基于精密光程差调制的时域干涉信号闭合相位检测方法研究

闭合相位法是实现长基线恒星光干涉高分辨成像的重要技术手段之一,获得精确的闭合相位信息是进行光干涉图像重构的先决条件.提出一种基于精密光程差调制的时域干涉信号闭合相位检测方法,在3路干涉臂上进行非冗余精密光程调制,并通过多次干涉测量结合数据拟合的方法消除光程差调制中存在的正弦误差,使得光程调制的精度达到20 nm以内.引入高速探测器件提升时域干涉信号的采样频率,对探测器上获得的时域干涉信号进行傅立叶变换处理,获得3路干涉臂精确的闭合相位信息.室内实验结果表明,基于精密光程调制的时域信号闭合相位计算精度可以达到1/50波长以内.

层析静校正和闭合相位剩余静校正在Saudi Aramco陆上数据中的应用

在沙特阿拉伯—美国石油公司陆上起伏地形的数据成像中应用了层析静校正和闭合相位剩余静校正。层析静校正后的叠加剖面质量显著提高;闭合相位剩余静校正进一步改善了剖面的成像效果。闭合相位静校正法不需要解庞大的方程组,因此比模拟退火法或基于梯度的方法更快速。

傅里叶望远术中的相位闭合分析及其仿真

傅里叶望远术是近年来受到广泛关注的一项主动成像技术。它利用直线干涉条纹对目标的傅里叶频谱进行提取,并利用相位闭合技术消除随机相位,最终获取同步轨道目标的高分辨率图像。对傅里叶望远术的基本理论进行了推导,详细阐述了相位闭合实现方法,并对整个过程进行了计算机模拟。仿真实现了对两个目标的频谱扫描并重建了它们的二维灰度图像,充分验证了傅里望远术的正确性和可行性。

探月卫星同波束VLBI差分相位时延闭合计算与分析

针对同波束干涉测量中差分相位时延模型验证、解算结果周跳检测与校正问题进行分析。给出了相位闭合和差分相位时延闭合计算原理与方法,并以SELENE任务中解算的差分相位时延数据为算例进行分析,差分相位时延闭合计算结果小于几皮秒。验证了差分相位时延基于同一波前的模型,可用于对差分相位时延中周跳问题进行检测,可对数据波动情况进行监视,为数据后处理提供依据。在实际应用中,该方法可随着数据处理过程的推进同步进行,因此,十分有利于同波束干涉测量方法的实时实施,并应用于卫星导航。

光学综合孔径干涉成像技术

闭合相位技术、U_V覆盖技术和像重构技术是光学综合孔径干涉成像的三个关键技术。文中详细介绍了闭合相位技术的原理、U_V覆盖技术 (包括即时覆盖和通过孔径旋转的非即时覆盖两种方法 )和用于图像重构的常用方法以及用于光学综合孔径像重构的混合迭代方法 ,最后讨论了光学综合孔径干涉成像技术的应用。

光学综合孔径干涉成像的关键技术及多光束干涉仿真

闭合相位技术、U -V覆盖技术和像重构技术是光学综合孔径干涉成像的三个关键技术。文中简要介绍了光学综合孔径技术的发展历史、这三种关键技术和光学综合孔径望远镜阵的构成 ,对之进行了多光束干涉的计算机仿真和实验仿真 ,两者结果一致说明了光学综合孔径干涉成像技术中有关干涉的理论的正确性 ,指出了下一步的研究方向。

实验室中傅里叶望远术频谱抽取方式

傅里叶望远术是一种主动式的高分辨率成像技术,它使用激光发射阵列产生的干涉条纹场去照射目标,然后用探测器接收回波信号,再对回波信号作相应处理重构出目标图像。在实验室验证实验中,抽取目标频谱的干涉条纹不是由发射阵列产生的,而是通过改变光束位置的方式获得。对直线干涉条纹抽取目标频谱的原理进行了论述,并提出了一种新的光束移动方式。在抽取的目标频谱阵列、实验仪器的要求和还原目标频谱的迭代方式这三个方面与现有的两种光束移动方式进行对比,结果显示:这种新的光束移动方式降低了对试验设备的要求和简化还原目标频谱的迭代算法,为确定验证实验中的光束移动方式和后续的数据处理提供了参考依据。

