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长距离光传播路径中大气相干长度的测量研究
大气相干长度 大气湍流 闪烁 到达角起伏
2016/8/11
基于大口径闪烁法和差分到达角起伏法开展了间距为3.95 km近水平路径的大气相干长度测量实验。测量结果表明:在同路径的上下行光传播方向上,闪烁法测量相干长度的相关系数为0.94,而到达角起伏法测量相干长度的相关系数为0.79。路径权重的理论分析揭示了闪烁法对路径中部的湍涡敏感,且路径权重函数关于路径中部呈对称分布;到达角起伏法对接收端附近的湍涡敏感,其路径权重函数从发射端到接收端呈单调递增趋势。因...
鉴于目前普遍采用软件方法获得大视场视频图像操作不便且实时性受限的缺陷,研究并设计了一种基于FPGA的可编程技术来实现多个摄像头视频数据实时拼接的大视场成像系统。系统通过APTINA公司的彩色CMOS图像传感器MT9M034获取原始视频图像信息,以Xilinx公司的Virtex-5系列FPGA为核心完成视频数据的实时采集、缓存、拼接及传输。图像拼接部分首先对原始图像进行亮度差异自动调节的预处理以提高...
为了产生频差可调谐1 064 nm双频激光输出, 设计了一种扭转模结构双腔双频Nd:YAG激光器, 其两个驻波谐振腔共用相同的Nd:YAG增益介质, 以扭转模结构消弱增益空间烧孔效应, 使Nd:YAG激光器的两个驻波腔均以单纵模振荡, 从而获得正交线偏振1 064 nm双频激光输出.理论分析了扭转模结构激光单纵模选择原理和双频激光同时振荡原理, 实验研究了双频激光振荡特性和频差调谐特性.研究结果表...
为了更好地评价与研究受视宁影响的观测系统,引入了基于功率谱的分析方法.使用不同截止频率以及衰减系数的卡曼谱来反演系统的中高频误差,同时使用Zernike 多项式来表征系统低阶起伏,结合这两种误差,得到了系统误差的数值模型.最后,通过分析实际波前叠加数值模拟大气扰动前后的功率谱,验证了本方法评价受视宁影响的大口径系统的可行性.
星载太阳辐射监测仪的高精度太阳跟踪
太阳跟踪 太阳同步轨道 太阳总辐照度
2014/10/15
由于FY-3（01）星和FY-3（02）星宽视场扫描式太阳辐射监测仪（SIM）测量时间短、精度低，本文利用FY-3（03）星SIM实现了太阳的高精度跟踪测量。首先，分析了SIM太阳跟踪精度指标、跟踪转动范围，测试并确定了数字太阳敏感器（DSS）的视场范围、频率、分辨率，标定了DSS在轨像面辐照度。为消除跟踪抖动现象，分析测试了控制时间间隔和跟踪精度的关系，确定了理想控制时间间隔为500 ms。外场...
二维零位光栅自动纳米定位系统
定位算法 电路噪声 精度分析
2014/10/15
搭建了能够在二维方向上实现纳米级定位的二维自动定位系统。首先，加工了栅格间距为5 μm的64×64编码的透射式二维零位光栅；然后，分析设计了光栅系统光电转换电路和数据控制电路，实现了系统数据采集、显示和运动控制等功能。在此基础上搭建了基于二维零位光栅的纳米定位系统，并利用积分法实现了二维方向的自动定位。实验结果表明，系统定位速度对透射光强分布具有很高的依赖性，系统一次定位的成功率与初始位置密切相关...
4mSiC轻量化主镜的主动支撑系统
主动支撑 液压whiffletree 被动支撑
2014/10/15
针对4 m光电望远镜中SiC轻量化主镜比刚度大，面形精度要求高的特点，提出采用液压whiffletree被动支撑并联力促动器主动支撑的轴向液压主动支撑方案。液压被动支撑承担镜重，主动支撑仅输出校正主镜面形误差所需的主动校正力，从而减小主动支撑元件力促动器的作用力范围，提高主动校正力精度。借助于有限元法完成了轴向和侧向支撑系统的优化，确定了轴向54点和侧向24点等间距等力（β=0.5）支撑系统设计。...
