激光测距机距离交汇定位解法研究

针对引导舰载机准确安全地着舰需要清楚舰载机真实的空间位置的需求,提出距离交汇的定位方法。已知三个点的坐标位置,求待测点的位置,可通过激光测距机测出三个已知点到待测点的距离,采用激光测距机进行距离交汇的定位方法,研究距离交汇定位的两种不同迭代解法,并分析两种解法,提出采用混合解法解决实际问题,给出距离交汇定位方法的适用范围,最后结合实例说明距离交汇定位法。     

多雷达距离测量空间定位方法及精度分析

针对影响雷达目标定位误差主要是测向系统误差,提出了一种基于多雷达距离测量空间定位方法,并对其定位的精度进行了分析。该方法基于ECEF坐标系,采用多部雷达对目标探测距离交汇的方法,直接计算目标的空间位置,只需要确定各雷达站的大地坐标,就可以给出目标的大地坐标,可以有效解决地球曲率所带来的坐标转换问题,并且不涉及高次方程组和多值解判断,也不涉及迭代初值计算。该定位系统不仅能得到很高的定位精度,同时,作用距离可以很远,能较好地解决多雷达距离测量交汇定位问题。     

星间激光通信兼测距新技术研究

提出了一种用于小卫星编队飞行控制的星载激光通信兼测距机方案.该方案利用反馈式脉冲激光测距法,有效解决了传统脉冲激光测距法中存在的提高测距精度和缩短测量时间之间的矛盾.对该方案的原理进行了详细描述,给出了测距的误差分析,并提出了进一步提高测距精度的改进方法.     

激光测距机缺陷智能估计方法

激光测距机的缺陷易导致设备整体运行效率低,降低激光测距的准确度,为此准确估计激光测距机的缺陷十分必要。为提高激光测距机缺陷估计的准确性,提出一种激光测距机的缺陷智能估计方法,采集并分析激光测距机的运行主机与控制服务器的运行状态特征,采用数据驱动程序进行激光测距机的故障树状态引导,对激光测距机驱动程序代码中的缺陷信息进行语义连贯性监测,结合决策树模型实现对激光测距机的动态监测和缺陷自适应定位估计,根据激光测距机的驱动函数、代码以及状态变量等的逻辑性,采用语义连贯性分析和决策数据建模方法,实现对激光测距机的缺陷自适应估计,同时进行缺陷预测中的全局收敛控制,实现激光测距机缺陷智能估计。实验结果表明,采用该方法进行激光测距机缺陷的估计准确性较高,始终高于90%,且时间消耗较少,最低为1.2 s,提高了激光测距机的可靠运行能力。     

脉冲激光测距机距离计数器的分析

近距脉冲激光测距由于可不需合作目标,在军事及民用上有广泛的应用。提高测距精度是进一步发展激光测距的重要课题之一。在初步实践的基础上,本文对脉冲激光测距机的精度进行了一定的讨论,指出了闸门精度对测距误差可能产生的影响。并对300兆赫高速距离计数器的某些关键电路进行了一定的分析。     

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。     

多脉冲引起的测距正误差

脉冲式激光测距机的测距误差在距离计读数精度已定的情况下,一般取决于探测放大器的高端截止频率。即为较弱回波脉冲通过放大器后产生了较长的前沿时间,使回波脉冲的关门时间推后,因而使测距产生有限的正误差。不过这种误差较小,并且只有在探测距离较远时比较明显。在地炮近程激光测距机中,距离计精度为正负5米,放大器的高端截止频率约为10mc,对距离为7101米的靶板检验,百分之九十以上的机子其实际测距误差在-1～+9米的范围之内。其中距离计显示出最多的数为7105米,次之为7110和7100两个数。     

基于CCD的激光测距机光轴平行性检测

提出了一种利用CCD器件检测激光测距机光轴平行性的方法,利用CCD和图像采集卡组成的图像采集系统对激光测距机瞄准系统十字分划像和发射的激光光斑进行采集,通过图像处理技术对采集到的图像进行处理,并确定激光光斑中心和十字分划中心坐标,即可获得激光测距机的光轴平行性误差.该方法能够实时、定量地检测光轴偏差,检测精度高,操作简单,有效地解决了传统方法只能定性地估算误差,人眼主观判断误差较大等问题.     