相干编码成像分析及其仿真研究

相干编码成像技术是近年来受到广泛关注的一项主动成像技术。它利用直线干涉条纹对目标的频谱进行提取,并利用相位闭合技术消除随机相位,最终获取远距离目标的高分辨率图像。文章对傅里叶望远术的基本理论进行了推导,详细阐述了相位闭合实现方法,并对各个过程进行了计算机模拟,使得能在实验条件不太成熟的情况下对它的理论进行实践。仿真实现了对两个目标的频谱扫描并重建了它们的二维灰度图像,充分验证了傅里叶望远术的正确性和可行性。

傅里叶望远镜成像原理对比验证

为了有效开展傅里叶望远镜成像原理的外场实验,建立了傅里叶望远镜成像过程模型并进行了定量模拟,同时搭建了实验室仿真实验进行对比验证。首先,根据傅里叶望远镜成像原理将成像过程分解为多个阶段。然后,依据不同阶段对探测波面的不同作用建立了相应的波动光学模型,并在确定望远镜配置参数的基础上开展了成像过程的模拟验证。最后,搭建了相同配置的室内仿真实验并完成了对比验证和影响因素分析。结果表明:定量模拟验证与实验室内仿真验证有较好的一致性,在探测波长532 nm、信噪比大于等于100的情况下均能较好地重构出目标图像。对比验证可为傅里叶望远镜后续的外场实验提供参考。

相干场成像四光束相位闭合算法研究

依据相干场成像相位闭合实现原理,在T型多光束发射阵列下推导出一种新的四光束相位闭合算法.定义了基于四重积的闭合比率求解公式,推导出在消除大气随机相位误差的同时能抑制光强闪烁对成像质量的影响.数值模拟结果证明其有效性,为多光束相干场成像系统消除大气扰动误差提供了新的途径.

傅里叶望远术的实验室验证系统

本文介绍了傅里叶望远术成像的基本原理,为验证傅里叶望远术成像原理,在实验室中搭建了四光束的傅里叶望远术验证成像系统,对灰度透射式目标进行成像验证,利用LabVIEW软件完成了实验中相关控制软件、检测软件和信号处理软件程序设计。通过形成不同空间频率的干涉条纹提取目标的频谱值,利用相位闭合技术,消除与图像无关的相位因子,提取目标图像的一维和二维频谱图进行图像重构,得到了目标的重构图像,最后分析了影响成像质量的因素。

多光束傅里叶望远镜的关键技术

为了实现对远距离暗弱快速运动目标的高分辨率成像,基于多光束傅里叶望远镜的组成,对光学分系统、机械分系统、电子分系统和软件分系统涉及的关键技术进行了分析和讨论。针对光学分系统主要分析了激光光源、相位延迟器,声光移频器和光电倍增管所涉及的主要技术指标;机械分系统讨论了发射望远镜指示和跟踪精度、发射光束的快速切换和主镜的拼接支撑结构等;电子分系统介绍了同步控制、电磁屏蔽和配电等需要注意的问题;而针对软件分系统则讨论了光束快速切换、位置和角度变化的同步控制和图像恢复等。对上述关键技术的分析和讨论为多光束傅里叶望远镜系统的研制提供了参考。

