采用掩模板制作的光纤布喇格光栅传感器

光纤布喇格光栅(FBG)是国际上光纤传感技术研究的前沿热点。在恶劣环境下对复杂结构进行变形和健康监测，具有波长编码等明显的其他传感器所没有的特点。将由光纤光栅组成的阵列埋入结构材料内部，可用来监测桥梁、大坝、重要建筑物以及船体、航天器内部的温度、应变、压力及材料结构状态的变化。该文介绍了采用掩模板制作光纤光栅传感器的原理和方法，分析了采用相位掩模法制作的分布式光纤布喇格光栅传感器的灵敏度等测量性能和噪声的随机过程特性，从而为其在船舶结构变形测量技术中的应用提供了科学依据。     

船用星敏感器姿态测量误差建模与仿真分析

为提高船用星敏感器姿态测量精度,对星敏感器船体姿态测量误差模型进行了理论分析。首先针对船用星敏感器的使用环境构建了船用星敏感器观测模型,然后推导了基于角度测量的船用星敏感器误差模型,最后仿真分析了星敏感器地平滚动角测量误差、安装角度对船体姿态测量精度的影响。误差模型与仿真结果表明,星敏感器地平姿态测量误差、安装角度标定误差以及安装布局等是影响船体姿态测量精度的主要因素,其中当星敏感器地平滚动角测量误差为100″时,船体姿态测量误差最大可达112″;安装布局对船体姿态测量精度有一定的影响,其中船体姿态测量误差随安装方位角的变化而呈周期性振荡趋势,纵摇测量误差随安装仰角的增加而增大;当星敏感器沿艏艉线方向安装时,航向测量误差随安装仰角的增加而增大,当沿垂直于艏艉线方向布局时,横摇测量误差随安装仰角的增加而增大。     

捷联惯导海上测量方案的确定方法

详细讨论了捷联惯导海上测量中航次的确定、航路设计、船体运动状态确定、数据合理性检验方法等。该方法可提高捷联惯导海上测量的质量和效益、缩短测量周期，具有重大经济效益和广泛的推广应用价值。     

捷联惯导海上测量方案的确定方法

详细讨论了捷联惯导海上测量中航次的确定、航路设计、船体运动状态确定、数据合理性检验方法等。该方法可提高捷联惯导海上测量的质量和效益、缩短测量周期，具有重大经济效益和广泛的推广应用价值。     

基于MLE算法的海上角度交会测量方法及其精度分析

针对我国现有测量船单站REA测量体制精度相对较低的问题,提出了基于光电经纬仪的海上角度交会测量方法。介绍了角度交会测量原理和设备布站原则,构建了AE-AE异面交会测量系统,设计了基于MLE(Maximum Likelihood Estimation)算法的海上角度交会测量算法和船摇修正方法,仿真分析了船体姿态测量误差、设备测角误差以及站址定位误差等的影响。仿真结果表明,站址测量误差是海上角度交会测量的最主要误差源,船体姿态测量误差和设备测角误差对海上角度交会测量精度有一定的影响,当船体水平姿态测量误差优于20″、航向测量误差优于30″、设备测角误差优于20″、站址测量误差优于1 m时,海上角度交会测量精度可达1 m。该法解决了动态条件下的飞行目标高精度测量技术难题,为后续工程设计奠定了基础。     

基于陀螺仪和加速度计的帆船运动姿态测量

针对帆船运动姿态监测的需求,设计并实现了一个基于微机电系统(MEMS)陀螺仪和加速度传感器的运动姿态实时测量系统。多传感器的数据融合,实现了姿态测量高准确度的要求。应用陀螺仪传感器监测船体姿态角度可避免因船体变速运动而导致的测量偏差;利用加速度传感器测量数据可有效消除陀螺仪的漂移误差和累积计算误差;采用加权时变的卡尔曼滤波作为数据融合方法有效地提高了姿态角度测量的精确度和稳定性。该方法已成功应用于Laser帆船运动姿态实时测量系统中,测量精确度达到了±1°。     