激光测距机测程指标的拟定及测试方法

根据激光测距机对漫反向目标的测距方程,分析了激光测距机测程与背景噪声之间的关系,并对目前普遍存在的激光测距机测程指标与其实际测程不符的问题进行了深入探讨,最终给出了拟定及测定激光测距机测程的一种新的有效方法。     

低信噪比下机载平台多脉冲激光测距机目标回波降噪算法

针对远距离飞机目标,机载多脉冲激光测距机通常采用数字化处理体制,影响其测距精度的因素包括发射激光脉冲宽度的距离分辨率、大气传播及目标反射特性造成的波形展宽、回波信号接收处理通道的非线性相频特性等。数字化采样率、回波信号降噪、目标峰值点位置估计等数字化处理过程引起较大的目标距离定位误差。提出了基于经验模态分解（Empirical Mode Decomposition,EMD）和重构的回波降噪方法,首先对脉冲激光目标回波波形进行建模,然后分析了现有数字化回波降噪算法的性能及其对定位精度的影响。实验结果表明,所提方法可以准确提取目标峰值点位置,改善激光测距机的目标定位精度。     

激光测距机的现场校准

针对激光测距机在军事及民用领域的应用及其现场较准的实际需要,本文提出了用于激光测距机主要参数现场校准的技术方案,该装置主要是以电路脉冲周期和光速的乘积作为长度基准,来校准激光测距机的最大测程,盲区,最淖可分辨距离,束散角和重复频率等主要参数。     

激光测距距离信息处理装置

近年来,越来越多的火控系统配备了激光测距机。但目前多数火控系统都采用模拟指挥仪,因而要求激光测距机给出连续模拟量的距离信息,此任务就由距离信息处理装置完成。距离信息处理装置实质上是一个目标距离采样系统。当它依激光重复频率完成目标距离测量时,实际上起着距离采样器的作用。它把目标在飞行过程中连续变化的距离信息抽样成一系列的数字距离值(数字序列);当它对数字距离信息进行插值外推处理并经数模变换为连续量距离信息时,实际上起着距离保持器的作用。它把采样序列恢复为连续信号。     

基于激光测距的船舶防撞定位系统设计

介绍一种基于激光测距的船舶防撞定位报警系统的设计原理,给出了系统的硬件设计和程序设计方法.在船舶上合理布置激光测距传感器,利用反射激光测量待测距离.实时自主的监测目标船舶与周围船舶的距离和方位.当进入待测领域的船只与目标船舶达到设定的安全距离时,实现声光报警,避免船舶相撞.由于整个系统的经济性和精确性,适合中小船舶的需求.     

用于远程激光测距机的板条激光器

研制了用于远程激光脉冲测距机的板条激光器。使用半导体泵浦的MOPA激光结构实现了大于250 mJ的脉冲激光输出,输出脉冲宽度为12.83 ns,最终输出激光光束束散角为0.18 mrad。该激光测照器可应用于远程激光测距。对激光测距机的测距与照射能力进行了理论计算与分析。理论分析表明,应用于机载平台时,该激光测照器能够实现50 km距离的激光测距。该型激光测距机具有测距距离远,重量轻,结构紧凑等特点,具有广泛的应用前景。     

测距机位置误差条件下交会定位改进算法研究

起降引导系统进行岸基标校时,由于甲板变形,布设在甲板上用于进行目标定位的激光测距机位置无法精确获得,存在位置误差,会严重影响目标定位性能。针对这个问题,提出了一种混合定位算法,该算法将非线性方程线性化,得到最小二乘解,然后综合考虑测距机位置误差和测距误差,将误差分量分离后利用加权最小二乘法得到目标位置次优解,以此次优解作为泰勒级数展开法的迭代初值,进行迭代运算,最终得到定位结果。将该混合算法与约束总体最小二乘法及CHAN算法进行仿真对比,结果表明,该算法可靠性更高,定位精度在较高噪声的条件下仍能接近CRLB。     

