一种光波大气折射率剖面模型构建方法

根据经典光波折射率计算公式和ITU-R建议书中水汽密度经验公式,给出了一种新的光波大气折射率计算公式;借鉴Hopfield折射率静力项剖面模型和ITU-R建议书中水汽密度剖面模型,给出了一种基于历史气象探空数据构建光波大气折射率剖面模型的方法。以青岛地区为例,通过对1986—1995年历史气象探空数据的处理并结合参考标准大气,建立了适合当地的光波大气折射率剖面模型;统计剖面模型预测折射率剖面与实测折射率剖面的均方根误差,结果表明:构建的剖面模型具有较好的预测精度,这对光学外测设备的折光修正数据处理具有很好的参考价值。

折射率湿项对靶场经纬仪测高精度的影响分析

针对部分靶场经纬仪外测数据处理时常忽略折射率湿项对大气折射效应影响的现状,基于2019年环渤海某地区626组气象探空数据,利用射线描迹法计算了考虑折射率湿项和忽略折射率湿项两种情况下大气折射导致的经纬仪测高偏差。通过统计全年内不同仰角、不同高度等情况下折射率湿项对测高精度的影响,结果表明:折射率湿项是构成靶场经纬仪测高残差的一个重要误差源,对于目标高度测量有较高精度要求的试验任务,特别是在低仰角测量的情况,不能忽略折射率湿项的影响。

大气折射对雷达测角的影响

在雷达测角精度计算时,大气折射会对其产生巨大影响,这一影响会成为对雷达系统性能的制约性因素。针对这一问题,论文研究分析了电磁波在对流层中的折射模型,并对电磁波的传播特性提出了两种假设:电磁波在大气中进行传播时,是按照圆弧曲线和非圆弧曲线的方式进行的。基于这两种假设,论文采用了两种不同的修正方法,并通过试验对这种修正方法进行了验证。试验结果表明,两种修正方法都能够提高雷达的测角精度,且按照非圆弧修正方法进行修正的效果更好。该研究对于理解大气折射对雷达测角的影响具有重要意义,为提高雷达系统性能提供了技术支持。

表面应力敏感膜传感图像的振动校正算法

表面应力敏感膜传感系统在风洞中的不稳定振动给测量结果带来较大的误差,提出了一种自标定方法对表面应力敏感膜传感图像进行振动校正,消除不稳定平台振动的影响,减少测量误差。首先通过原始传感图像的互相关获得包含振动和有效信息的初始位移,然后通过大津阈值法和形态学获得参考区掩码,最后使用透视变换原理和最小二乘法还原整个振动平面并进行振动校正。方法将敏感膜传感图像的子区作为特征点参与计算,实现了振动的自标定校正,能使传感系统在不稳定平台也能进行高精度测量。通过高速列车实验验证了该方法的有效性和实用性,结果显示该方法相比其它传统方法精度更高,鲁棒性更好,产生了良好时空分辨率图像,在50m/s的来流中,将振动平均误差降低了98%。

斜入射下四光幕精度靶着靶位置测量原理误差分析

为研究飞行弹丸斜入射时着靶坐标测量原理误差的分布规律,根据四光幕精度靶几何结构,建立了斜入射下着靶坐标测量原理误差模型,研究有效探测靶面内不同着靶位置与不同入射角下原理误差分布规律;分析工程应用中发射位置确定下,不同散布半径与不同射击距离对测量原理误差的影响,给出着靶坐标测量的修正公式,并进行实弹射击试验。试验结果表明:飞行弹丸斜入射时必然存在原理误差,必须修正着靶坐标;射击距离一定时,发射枪散布半径越大,原理误差越大;散布半径确定时,原理误差随射击距离增加而减小;在发射位置确定下,采用修正公式后,四光幕精度靶测量误差小于1 mm。

三种测量三棱镜折射率方法的讨论

折射率不仅与几何光学有关,与波动光学也有密切联系,对其的测量方法也多种多样。为了研究不同方法对测量折射率精度的影响,本文利用分光计实验仪器研究了三种不同实验方法测量了三棱镜的折射率,包括掠射法、最小偏向角法和布儒斯特角法,并对三种实验方法测量计算出来的折射率,进行了分析比较。实验结果表明,相对于布儒斯特角法测量三棱镜的折射率,掠射法和最小偏向角法测量的结果更为准确。本文为精确测量三棱镜折射率提供了可参考性的实验方法。