大型结构高精度三维动态变形测量应用进展

大型结构全周高精度三维动态变形测量对大型或超大型结构的力学性能研究有着重大意义。三维数字图像相关作为一种结构简单、非接触、精度高的全场变形测量技术，可以为大型结构变形测量提供有效的测量手段。首先介绍三维数字图像相关测量的基本原理。在大型结构多相机全周变形测量方法中，将介绍大尺度散斑制作、大视场三维标定、多相机系统坐标统一、相机外参实时标定等关键技术的研究工作。最后，针对土木工程领域与航空航天领域的实际需求，介绍大型结构高精度三维动态变形测量的应用，包括盒式结构地震模拟振动台试验测量、悬索穹顶结构连续坍塌试验全周高速变形测量、运载火箭舱段荷载试验全周变形测量。大型结构全周高精度三维动态变形测量将为大型建筑结构抗震性能分析、大型结构力学建模和破坏机理研究提供可靠的实验分析手段。     

GPS航姿系统研究

ＧＰＳ载波相位相对测量精度能精确到毫米级，利用ＧＰＳ测飞机的航向和姿态可以达到较高的精度，但由于飞机的弹性变形，会给航姿测量带来较大的误差。首先阐述了载波相位双差测量航向和姿态的原理，应用最小二乘估计解算基线矢量。然后详细分析了机体弹性变形对航姿测量的影响。并应用卡尔曼波器对弹性变形量进行估计。     

实时全息图的自动计算

用Ａｒ激光器作光源，光导热塑料作记录介质ＣＣＤ－－微机系统作探测器，从理论和实验上研究了三个干涉图法的实时全息图的自动计算。该工作不但可以再现被测物体变形的二维等高线，也可以现现其三维变形表面，从而实现变形物体的三维测量，作为实例，测量了压力鼓的变形。     

抽样对FTP测量精度的影响

针对变形结构光场的离散性态，分析了抽样对Ｆｏｕｒｉｅｒ变换轮廓术测量精度的影响，提出了实际测量中抽样数选择的判定依据，弥补了基于变形结构光场连续分布的ＦＴＰ理论的缺陷，计算机模拟实验证明了结论的可靠与可行。     

变形监测网测量自动化的信息通讯系统

主要介绍了变形监测网测量自动化信息通讯系统的实现。介绍袖珍型电脑及近年的新产品汉字幕上型电脑与各类电子测量仪器之间的信息通讯系统，以及与各类微机之间的信息通讯系统。使用上该通讯系统。可实现用电子计算机控制各类电子测量仪器，将现场测量数据实时传送给计算机处理，达到快速高精度获取监测变形量，从而实现了变形监测自动化。该项研究成果已应用于长江三峡工程，黄石大桥以及清江滑坡等大型工程。     

数字散斑相关技术及其应用

在一些特殊的全场变形测量场合中引入了数字散斑测量技术,即利用材料表面散斑点的随机分布模式来测量变形。本文利用数字散斑相关技术研究了固体炸药的破坏模式,测量了预制裂纹尖端附近的变形分布,表明裂纹对尖端位移分布有显著影响。在电子封装结构的热变形分析中也引入了数字散斑相关技术,测量了封装结构中焊点附近区域的变形分布,显示出在焊点位置产生了由热变形不协调引起的变形梯度的高度集中。结果表明数字散斑相关技术在材料和结构的全场变形测量方面具有良好的应用前景。     

