红外光谱辐射计的研制

介绍了红外光谱辐射计的组成及工作原理,分析了其信号处理方法。红外光谱辐射计的核心是分光元件、光学系统及信号处理部分。该设备采用容易调整的高像质反射光学系统和波长在２５～１４μｍ连续可变的分光系统,并采用高集成度、高精度的数据采集、数字锁相和数据处理、存储系统。观察瞄准、探测接收的光学系统以及数据采集、处理系统都被放到一个体积很小的测量头中,具有体积小、质量轻牢固可靠、抗干扰性能强和使用方便等优点。入瞳的最小可探测率为１０－１２Ｗ／ｃｍ２,光谱分辨率为２％,测量速度为１０条谱线／ｓ。经实际检测和使用,该设备的性能达到国内外先进水平,并具有野外工作的特点。     

基于MODTRAN的红外系统作用距离变步长评估算法

在红外成像探测系统的作用距离评估中,要用到大气平均透过率参数,而它又是作用距离的函数,因而一般要用程序循环迭代的方法来计算作用距离。本文介绍了一种针对点目标探测的变步长作用距离评估方法,调用MODTRAN软件计算大气平均透过率和天空背景辐亮度,利用评估模型计算设定距离下的像元个数、信噪比和调制对比度,判断是否满足目标探测所需的最低性能指标,从而确定最大作用距离。在设定值与真实作用距离值相差较大时,采用较大的步长;在设定值与作用距离值相差较小时,采用较小的步长。相比固定步长法,可以在保持计算精度的同时,大大加快计算速度。     

激光目标模拟器逼真度量化评估方案

激光目标模拟器逼真度主要用来评估目标模拟器出射激光对实际场景中激光照射器出射激光在传输及被目标发射时的近似程度。逼真度评估的有效程度取决于评估方案的适用性及实际可操作性。因此,提出了一种激光目标模拟器模拟逼真度的有效评估方案,并给出了具体指标的量化逼真度定义。首先给出了实战中的激光能量传输模型和半实物仿真系统中的光斑控制模型,接着以此为依据重点研究了激光目标模拟器激光脉冲和激光光斑特性的逼真度评估内容,最后通过计算各分项指标权重,得出了激光目标模拟器的整体逼真度。逼真度量化评估方案可应用于激光目标模拟器的设计及性能评估,从而达到在室内完成半实物仿真测试以减少总体测试费用和时间的目的,对于现代化武器系统设计具有十分重要的意义。     

基于虚拟仪器技术的APD噪声等效功率测量系统

利用锁相放大器测量雪崩光电二极管(APD)特定工作频率下的噪声电压,使用示波器测量APD在调制光输入条件下的电压值,使用功率计测量输入调制光能量值,以此测出APD的噪声等效功率(NEP).并在测量过程中利用截尾平均数、变异系数等统计方法消除噪声干扰.同时,利用LabVIEW图形设计软件制作了一整套自动测试程序.实际操作...     

基于LabView的激光束发散角测量系统

为了满足激光器生产过程中快速检测激光发散角的需求,研制了一套激光发散角快速测量系统。测量系统采用焦点法测量激光发散角,利用可变光阑法确定透镜焦点处激光束的直径。为了提高测量系统的自动化程度,基于LabView软件开发平台开发了测控软件。可实现对不同孔径小孔光阑的自动更换测量,记录相应的透过能量值,计算激光束发散角,并进行保存和打印。实验结果表明,测量系统测量结果准确,测量误差小于0.05 mrad,自动化程度高、操作简便,能够满足激光发散角快速测试的要求。     

影响基于CCD相机激光光束宽度精确测量的因素

分析了基于CCD相机激光光束宽度测量过程中引入的噪声特性,并给出了有效抑制噪声的方法,说明了在光束宽度计算过程中尤其采用4σ算法时,积分区域选取的意义及正确的选取方法,总结了影响基于CCD相机激光光束宽度精确测量的因素。通过实验,进一步验证了用4σ算法计算激光光束宽度时,特别是计算小光斑光束宽度时,积分区域限制的重要性;提出了积分区域最佳选取值为2倍的光束宽度;得出了如无噪声影响,CCD空间分辨率对基于4σ算法的光束宽度结果影响很小的结论,即采用4σ算法虽然光束宽度内仅有十几个甚至几个像素,仍可得到准确的光束宽度值;定量给出了高频随机噪声对基于4σ算法的光束宽度测量重复性的影响,以及提高测量结果精确度的方法;分析了基底噪声对基于4σ算法的光束宽度测量结果的影响程度,提出了正确的背景图像扣除方法以减少基底噪声的影响。     

玫瑰扫描亚成像系统中非均匀采样参数的确定

在实时图像处理系统中，图像的分辨率和系统的计算量之间总存在矛盾。高分辨率意味着大数据量和较大的计算量，但较低的分辨率又会影响图像处理的质量。为了解决图像数据量和分辨率之间的矛盾。根据玫瑰扫描视场中心区域扫描频率高，扫描迹线密；边缘区域扫描频率低；扫描迹线疏的特点，提出了在玫瑰扫描红外亚成像系统中应用高斯型非均匀采样函数进行非均匀采样的新方法。讨论了图像数据量和分辨率与非均匀采样参数之间的关系，在此基础上给出了确定非均匀采样参数的方法。     

脉冲激光测距机最大测程测试方法研究

最大测程是反映脉冲激光测距机性能优劣的主要参数之一。分析了现行激光测距机最大测程指标考核的方法，比较了各种考核方法的利弊。在此基础上提出了一种采用室外消光法与室内时序增益系数比检测相结合的方案进行激光测距机最大测程测试的新方法．并对两具测距机分别进行了室外消光比、室内时序增益系数比、最大测程的测试，对两者的结果进行了对比。最后针对本测试系统的组成进行了误差分析。结果证明，新的检测方法可以客观、真实、准确地测量1．06μm和1．54μm两种波段的脉冲激光测距机的最大测程，测试结果受天气条件和目标特性影响小，也不受脉冲激光测距机增益电路的影响，且测量精度高，重复性好，操作方便可靠。同时还可对激光测距机测程范围、测距精度、选通范围及选通精度、距离分辨率等主要性能参数进行模拟测试。     

基于大地距离计算相似度的海上目标轨迹预测

目前基于相似度的移动目标轨迹预测算法一般根据数据的时空特性进行分类，无法体现算法自身的特点，为此提出一种基于算法特征的分类方法。轨迹相似度算法通常需要先计算两点之间的距离，再开展后续计算，而常用的欧氏距离（ED）只适用于目标在小区域范围内移动的问题。针对现有基于相似度的轨迹预测算法无法适用于移动范围比较大的海上目标轨迹预测的问题，提出使用大地距离代替ED进行相似度计算。首先，对轨迹数据进行预处理和分段；其次采用离散弗雷歇距离（FD）作为相似性度量；最后，利用模拟数据和实际数据进行测试。实验结果表明，当海上目标移动范围较大时，采用ED算法可能会得到不正确的预测结果，而所提算法可输出正确的目标轨迹预测结果。