激光测距仪距离模拟源技术研究与精度分析

在对激光测距仪进行性能测试时,需要输入高精度、稳定且可调的仿真距离测试值.对激光测距仪的地面距离模拟源技术进行了研究,设计了集成激光接收和发射单元的距离模拟源系统,通过使用同步时钟计数的方法实现长度可实时输入的延时,以模拟激光测距仪从激光发射到接收激光回波间的时间间隔,并对影响距离模拟精度的系统误差和随机误差源进行了分析和计算,最后通过高精度时间间隔测量装置对距离模拟源进行了实际模拟精度的测量,验证了距离模拟源提供的距离值的绝对精度和相对精度.     

多校正源联合的TDOA/FDOA无源定位算法

移动观测站和目标之间的位置和速度误差会导致定位性能下降,文中通过克拉美罗下界分析,讨论了存在该类误差时使用校正源对无源时频差定位精度的改善作用,并推导了多个校正源相对于单个校正源所带来的定位性能增益.在此基础上,提出了一种联合校正源测量方程的时频差定位算法,该算法首先利用Taylor级数展开将观测站的位置误差和速度误差线性化,再采用牛顿法迭代实现目标定位.通过蒙特卡罗仿真,比较了该算法和不使用校正源时误差校正算法的定位性能,仿真结果与文中的理论分析一致.     

深空微波高精度测距测速技术

后续深空探测任务要求微波测量精度提高至少一个数量级。在此背景下,首先分析了目前我国深空测控系统无线电测距、测速现状,给出了主要误差源分解以及精度提升具体措施。针对行星间等离子体附加的测量误差,提出了多频链路消除行星间等离子体的具体方案。理论推导表明多频链路的设计使得无线电观测量基本上不受角距的影响。针对目前米级的设备校零残差提出了设备零值在线校正技术,以满足分米测距精度要求。     

高精度时差／频差测量在双站定位中的应用

对双站时差/频差定位系统进行了理论分析并推导了定位误差几何稀释精度(GDOP)的表达式,针对雷达信号提出了基于相位内插法高精度测时差和相参脉冲积累法高精度测频差的新方法及实现途径,分析了影响测量精度的因素,实验室仿真及测试结果表明:文中2种方法对应的时差及频差的测量精度可达到纳秒及赫兹量级,可以满足双站高精度定位的要求.     

一种实现高精度稳定Zeeman激光频差的方法

为了使双频激光干涉仪的高精度和可靠性能够在当前急需解决的大尺寸高精度同轴度、直线度测量方面有效的发挥出来,有必要在双频激光干涉仪的信号处理方面采用比相技术,为此,需要稳定Zeeman激光的频差.本文提出一种基于8098单片机系统的智能化稳频差方案,不但保证了频差的稳定性,而且每次开机还能自动搜寻频差极值,从而保证了光频的复现性.系统经过实验验证,频差变化小于5kHz/5h,工作稳定可靠,可以满足比相的要求.     

基于模糊区的卫星导航空时测量技术研究

卫星导航可为用户提供高精度的时间和空间数据测量能力,实现高精度定位、授时及校频等应用。在无源定位模式下,信号传播路径和接收机特征漂移率低,伪距观测量具有一定的稳定性和边沿效应,接收机可基于模糊区特性来获得瞬时高精度的位移和时钟漂移估计。在对卫星导航伪距观测量误差分析的基础上,提出一种实现接收机高精度时空相对信息测量的误差补偿策略,采用多观测量降低或消除伪距相关误差量,并基于模糊区及其边沿效应进一步提高相对信息测量的精度和稳定性。仿真分析了动态条件下的位移和时钟漂移测量精度,相关结果表明,基于模糊区稳定性及其边沿效应可提高接收机定位和时间相对信息的测量精度。     

毫米波三基线InSAR系统误差校正和信号分析

该文研究了毫米波三基线InSAR系统误差校正问题,给出了系统误差校正方案,以实现三通道信号间的幅相一致性。分析了脉冲压缩处理的效果、通道间的干扰影响、系统相位稳定性、慢时间频谱、幅相一致性程度。给出了三基线干涉测角去模糊的方法以及地面测试实验方案。地面实测数据的处理和分析结果,验证了该文方法的有效性,并检验了该毫米波三基线InSAR的系统性能。     

基于多频外差原理的相位校正方法研究

相位测量轮廓术因其简单低廉的特点被广泛用于光学三维测量领域，高精度的相位获取是测量的关键步骤。多频外差是相位测量轮廓术中常用的解包裹相位算法，针对多频外差解相位后产生的相位跳跃性误差，提出一种基于多频外差原理的相位校正方法。利用传统相移法和多频外差求出包裹相位和展开相位，针对展开相位中出现的跳跃性误差，通过展开相位对误差产生原因和误差位置进行初步确定，将多个频率的包裹相位进行对比，确定误差是否真实存在，对出现误差的像素点进行修正得到新的展开相位。实验结果表明：在对表面形状规则的物体测试时，展开相位光滑无跳跃性误差，表面三维重建无异常凹凸区域，实现了对解相位中跳跃性误差的消除，验证了该校正方法的有效性。     

