一种新型大尺寸长度校准装置的研制

介绍了一种新型的大尺寸长度校准装置,该装置解决了激光干涉仪等高精度大尺寸长度测量仪器的实验室校准与溯源问题.通过采用三路相干光进行测长,根据两辅助光路与主光路的测长偏差计算阿贝角,实现了阿贝误差的实时补偿.利用标准双频激光干涉仪测试了阿贝误差的补偿精度,35 m测量范围内的比对误差小于±3μm.测量精度达到了单光路同轴测量的水平.     

一种针对频率扫描测量系统的信号处理方法

设计了一种针对频率扫描绝对距离测量系统的信号处理算法。该系统采用基于电流调制式的频率扫描方法,利用一个比对干涉光路与一个测量干涉光路进行同步测量。两路扫描干涉信号分别由两个光电探测器进行光电转换,作为绝对距离计算处理的输入信号。分析了测量系统的原理与扫描干涉信号的特点,应用两步差分卷积算法进行信号处理,提取的比对光路与测量光路的周期或频率信息进行绝对距离测量。分析了该算法的周期计算误差。实验验证这种方法具有较大的计算优势。     

An initial alignment technique for strapdown inertial navigation systems based on large misalignment angles

针对捷联惯性导航系统( SINS)大失准角初始对准情况下非线性模型线性化导致模型不准确和影响对准精度的问题,设计了一种基于最小二乘支持向量机( LS-SVM)的大失准角对准算法.该方法采用基于加性四元数误差( AQE)的大失准角误差方程,采用简化的无迹卡尔曼滤波器(UKF)来模拟LS-SVM训练样本.捷联惯性导航系统和全球定位系统(GPS)的速度和位置误差作为LS-SVM的输入样本,简化UKF得到的失准角经小波去噪后作为输出样本.LS-SVM算法采用交叉验证法选择最佳的核函数参数.仿真结果表明,在大失准角下LS-SVM算法在对准时间和对准精度上与简化UKF和EKF相比均表现出较好的性能.     

基于光路折叠的室内基线场误差分析方法研究

为了有效开展长距离光电测距类仪器的室内检定工作,在50m高精度导轨上利用1组平面反射镜进行光路折叠,搭建了100m室内基线场。对基线系统的测量误差进行了分析,考虑各项误差的调整精度,将误差分析结果应用到实际光路调整过程中,分析得到对基线长度影响更显著的误差量,并对其进行了控制和调整,提高测量光路的平行性调整精度,最后选择双频激光干涉仪作为长度基准开展验证实验。实验结果表明:通过光路折叠方法可以实现2倍光程倍增,基线系统的精度较高,可进行连续测量,有效地解决了室内基线建立过程中所存在的检测效率低、可重复性差等技术问题。     

一种减小加速度计重力法标定中安装误差影响的方法

针对加速度计重力法标定中由安装误差引入初始失准角的问题。提出了一种基于非线性最小二乘拟合法的修正模型,并通过重力法静态标定装置对修正模型进行实验验证。实验结果表明,修正模型能准确标定出初始失准角参数,减小加速度计重力法标定中安装误差对标定结果的影响。     

脉冲自触发高精度测距技术的设计与实现

介绍了把脉冲自触发技术与双光路误差模型应用于激光测距系统，从而完成精密距离测量的一种测量技术。探讨了将脉冲自触发技术、恒比值时点判别技术以及光路系统误差修正技术相结合而实现的高精度时间测量的测量原理与实现，并根据实验结果进行了定性分析。     

五自由度运动误差测量系统关键技术研究

设计了一种基于激光准直原理的运动平台激光五自由度运动误差测量系统,该系统基于双平行光束的准直原理对水平直线度、垂直直线度、偏摆角、俯仰角和滚转角误差进行同步测量.进行了系统直线度、偏摆角和俯仰角误差测量核心器件参数的自标定,针对双光束难以调平影响滚转角误差测量准确度的问题,利用水平仪对滚转角误差进行补偿修正.对整套系统...     

光线弯曲对激光测量热钢板厚度的影响

以无热源大平面空气壁模型,用传热学理论计算了大平面热钢板附近空所的一维温度分布,从而得到了大平面热钢板附近空气的一维折射率分布。利用光线折射理论,求出了光线的传输路径和像点的偏离量。分析和计算表明：当钢板温度、测量角和测量距离等参数增大时,像点偏离值就随着增大。对于钢板激光测厚系统,采用单表面单光路时,光线弯曲引起的测量误差较大,并且基本不随测量厚度减小而减小。采用完全对称的双面双光路时,左右光路的像点偏离正好抵消,光线弯曲引起的测量总误差很小,而且随测量厚度减小而减小。     

Unscented卡尔曼滤波在捷联惯导系统初始对准中的应用

在四元数方法的基础上建立了一种非线性捷联惯导系统(SINS)误差模型.该误差模型无需对姿态误差角进行小角度假设.在该SINS误差模型中,采用四元数表示姿态矩阵,速度误差模型为非线性方程.为了对静基座大失准角SINS进行初始对准,通过对SINS误差模型进行简化,得到了适用于SINS静基座初始对准的误差模型.由于SINS误差模型中含有非线性方程,通过采用unscented卡尔曼滤波解决SINS的初始对准问题.对SINS静基座初始对准的仿真结果表明,unscented卡尔曼滤波能有效估计SINS失准角.     