激光测距机的测距能力与距离波门

分析了决定激光测距机测距能力的因素;给出了测距机的信噪比与距离波门之间的定量关系;说明了波门大小的选择原则和距离波门在舰用光电跟踪仪中的滤波作用。     

库德光路光束指向稳定性分析

库德光路光束指向稳定性是保证激光测距机光轴指向精度的关键因素,通过坐标变换建立了一种可以从空间角度表征光束指向稳定性的动态方法,解决了大型激光测距机库德光路系统误差对光学系统影响的问题,将库德光路系统误差与光束指向有机地结合起来,以某地平式激光测距机为研究对象,建立了库德光路光束指向的动态误差模型。将CCD 固定在库德镜5 的安装接口处,并与图像采集卡组成图像采集系统,直接对库德光路激光光斑进行采集,获得了精度较高的光束指向动态误差数据。利用实测数据对光束指向的动态误差模型进行了最小二乘拟合,由此标定出了该设备库德光路光束指向的动态特性,为设备系统误差的修正工作奠定了基础。     

基于激光测距传感器的铁轨测距系统

介绍了基于激光测距传感器的铁轨测距系统的设计原理。采用DLS-A15型激光测距传感器作为距离检测设备,实现对铁轨之间距离的检测及显示。在设计过程中,给出了系统的硬件设计原理及程序设计方法。用DLS-A15型传感器进行测距时,主、从单片机利用RS232C串行通讯向传感器同时发测距命令,传感器接收此命令并对被测铁轨发射一束激光,铁轨反射回的激光信号被传感器转换为序列信号,然后再经RS232C串行通讯返回给AT89C52接收。主、从单片机利用并行I/O口进行通讯,主单片机将接收的正确数据与从机送来的正确数据相加后再加上激光测距传感器之间的固定距离,即为铁轨的检测距离。该铁轨测距系统已经试用。实践表明该铁轨测距系统具有测距速度快、准确度高、易于实现等优点。     

三星座对海面辐射源定位算法及定位误差计算与分析

首先介绍了利用三星座对海面辐射源目标测时差定位原理，给出了定位方程组；接着介绍了该定位方程的解法一牛顿迭代法；并通过反推运算验证了该解法的正确性；同时给出了在求解该定位方程组时所需迭代初值的方法，并通过实例验证了其可行性，能够满足该方程组求解对迭代初值的要求。最后计算了定位误差，并比较了各测量误差对定位误差的影响；分析了影响定位误差的因素。     

基于对称小波降噪及非对称高斯拟合的激光目标定位

针对数字体制机载多脉冲激光测距机信号处理算法引入测距误差的问题,提出减少脉冲激光回波波形失真的降噪算法以及改善激光测距精度的校正措施,可用于脉冲激光目标的精确定位。结合数字体制多脉冲激光目标检测过程分析数字信号处理算法引入的测距误差,指出信号采样率限制了目标定位的距离分辨率,低通滤波环节的非线性相频特性是造成波形失真、峰值点偏移的主要因素。然后,针对这些问题给出了改善多脉冲激光目标定位精度的具体算法:基于对称小波基实施回波信号小波分解,利用改进Donoho阈值处理小波系数,用以减小重构目标波形峰值点位置的偏移;采用差分组合函数搜索目标回波的峰值点,基于非对称高斯脉冲模型进行高采样率拟合,对峰值点位置加以校正,改善定位的精确性。通过仿真选取合适的小波基,对比不同算法信噪比改善及峰值点定位的性能。在室外高塔开展消光比激光测距实验,结果显示信噪比为1.5的激光目标定位精度小于2m,验证了多脉冲激光目标精确定位算法的性能。