基于双星敏感器的船体姿态测量系统设计

提出了一种基于双星敏感器的船体姿态测量系统。本系统采用两台大视场高精度CCD星敏感器,一台指向船艉,一台指向左舷,组合定姿达到提高横摇角测量精度的目的。选用TH7888A作为CCD传感器,成像后经实时图像处理器提取星点目标位置、灰度信息传给数据处理计算机,通过星图识别、姿态确定获取地心惯性坐标系下视轴指向,经岁差、章动、极移、船位、蒙气差等修正,获得惯导地平系下姿态矩阵。依据标定的星敏感器与甲板坐标系安装矩阵,解算船体姿态角,将两台星敏感器解算的姿态角进行融合,达到获取三个高精度船体姿态角的目的。实验表明,该系统航向、纵摇及横摇测角精度分别达到8.46″、7.16″及5.11″,测量精度高、自主性强且能不随时间漂移。     

红外传感器在飞轮强度实验中的应用

介绍了红外传感器在飞轮强度实验中动态测量飞轮主体部分轴向微小变形的应用。在电涡流传感器无法适应的强电磁干扰的环境里，使用红外传感器代替，利用红外传感器对物体表面黑度的敏感特性测量微小变形，取得了很好的效果，为进一步研究飞轮的强度和破坏机理提供了重要的实验参考。     

利用灰度图减小Fourier变换轮廓术的频谱混叠

本文利用常常被人们忽略的灰度图中包含的频谱信息来减小零频分量对基频分量的影响。先记录一帧被测物体灰度图，然后投影正弦条纹到被测物体表面，记录变形条纹图。在对变形条纹图进行处理以前，先从变形条纹图中通过灰度图消除非均匀反射率对变形条纹的影响，得到均匀的变形条纹分布。文中给出的理论分析和实验结果可以证明：该方法可以限制零频分量的扩展，提高了FTP测量范围和精度，且测量系统简单，无相移装置。     

雷达天线实时变形测试系统

提出了通过加速度传感器来建立雷达天线阵面工作变形的实时测量系统，该系统避免了激光测量法中基准不稳定影响测试精度，和采用位移传感器直接测量无法消除基础位移等问题，并通过试验测试验证了频域数字积分的精度，解决了测试数据通过高频汇流环进行数据实时传输等问题，为实时把握天线阵面变形对电性能的影响和改进天线阵面的结构设计提供了科学依据。     

某雷达天线扫描器转动锥体的动态测量与分析

对任何高速旋转的转运输本，要对其进行动态的变形量测量，通常是比较困难的。我们利用一种光纤传感器设备，对某雷达天线扫描器转动锥进行动态测量，获得了成功。在此就其测量原理和测量结果的分析介绍给大家。     

爆炸冲击的激光多普勒远距离测量技术的研究

利用激光多普勒效应和数字信号处理方法,获取爆炸冲击过程中的高速变形参数,以此作为对爆炸强度分析的依据。根据爆炸变形的特点,设计了外差式纵向激光多普勒测量系统,提出了相应的数字滤波和频谱分析的信号处理方法,实现了爆炸变形的动态测量。系统测量的位移量程为±30mm,速度量程为-10~+20m/s,测量距离为4.5m。与振动台的试验对比,位移测量相对误差小于1%。给出了圆筒钢制爆炸容器在300gTNT当量炸药爆炸过程中弹性变形的测量结果。     

基于稀疏表示的船体检测方法研究

为进一步强化航道安全，解决海事CCTV人工值守、非自动化问题，提出了基于稀疏表示的船体检测方法。利用稀疏表示实现对船体的检测时，首先构建样本特征矩阵，然后利用K-SVD算法对样本特征矩阵进行学习，得到冗余字典，最后对测试样本进行重构，根据马氏距离判断测试样本属性。通过与传统方法的试验比较，实验结果表明，该算法实时性好、检测准确率高，可以很好地对CCTV视频监控的船体进行检测与跟踪，解决CCTV人工值守、非自动化问题，节省大量人力资源。     

自动化测量技术的研发与应用

在各项工程的变形自动化监测方面,测量机器人慢慢成为人们首选自动化测量技术设备。文章综合国内外已有的测量系统所具有的优点,并通过对用户需求的调研分析,提出并自主研发了一套集自动变形信息采集和变形信息动态管理于一体、操作简单、自动化程度高的测量系统。