红外测量系统动态测角误差分析

介绍了一种光电测量设备红外测量系统动态测角误差检测方法，该方法是通过将红外系统测量数据与主摄影系统测量数据相比对，并对红外系统与主摄影系统平行度进行了定点修正，且与主摄影系统动态测角误差合成后实现的，叙述了检测设备的组成、检测方法、数据处理过程及测量结果，这一检测方法适用于具有摄影系统的光电测量设备的红外系统和电视系统等其它分系统动态测角误差的检测。     

近红外漫反射式水果糖份含量的测量系统

基于近红外光谱技术而建立水果糖份含量的测量系统,主要包括FT-IR光谱仪、光纤漫 反射附件和数据采集卡。利用该系统对56个苹果糖份含量进行了预测试验, 结果为:标准校正误差为0.317,标准预测误差为0.487。该测量系统可以直接用于水果糖份含量的快速定量分析且预测精确度可达到95%。     

一种宽带光谱响应特性的测量方法

介绍了一种基于分束一步测量宽带（200nm-1750nm)光谱响应的方法。对该测量方法的基本构成、系统定标与校准、基本测量原理等问题均进行了详细分析。给出了实验测量结果，并与日本滨松公司的标准数据进行了对比，测量的平均绝对误差和平均相对误差分别为ε=1.37mA/W和εr=0.89%。理论分析与实验结果十分吻合。     

激光频率分裂测波片的误差分析和实验评价

本文讨论了利用激光频率分裂技术测量波片位相延迟的主要误差因素,并对其中激光器初始位相延迟和波片非对正引入的系统误差进行补偿.误差分析表明:系统对于多级波片的测量不确定度约为1.7',对于零级波片为0.8',然后针对系统性能进行实验评价,包括:比较波片沿激光轴线对正和倾斜时对测量结果的显著影响,以及测量波片通光面内不同点的位相延迟和波片光轴与其表面的夹角.根据实测结果,系统测量重复性和复现性优于0.02°,不确定度优于2',即约λ/10~4.     

脚型三维轮廓测量技术研究及系统实现

描述了一个基于光切原理的多CCD脚型三维测量系统，介绍了系统的测量原理以及扫功控制系统的设计。该系统采用三台CCD从不同角度采样脚型，对光带图像进行分割、平滑等一系列处理，通过坐标变换后获得了脚型完整断面轮廓数据。采用标准圆柱体对系统进行了性能测试，测量误差小于0．5％，实验结果表明该系统具有良好的实用性。     

高精度空气折射率测量系统设计与实现

针对商用空气折射率测量装置受到传感器采集性能和解算公式准确度的影响使得实际测量精度较低的问题,基于便携式多环境参数采集装置,设计了一套空气折射率测量系统,采集环境中的温湿度、大气压强状态信息,对3种折射率间接测量公式进行误差分析,并和商用环境补偿器进行性能对比。实验结果表明:在压强为100.17~100.21kPa,温度为21.1~21.9℃,湿度为45.9~58.0% RH的实验条件下,该测量系统的测量偏差比商用环境补偿器低2.69×10^-7。     

Error analysis for Mueller matrix measurement

The linear errors of Mueller matrix measurements are formulated for misalignment, depolarization, and incorrect retardation of the polarimetric components. The measured errors of a Mueller matrix depend not only on the imperfections of the measuring system but also on the Mueller matrix itself. The error matrices for different polarimetric systems are derived and also evaluated for the straight-through case. The error matrix for a polarizer-sample-analyzer system is much simpler than those for more complicated systems. The general error matrix is applied to null ellipsometry, and the obtained errors in ellipsometric parameters psi and delta are identical to the errors specifically derived for null ellipsometry with depolarization.     

基于环形激光陀螺调制输出的寻北系统

利用环形激光陀螺对角速度输入量具有较高灵敏度的特点,提出了一种新型的激光陀螺寻北系统,将一环形激光陀螺垂直安3 水平的恒速转台上,使输入轴与台面平行,通过测量地球自转角速度的向向分量,实现寻北过程,通过与其对称放的加速度计可以测量出由于轴系安装和系统调平引起的台面倾斜误差,从而对激光陀螺的数据出量进行补偿,同时采用单周期多位置采集技术和多周期重复测量的方法,有效地抑制了激光陀螺的测量噪声,最大限度地减少了随机误差和系统误差的影响,提出了系统的寻北精度,适合多种领域的需要。     

空间光学窗口的热光学灵敏度分析

在试验测点温度值的基础上，利用Zernike多项式拟合出玻璃表面的温度分布，对特定的周向、径向、轴向温差和温度水平，进行窗口外玻璃热弹性分析，把节点的热变形拟合为Zernike多项式并代入ZEMAX软件求得系统波前误差的RMS。分析结果表明，在温度变化相同时，窗口外玻璃的周向温差对系统波差影响最大。     

远红外光光栅光谱仪测量误差分析

采用平面闪耀光栅作为光谱元件的远红外光谱测量原理,分析了四种主要的重复性误差:光栅常数制造误差、零点标定误差、转角测量误差、入射光束与衍射光束的夹角测量误差。 并分别以112.5mm、40.05mm、25mm和12mm的四种闪耀波长为例,计算出了它们的误差传递系数曲线,根据误差传递系数对光谱仪进行误差分配,分析和计算表明:当光栅转角测量精度为1,光栅常数误差为0.5mm时,光谱仪可以满足l/100的波长测量误差要求和l/200的波长重复性测量误差要求。     

扰动跟踪控制系统设计与仿真

在 60 Nm间随机变化的扰动力矩作用于一个实际设备的控制系统时,对其引起的跟踪误差作了仿真分析。并在研究扰动引起的稳态误差、系统结构及和参数之间关系的基础上,设计了控制系统的扰动补偿器。对扰动补偿控制系统进行了仿真,结果表明,扰动补偿控制可以减小或消除风力矩扰动引起的跟踪误差。