具有非线性刚度边界的杆梁结构的动态特性分析

许多工程结构中存在着非线性边界,而非线性边界会对结构振动产生一定的影响。对非线性刚度弹簧固定的杆梁结构进行了动力学特性研究。对于杆结构,分别采用了行波法和分离变量法进行分析,并通过比较得到了两种方法之间的联系。对于梁结构,分别考虑了入射传递波和入射近场波,应用谐波平衡法得到了无量纲频率、位移、反射系数及相位等参数之间的关系。最后,应用相位闭合原理与分离变量法得到了杆和梁的骨架与频响曲线。为了验证理论计算的准确性与有效性,对杆梁模型进行了有限元数值仿真。结果表明,理论解与仿真解基本吻合。

光学综合孔径成像中的傅里叶相位研究

傅里叶相位是光学综合孔径成像的重要信息 ,观测目标的傅里叶相位包含于干涉条纹中。从像平面干涉条纹形成原理出发 ,推导出大气扰动、星光方向与基线方向不垂直和望远镜系统机械误差等因素是影响干涉条纹初始相位的主要因素。利用条纹原点值和峰值位移从条纹中提取初始相位 ,采用闭合相位法从条纹初始相位中去除其它因素的影响 ,从而最终获取目标傅里叶相位 ;结合计算机模拟对噪声给条纹峰值位置的影响进行分析 ,模拟结果表明在频域中对条纹能量谱进行阈值处理有较好的去噪效果。

基于全相位谱分析的傅里叶望远术目标重构

傅里叶望远术(FT)是一种用多束间距不同、频率受调制的激光干涉照明远距离目标,通过解调反射的强度时序信号来重构图像的主动成像技术。提出了一种基于全相位快速傅里叶变换(apFFT)谱分析的傅里叶望远术图像重构是一种全新的回波信号处理方法,通过对回波信号做全相位傅里叶变换,能准确地直接提取信号的相位和振幅信息,再结合相位闭合算法消除畸变相位,重构目标图像。与传统的傅里叶望远术数据处理方法相比,不需要对信号频率做精确估计,从而避免了频率误差带来的影响。这对于实现低轨道快速运动目标成像,以及在一定程度上消除移频器的移频误差和大气湍流的活塞抖动效应是非常有利的。数值仿真验证了该方法的可行性,并且通过信号存在白噪声和频率误差两种情况下与传统方法的对比,显示了其具有良好的消除频率误差能力,同时抑噪性能并不会下降。

非冗余孔径掩模技术在双星探测中的实验研究

利用地基大的光学望远镜获得衍射极限成像是许多天文观测的重要目的,受大气扰动限制的分辨率可以通过在望远镜瞳面添加非冗余孔径掩模、采用闭合相位技术来突破。介绍了非冗余孔径掩模技术的发展、原理以及应用;建立了将此技术应用于双星探测的数学模型,并进行了计算机模拟及实验研究。研究结果表明,通过对非冗余孔径掩模获得的干涉图的处理,获得闭合相位,以此对双星模型进行拟合,能够获得双星的对比度与角间距。

利用时序InSAR技术分析北京及河北廊坊地面沉降

利用带大气估计模型的时序InSAR方法对24幅覆盖北京及河北廊坊的Envisat-ASAR影像数据进行了时序分析,获取了该地区2007年4月—2010年9月的地面沉降速率及均方差。发现了以北京朝阳区和通州区交界处为中心和以河北廊坊城区为中心的两个沉降区域,中心区平均沉降速率分别为35mm/a与22mm/a。研究区域形变速率均方差<1.5mm/a。研究结果表明:利用时序InSAR技术进行城市地表沉降监测具有较好的精度及稳定性;产生该沉降的可能原因为地下水的开采、城市基础建设的发展及工业用地量、人为活动的增加。

光学综合孔径望远镜阵的光束组合器

光束组合器是光学综合孔径望远镜阵重要技术组成部分之一。从光束组合器所产生的光干涉条纹中提取中央条纹 (主峰 )相位和可见度信息 ,实现对望远镜状态、延迟线光程补偿与条纹跟踪 ,光束平行性伺服等进行精细馈控 ,从而高灵敏度、高效率地得到图像重构的闭合相位等数据 ,最后获取高分辨率的目标图像。