多边法坐标测量系统中解算方式对测量精度的影响研究

为了研究多边法坐标测量系统中解算方式对测量精度的影响,建立了多边法坐标测量模型,分析了两种目标点坐标解算方式的差异,并针对典型的4台测站多边法坐标测量系统进行了两种解算方式的仿真测量实验。仿真结果表明:预先准确标定系统参数方式能有效提升测量精度,测量精度依次改善了69.5%、64.6%、46.3%。进行了坐标测量精度验证实验,实验结果表明:与同步解算方式相比较,预先准确标定系统参数取模后的3组实验平均测量误差由203.0μm降至23.8μm,且3组实验的测量误差与测量距离的平均相关系数由99.8%降至37.8%,验证了仿真实验结果。     

球坐标下空间距离的不确定度分析北大核心CSCD

分析了空间中两点距离在正交坐标系和球坐标系下的计算方法,推导出球坐标系下空间距离不确定度的公式,给出一种最小不确定度的特例,便于球坐标系使用者快速评价测量结果和优化测量布局。     

数字化近景摄影测量系统的校准方法

介绍了数字化近景摄影测量系统的特点、技术指标,阐述了PTB等国外计量机构的检测标准及校准装置。中国计量科学研究院等国内计量机构也进行了摄影测量系统校准方法的研究,研制了空间标准器、动态标准器和现场标准器,满足了摄影测量系统校准需求。     

高精度80m大长度激光比长装置的研制

介绍了中国计量科学研究院研制的80m大长度激光比长装置,该装置由81m导轨、无阿贝误差测长系统、折射率实时修正系统等多个部分构成,填补了我国大长度标准的空白。装置测量不确定度为U=0.07μm+0.07×10~(-6)L(k=2),关键指标处于国际先进水平。     

外差干涉相位测量中信号串扰误差与补偿方法研究

为了解决外差干涉相位测量中多通道采样信号间的串扰误差对相位测量精度的影响,提出了一种基于采样信号频谱分析的预补偿方法来实现信号串扰误差的补偿和消除。首先建立基于锁相放大的正交鉴相法的信号串扰误差理论模型,阐明了串扰系数、输入信号幅值比和串扰信号相位偏移对相位测量误差的影响;设计仿真实验验证了该误差模型和补偿方法的有效性;然后基于紧凑型FPGA开发平台设计了相位测量实验,结果表明该补偿方法能够有效消除信号串扰误差的影响,补偿后相位测量的最大误差从0.34°下降到0.01°;最后搭建了外差干涉仪并与高精度的压电位移平台进行比对,实验结果表明补偿后的信号处理系统能够满足外差干涉测量的应用需求。     

数字近景摄影测量中相机内参数校准

以数字近景摄影测量中相机内参数为研究对象,分析了相机成像模型和镜头畸变模型,使用基于平面标定物的方法对内参数进行了校准。根据数字近景摄影系统的特点和用途,设计和制作了具有多种特征的标定板,给出了相机内参数校准的步骤。对角点检测函数做了算法上的分析,编写了适合标定板的角点检测函数。用该方法对数字近景摄影相机的内参数进行了校准试验,角点检测的平均误差＜0.02 pixel。     

枕形柱正方晶格二维宽完全带隙光子晶体的全息设计

提出了一种利用多光束全息干涉产生类似结构的方法,系统分析了制备条件对所得结构能带性质的影响,证明这种具有枕形柱的正方晶体可以产生比最佳设计的正方形柱晶体更宽的完全带隙,同时给出了该全息结构的光学制备方法,包括各光束的波矢及偏振态。     

大长度激光测量中阿贝误差消除方法的研究

提出一种基于3路独立激光干涉仪消除大长度激光测量中的阿贝误差的方法,3路干涉仪的安装位置可布置成任意三角形。通过3路干涉仪的测量结果及被测仪器与3路干涉仪安装位置的几何关系,构造一路与被测仪器同光路的虚拟干涉仪,推导虚拟干涉仪的测长公式。该算法对干涉仪的安装位置无特殊要求,在实践中易于实现。为验证算法的有效性,依托于室内80 m大长度标准装置,通过改变被测仪器安装位置,在45 m范围内进行了3组不同的验证实验。实验结果显示消除阿贝误差后,残余的其它误差的最大值仅为1.10 μm,该算法可有效地消除阿贝误差。     

大尺寸计量中双光梳绝对测距方法的研究进展

大尺寸计量中广泛采用增量式激光干涉仪作为量值传递的计量标准,在测量过程中易发生断光影响,严重限制测量灵活性。近年来,以飞秒光学频率梳为光源的高精度绝对测距方法得到了迅猛发展,特别是双光梳异步光学采样绝对测距方法,利用具有微弱重频差的两台飞秒光学频率梳能够实现大量程、高精度和高更新率的绝对距离测量。以大尺寸激光绝对测距和飞秒光学频率梳绝对测距为切入点,详细综述了现阶段大尺寸双光梳绝对测距的研究进展;针对大尺寸计量场景分析了双光梳绝对测距现存的瓶颈,并对此开展了双光梳光源搭建与优化、测距精度优化、测距系统设计和测距性能验证等深入研究,最后对双光梳绝对测距在大尺寸计量中未来的应用方向提出了展望。