水平方向上的大气透过率和热辐射计算模型研究

水平方向上的空气对流和复杂的地面状况会导致大气热辐射计算的不确定度增大，目标发射起始段的红外辐射特性测量有助于实现目标识别。因此，研究水平大气透过率和热辐射对目标的高精度红外辐射特性测量具有十分重要的意义。针对以上问题，首先借鉴垂直廓线理论建立了同层大气“水平温度廓线”模型，然后推导了水平方向计算大气透过率和热辐射的公式，并对其进行了实验验证。最后将MODTRAN软件计算和实验测量的大气热辐射结果进行了比较。实验结果表明，传统软件的热辐射计算精度为8.65% ，而本文方法的计算精度为4.91%。该实验说明，在水平方向上，这种算法是正确的。通过公式推导和实验验证说明了该方法的合理性，为水平方向大气透过率和热辐射的计算提供了一种新的思路。     

基于DSP的多元数据同步采集与存储系统的设计与实现

从硬件和软件两个角度出发,介绍基于DSP的多元数据同步采集与存储系统的组成、工作模式以及功能的测试。系统主要由上位机和数字采集与存储单元组成,其中数字采集与存储单元的硬件部分包括电源模块,值班电路模块,数据采集模块,数据存储模块,时钟同步模块。系统采用DSP作为中央处理芯片,利用经过同步后的秒脉冲作为触发信号,实现同步数据采集。以CF卡作为存储介质,实现数据自容式存储。软件部分实现自检、同步、数据采集存储功能。经过测试,系统工作稳定,功能正常,同步精度在100ns以内。     

基于ARM Cortex-M3的数据采集系统的研究与实现

随着计算机和互联网等信息行业的快速发展,数据采集系统越来越得到人们的重视和应用。以某研究院数据采集系统的研究室横向项目为基础,阐述了数据采集系统的软硬件设计,并实现了一套基于ARM Cortex-M3的数据采集系统。首先对系统选型及开发平台进行了简要介绍,进而在此基础上详细阐述了硬件电路和软件程序的设计,最后说明综合调试的方法和遇到的关键问题及其解决办法。     

X射线干涉光刻光束线关键光学元件热-结构耦合分析

为了保证上海光源X射线干涉光刻光束线的稳定性,减小热变形对实验结果的影响,对X射线干涉光刻光束线的3个关键光学元件——偏转镜、聚焦镜和精密四刀狭缝进行热-结构耦合分析。首先,计算偏转镜、聚焦镜和精密四刀狭缝所承载的功率密度;然后,建立其有限元模型;最后,获得光学元件的温度场和热变形的结果。结果表明,偏转镜和聚焦镜采用间接水冷方式可有效抑制热变形,冷却后的最大面形误差分别为7.2μrad和9.2μrad。精密四刀狭缝未冷却时,刀片组件温度介于271.56~273.27℃,刀口热变形为0.19 mm,直线导轨热变形为0.08 mm;经过铜辫子冷却后,刀片组件温度降至22.24~23.94℃,刀口热变形降至0.2μm,直线导轨热变形降至0.1μm;采用影像法和接触探头法测试后,刀口直线度、平行度和重复精度均满足技术要求。偏转镜、聚焦镜和精密四刀狭缝的热变形通过间接水冷和铜辫子的冷却方式可以得到很大程度的抑制,进而保证光斑质量。     

在轨维修后端模块接口机构的研究

在轨维修可以大大的延长空间科学仪器的使用寿命,节省大量的经济成本。为了实现空间望远镜后端模块的在轨操作和更换,设计了一套与之对应的接口机构,能够解决在轨快速定位与安装。根据321运动学定位准则,详细介绍了该接口机构的内部组成和工作原理;然后把该接口机构与后端模块进行组件级有限元仿真,仿真结果表明一阶模态远高于整机基频可以有效地避免发射时候的共振;设计了一套平面内的工装来模拟后端模块,利用等效质量法对整个机构进行重力卸载;搭建实验平台,利用激光跟踪仪来测量整个后端模块的重复定位安装精度,实验数据表明,X,Y,Z 3个方向的重复平移定位误差分别为±5.58μm,±3.24μm及±3.63μm,优于总体指标±10μm;热实验结果表明整个机构可以完全释放由于温度变化产生的形变,具有很高的热稳定性;使入射光线和靶面的相对位置持续稳定,保证了较高的成像质量。为其他空间在轨维护装置提供强有力的参考价值。     

采用轮廓特征匹配的红外-可见光视频自动配准

为了精确地配准近平面场景下的红外-可见光视频序列,本文提出了一种基于轮廓特征匹配的自动配准方法,通过迭代匹配目标轮廓特征来解决异源图像中配准特征的提取和匹配难题。首先,采用运动目标检测技术获取目标轮廓,并由曲率尺度空间(CSS)角点检测算法提取轮廓特征点。此后,建立全局形状上下文描述子和局部边缘方向直方图描述子描述特征,从而实现可靠的特征匹配。来自不同时刻的匹配点对被保存在一个基于高斯距离准则的特征匹配库中。最后,为了克服近平面场景中目标深度变化的影响,本文结合前景样本随机抽样策略计算配准矩阵的损失函数,完成对全局配准矩阵的更新。在LITIV数据库上对方法进行实验验证,结果表明本文方法的配准精度优于当前先进的对比方法,在9个测试视频上的平均重叠率误差仅为0.194,与对比方法相比下降了18.5%。基本满足了近平面场景下红外-可见光视频序列配准的精度要求,且具有较高的鲁棒性。     

多CCD拼接相机系统中靶面的旋转误差

CCD传感器靶面的旋转普遍存在于高精度光电测量设备系统中,是影响系统测量精度的一个重要因素.在分析单片CCD靶面的旋转理论误差基础上,给出了多CCD拼接相机系统靶面的旋转误差模型,同时提出了测量该系统中靶面的误差的方法以及修正方法.大量实验结果表明,利用该检测方法与修正方法能够显著提高该系统测量精度.