四旋翼飞行器中升力波动的干扰与抑制
拉格朗日函数 有色噪声 卡尔曼滤波
2014/10/15
四旋翼飞行器旋翼产生的升力是在基值的基础上附加一系列频率特性和旋翼转速有关的高频分量。由于它会对飞行器的控制产生扰动，本文研究了这类高频升力分量对飞行器的影响并给出了抑制扰动的方法。首先，基于拉格朗日能量法建立四旋翼飞行器动力学模型；进而分析了高频升力分量与飞行器角速度扰动之间的关系。然后，将角速度反馈环节加入针对有色噪声的卡尔曼滤波器来抑制角速度扰动对控制器的影响。实验结果显示：与改进前相比，采...
利用隔离小生境混合蛙跳方法联合估计波达方向和多普勒频率
多普勒频率 状态空间 隔离小生境 混合蛙跳法
2014/10/15
为了高效准确地联合估计波达方向（DOA）和多普勒频率，提出了基于二维MUSIC谱和隔离小生境混合蛙跳算法的联合谱估计方法。首先，利用状态空间模型构造包含DOA和多普勒频率信息的广义可观测矩阵。 然后，利用MUSIC算法和广义可观测矩阵构造联合估计的二维谱函数，将参数估计问题转化为多峰函数优化问题。最后，引入混合蛙跳算法（SFLA）并利用隔离小生境技术对混合蛙跳算法进行改进，使其适应于二维MUSIC...
H.264/AVC码率控制中初始量化参数的估计
码率控制 初始帧量化参数 视频特性 图像组（GOP）长度
2014/10/15
由于H.264/AVC采用的码率控制模型忽略了视频特性对初始帧量化参数（Initial Quantization Parameter，QP0）选择的影响，本文提出了一种新的基于视频特性的QP0估计算法来提高H.264/AVC的码率控制精度。首先，分析影响QP0的视频特性，包括每像素比特数（bpp）、视频序列的复杂度和图像组（GOP）长度；然后，通过大量的测试仿真建立了QP0与bpp和视频序列复杂度...
多视频超分辨率的时间重建倍数
时间配准 时间分辨率 冗余信息
2014/10/15
多视频超分辨率时间重建技术可以消除视频中的运动模糊和运动混叠现象。进行多视频时间重建时，重建倍数过小不能有效地减小运动模糊和运动混叠现象；而重建倍数过大会产生严重的时间振铃现象和运动物体位置的跳变。本文对如何在重建过程中确定最优的时间重建倍数进行了研究。通常情况下，在决定多视频时间重建倍数时只考虑输入视频的个数；但在实际重建过程中，除了输入视频个数的因素，时间重建倍数还与各个输入视频在时间上能提供...
时空过采样系统及其在点目标检测中的性能仿真
数学建模 点目标检测 扫描成像
2014/10/15
从成像探测体制出发，对过采样扫描系统的光学系统、电子学系统等模块分别进行了数学建模，并对点目标和场景图像进行了仿真实验。仿真过程中提出了一种对有限图像大量分割代替连续图像的建模思想和方法，在matlab环境中对源点目标图像和场景以及探测器扫描积分过程进行仿真，并对过采样图像进行图像融合。仿真结果给出了不同过采样倍数以及点目标位于不同相位时的信噪比变化和信噪比随积分时间增长的变化曲线。仿真结果表明，...
小型光电编码器长周期误差的修正
长周期误差 正交三角函数基 傅里叶神经网络 差分进化
2014/10/15
针对小型光电编码器长周期误差成因及分布规律复杂的特点，提出了一种光电编码器长周期误差修正方法。建立了基于正交三角函数基的傅里叶神经网路误差修正模型，将光电编码器输入输出间的非线性优化问题转化为线性优化问题。误差修正模型以高精度基准编码器输出值作为学习目标；引进模拟退火策略的差分进化算法对网络进行训练，保证了在训练的初始阶段具有较强的全局寻优能力和在训练后期具有较快的收敛速度和较高的精度。运用设计的...
数字微镜器件在高动态辐射场景成像探测系统中的应用
数字微镜器件 高动态场景 驱动控制 调光
2014/10/15
由于数字微镜器件（DMD）空间光调制器结合图像传感器能同时探测高动态场景中的亮暗目标，本文研究了DMD在高动态辐射场景成像探测系统中的应用。首先，介绍了DMD实现成像探测的原理，分析了DMD在高动态场景成像探测系统中的驱动控制方法。然后，根据DMD在高动态辐射场景成像探测系统中的工作特性，设计了能使光电成像设备提高66 dB的DMD的驱动控制。文中阐述了系统的主要设计模块和工作参数，并结合实验验证...