,方差分析表明,从第 3 年起,不同林龄微纤丝角之间的相关系数达到了极显著水平,说明对管胞微纤丝角进行早期选择是有效的。

利用近红外光谱和X射线衍射技术分析木材微纤丝角

利用近红外光谱和X射线衍射法对木材的微纤丝角进行了快速预测。微纤丝角是影响木材性质的最重要的物理量之一,木材资源利用和林木品质改良都要求能快速、方便地测定木材的微纤丝角。该实验首先利用X射线衍射仪,快速测量和计算出154个杉木木材样品的微纤丝角。然后,依据木材不同成分在近红外区的不同吸收特性,在近红外光谱数据与X射线衍射仪测定的微纤丝角之间建立相关模型。结果表明,二者之间具有很好的相关性,其校正模型和预测模型的相关系数(r2)分别达到0.867和0.816。

利用X射线衍射技术分析黄藤材微纤丝角、结晶度及γ射线的影响

为了解棕榈藤材基本材性、提高我国棕榈藤资源高附加值加工利用水平,以我国特有的黄藤为研究对象,应用X射线衍射法测定黄藤材微纤丝角、结晶度,并就γ射线辐照处理对微纤丝角、结晶度有何影响进行了分析。结果表明:纤维微纤丝角在33.4°～38.7°范围内,平均为36.1°;藤皮处微纤丝角不比藤芯处的大。当标准剂量率为2.5×103Gy.h-1、辐射剂量分别为3,9和15kGy三个水平时,辐照处理前后对应微纤丝角分别为36.2°和35.8°,35.9°和35.4°,36.2°和35.4°,较处理前分别减小了1.10%,1.39%和2.21%。纤维素结晶度在24.8%～32.0%范围内,平均为28.6%,藤皮处结晶度均比藤芯处高。辐照处理前后对应结晶度分别为28.1%和26.0%,28.1%和26.9%,28.5%和27.1%,较处理前分别减小了7.58%,4.34%和4.70%,其中当辐射剂量为3kGy时,辐照导致结晶度差异在0.001水平上极显著。