基于数字全息的光场动态显微定量探测系统

该文提出一种新型检测显微样本光学参数的方法,将显微数字全息术与相位解包裹的方法相结合,搭建实验光路并编写相关算法,从而由数字全息图像获得光场物体振幅及相位信息,利用折射率计算可以得到微米级样本的真实形状与厚度。该文采用光纤的纤芯验证试验系统的准确性,将洋葱鳞片表皮细胞作为实验对象,结果证实该实验方法的有效性以及可行性。

Measurement of refrative index based on fiber Mach-Zehnder interference

In order to detect the refractive index of liquid with high precision,based on modular interference,Mach-Zehnder optical fiber refractive rate sensor was studied.Sensor structure is composed of ordinary single-mode fiber and multimode fiber,according to the singlemode multimode singlemode sequence to fuse together,and the fused optical fiber is used to process the taper.As a result,the diameter of the sensing head is about 10μm.Experimental results show that,as liquid refractive index increases range from 1.33 to 1.35,the loss peak of the transmission spectrum will shift to long wave direction.

低温辐射计光功率修正因子测试与分析

为了确保低温辐射计测量准确度,开展了低温辐射计光功率修正因子的研究。介绍了低温辐射计测试系统光路结构和光功率的测量过程。分析了影响低温辐射计光电加热等效替代的四个主要因素。利用搭建的影响因子测试装置,对布儒斯特窗口透过率、杂散光和黑体腔吸收率三个影响因子进行了测试;采用有限元分析方法,对光电加热不等效性因子进行了仿真计算。测试和仿真计算了自主研制低温辐射计光电加热等效替代修正因子,结果显示,布儒斯特窗口在632.8 nm处的透过率为0.996817,杂散光修正因子为0.999013,黑体腔吸收率为0.999950,光电不等效性修正因子为1.009240±0.000010。该研究结果可用于低温辐射计的修正,对低温辐射计各功能模块的设计、测量不确定度的提高以及低温辐射计的研制具有一定参考价值。

拍星残差数据相关性分析的大气折光差修正

靶场通常采用夜间静态拍星的方式检测光电经纬仪的静态测角总误差。受大气折射率变化的影响,俯仰方向测角数据通常采用大气折光差经验公式进行修正。不同地区和时间的大气环境差异使得该经验公式存在较大误差,导致拍星解算得到的俯仰方向测角误差偏大,且影响俯仰方向测角误差因素的进一步分离。为此,提出了一种基于多台光电经纬仪同步拍星数据相关性分析的大气折光差修正方法。基于经纬仪拍星方位角和俯仰角测量残差模型推导得到了大气折光差修正误差模型。根据该误差模型,利用分布在同一区域不同点位的多台光电经纬仪拍星俯仰角残差数据,采用最小二乘法拟合得到大气折光差的修正系数并修正俯仰角测量残差数据。实测数据表明:采用该方法对俯仰角测量残差进行大气折光差修正后,光电经纬仪俯仰角测角总误差显著降低,且由垂直轴倾斜误差修正错误引起的方位角和俯仰角残差特性得以显现。文中提出的方法无需使用探空气球等获取大气参数,即可对同一地域分布的多台光电经纬仪拍星俯仰角残差数据进行修正,修正后的数据可用于进一步分离其他误差因素,具有较强的工程应用价值。

基于衍/折射光学元件二级光谱的校正

采用衍射和折射光学元件结合的方法 ,对星载用长焦距望远物镜的二级光谱进行了复消色差设计。计算机模拟结果表明 :校正后的望远物镜满足了使用要求 ,并且设计方法简单可行。

衍/折射光学系统校正二级光谱的研究(英文)

将衍射和折射光学元件结合,对星载用宽光谱(420.0～900.0nm)、长焦距(450mm)望远物镜的二级光谱进行了校正,计算了衍射透镜的结构尺寸和望远镜系统的像差。计算机模拟结果表明:采用衍/折射混合校正后的望远物镜的二级光谱不大于0.08mm,轴上点的位置色差也很小,实现了复消色差,光学传递函数也基本接近衍射极限。所设计的整个系统可以满足实用要求。