一种对称式双光栅干涉位移测量系统的研制

作为纳米位移测量技术领域的关键解决方案之一,干涉型光栅位移测量系统具有高精度、高分辨率、小体积的特点。干涉型光栅位移测量系统中采用的干涉光来自光栅的衍射,所以系统对光栅的偏摆角度较为敏感,装调难度大。为此,研制了一种对称式双光栅干涉位移测量系统,基于光学多普勒频移效应和圆偏振光干涉等原理实现高精度位移测量,系统对位公差小,装调简便。性能测试结果表明,该系统的实测分辨率为0.8nm,重复性为1.4nm;在1~14.5μm的位移范围内校正前系统测量精度为15.4nm,采用系统运动轨迹误差校正后精度为5.5nm,进一步采用周期性误差校正后精度达到1.4nm。     

空间站高精度时频微波链路系统体制设计及关键技术

在空间站上建立较地面高一个量级的时间频率系统,通过高精度时频链路为全球民用系统提供更为精准的空间时频基准,具有非常重要的科学和军事意义.首先,探讨了国外在空间站高精度时频传递技术方面的现状和应用;其次,在空间站双向时频传递原理的基础上,对比欧空局(ESA)的方案提出了适合我国空间站时频系统微波链路的设计思路;最后,重点分析和研究了高精度时频传递的两项关键技术,对于开展详细系统设计以及实现皮秒量级测量精度具有重要作用.     

Direct digital measurement of audio frequencies

A method for direct digital display with high precision of the value of an unknown audio frequency is described. The measuring apparatus consists of a commercial electronic counter and frequency synthetiser and some additional logic circuits. A relative precision of the order of 10?6 may be attained. This method is especially suitable for the measurement of power-system frequency.     

基于FPGA的相位差测量方法研究及实现

传统信号相位差的测量方法存在着硬件结构复杂、测量精度不够高、抗干扰差等缺点。为了消除以上缺点,根据现场可编程门阵列器件（FPGA）的特点,采用了一种利用FPGA芯片和单片机相结合的方法实现了一套信号频率和相位差智能化测量系统。其中,应用FPGA进行两信号相位差及频率的采集,用单片机对采集到的数据进行处理和显示。获得的结...     

平板式电容传感器测量电路研究

提出了一套关于平板式电容传感器测量电路的新方案。该方案不仅具有较高的相对值测量精度、简单的硬件电路，而且具有较强的系统抗干扰能力。     

一种机载定位坐标转换方法误差分析及仿真

基于地球椭球参考模型空间目标定位坐标系的建立，提出通过在飞机上测量地面目标方位角和斜距这二维坐标信息，而不需要测量俯仰角信息对目标进行定位并用于电子地图的坐标转换方法，研究了算法误差和测量数据误差对定位精度的影响，并进行了仿真分析，验证了算法的有效性。     

基于AVR的自适应等精度频率测量方法及实现

根据等精度频率测量原理,分析测量精度、频率测量闸门时间及预置门时间三者之间的关系,并在此基础上提出了一种自适应等精度测量频率的方法.该方法的思想核心是对粗测获得的输入信号频率值进行判断,选择合适的分频因子,动态控制闸门时间,使得精测时,能够满足较宽的频率测量范围,并能够实现高精度测量.     

高精度的测距系统中的测相技术研究

高精度的测相技术是星星间或星地间的测距系统中的关键技术之一。研究了基于双差频测相技术的高精度测相技术及其在上述高精度的测距系统中的应用。实验结果表明双差频测相技术具有10-6以上的测相分辨率及由系统本底噪声引起的测距误差小于7μm。     

多功能旋转信号处理器的实现

介绍了一种利用轴角位置测量元件即旋转变压器,其控制频率为400Hz的正弦波信号,经调制处理使相位角与特定电压值相对应,产生出两路相位差为90°的信号,采用模拟电路进行设计,对其电路原理进行了详细的叙述,说明了它可工作在比较恶劣环境中。以其所具有的高精度和小体积的特点广泛应用于多个领域。     

X 波段捷变频频率综合器

在无线通信领域中, 高性能频率综合器是通信设备、雷达、电子侦察和对抗设备、精密测量仪器的核心部件。 现代通信系统对频率综合器的精度、分辨率、转换时间及频谱纯度等提出了越来越高的要求, 性能卓越的频率综合器均 通过频率合成技术来实现。以往通过锁相环来实现的频率综合器具有高精度、高稳定度、低相位噪声、低杂散等性能。 但是在跳频时间上只能做到几十甚至上百μS。这与某些雷达需要的频率综合器的捷变速度有差距。本文提出一种直接 合成方法,很好的解决了这个问题。     

基于改进波形太赫兹雷达的多目标检测

太赫兹雷达在测点目标时具有极高的分辨力。然而在多目标条件下,使用经典的线性调频波形调制可能会引起错误的差频组合,从而出现虚假目标。为此,提出一种工作在0.22 THz频段的改进波形,它由梯形波与三角波两部分组成。通过梯形波的上、下扫频计算速度-距离的模糊范围,并通过恒频段检测目标的相对速度。由于速度-距离交叉点的不匹配,虚假目标仍存在,而后续的不同调频斜率的三角波则能在其基础上完全剔除虚假目标。文中给出了这种体制的太赫兹雷达系统的架构,并通过近乎现实的仿真,证明在这种新型波形体制下,太赫兹雷达差频配对的准确度将得到大幅度提升。     

脉冲式混频器概述

在红外激光测距中，一般是通过测量发射连续激光脉冲和被测目标回波信号的相位差而求得被测距离的．为了得到高测距精度，常把2个信号分别同基准信号混频得到2个低频信号再进行检相．传统的频率变换方法是利用晶体管的非线性来实现的，我们在研究JMX-1型精密激光测距仪中，采用数字集成电路，做成了脉冲式混频嚣，并取得了高的测量精度．