卫星目标光学测量大气折射修正

本文从实测的大气参数廓线出发，讨论了对卫星目标进行光学定位捌量时，进行大气折射误差修正时的几个问题，如大气色散、大气湍流和大气水平不均匀性等对折射修正的影响．首先计算了不同仰角下卫星目标光学测量的大气折射修正量的大小，讨论了用不同波长测量时大气色散所造成的修正量的偏差．同时还讨论了大气湍流、大气水平不均匀以及大气条件及昼夜变化等气象因素所引起的折射修正误差．

光学玻璃光学均匀性高精度测量技术

高质量的透射光学系统对光学材料的光学均匀性要求非常高 ,材料局部折射率 10 -6 量级的变化就可能破坏整个系统的性能。详细介绍了三种用于测量光学玻璃光学均匀性的干涉法 ,研制了一台高精度光学玻璃材料光学均匀性测量仪。实验结果表明 :40mm左右厚的光学玻璃材料的光学均匀性检测精度可达 1× 10 -6 。

光学雷达大气折射误差修正方法研究

光学雷达是靶场试验外弹道测量系统中的主要设备之一。由于大气对光波传播引起的折射效应,使得光学雷达测量中产生折射误差。针对靶场常用的光学雷达系统,根据光波射线在大气中的运行轨迹,利用逐次逼近法得到了实用的光学雷达大气折射误差修正方法。通过对某靶场的实际测量数据检验,证实了该方法的适用性和有效性。目前,该方法已成功地应用于试验靶场,满足了靶场试验的精度要求。

61单元自适应光学系统

本文报道了我们首次利用61单元自适应光学系统与精密跟瞄系统的综合装置，进行了对目标的斜程大气条件下的跟踪及自适应光学校正实验。本文着重从自适应光学的角度出发，介绍了自适应光学系统框图，主要的技术进展及实验结果。

光学坐标测量系统中的关键技术

光学坐标测量系统是建立在数字近景摄影测量技术基础上的一种新型精密测量系统,具有便携性好、精度高、测量范围大、受环境干扰小等优点,适合工业工程的现场测量。针对工业现场精密测量的需求,对摄像机模型进行了分析,提出了摄像机残差修正问题,给出了修正方法及基于双目立体视觉原理的通用坐标测量数学模型。搭建了完整的光学坐标测量系统,测量精度优于±0.1mm/m。

高精度测量光学玻璃折射率的新方法

为准确测量光学玻璃的折射率,提高光学系统成像质量,介绍了现有光学玻璃折射率测试方法和国内外发展现状,提出了一种利用测量棱镜3个顶角所对应的3个最小偏向角的折射率测量新方法。该方法充分利用了互补法或三像法定位的优势,提高了折射率的测量精度,其特点是测量精度随被测光学玻璃的折射率增大而提高。推导出了计算公式,并对精度做了理论分析。结果表明:同传统最小偏向角法相比,测量精度提高2倍以上,可满足高精度测量光学玻璃折射率的要求。

基于线偏振光反射率测量介质折射率的研究

研究线偏振光的振幅反射率与介质折射率的关系,提出一种测量介质材料折射率的方法。文中从菲涅耳公式出发,推导出各向同性介质的线偏振光反射率与折射率的关系式,给出基于线偏振光反射率测定介质折射率的原理。设计实验方案,在不同入射角情况,定出线偏振光p方向和s方向两种线偏振光在玻璃表面的反射率,得到线偏振光振幅反射率随入射角变化的实验曲线。依此实验数据得出材料的折射率。结果表明,测出的介质材料的折射率与理论值相符,所采取的测定方案可行。

大气折射误差修正研究现状与展望

雷达是测量目标位置和速度的常用手段之一.为了提高雷达的测量精度,需要对因大气折射效应而产生的雷达测量误差进行修正.首先简要给出了雷达系统中大气折射误差的问题描述及进行误差修正的思路.然后不仅详细阐述了目前常用的电波射线描迹法、近似修正法和新型修正法等电波折射误差修正技术在雷达定位中的研究和应用现状,而且也阐述了几种用于对雷达测速折射误差修正方法的研究和应用现状,同时,对各种方法的使用范围及其优缺点也进行了简单的分析.最后,给出了雷达系统大气折射误差修正技术在今后的研究方向.