快速光束控制传感器组在靶场跟踪试验中的应用

1.ROBS性能概述快速光束控制(ROBS)传感器引入了摆动主镜曲率中心概念。ROBS望远镜的设计任务是完成远距离跟踪和覆盖较大的凝视视场。用于这一目的传统的光学望远镜转动惯量相对较大,限制了其在大角度情况下较快地(如1s以内)进行重新瞄准和重新稳定视场的能力。ROBS通过使次镜围绕主镜曲率中心旋转解决了这一问题。摆动次镜安装在轻量管状支架上,     

瞄准线稳定和跟踪系统

应用现代控制理论设计瞄准线稳定和跟踪系统。稳定回路采用ＬＱＧ／ＬＴＲ方法设计,跟踪回路采用卡尔曼滤波辅助跟踪。现代控制理论和计算机相结合,可以显著提高瞄准线稳定和跟踪系统的性能,并对瞄准线稳定和跟踪系统的主要部件作了简要介绍。     

电视导引头瞄准线两轴稳定控制系统

本文在提出了导弹系统对导经头的要求之后，提出瞄准线两轴稳定控制方案，给出了电视导引头瞄准线稳定控制回路框图及电视导引头瞄准线稳定控制方案的工程实现方法。同时为提高瞄准线两轴稳定控制精度，采用瞬时角位置记忆外推跟踪算法，进行超前控制，最后给出了试验结果，说明了方案和跟踪算法模型是可行的，稳定控制技术指标是先进的，在弹载，机载，舰载电子设备中有广泛应用前景。     

高斯光束聚焦光学系统研究

研究了高斯激光经过失调望远镜系统聚焦的特点。通过改变失调望远镜系统两透镜间距获得不同距离处的小光斑,推导出了它们之间的关系式,为聚焦参数的计算提供了方便的计算依据。分析了工程应用中应考虑的失调望远镜系统的装配尺寸的限制和装调误差影响等问题,提出了在确定的聚焦要求下,选择聚焦光学系统参数的方法。     

云南天文台1.2m望远镜61单元自适应光学系统

云南天文台1.2 m望远镜61单元自适应光学系统已经完成升级改造并投入使用.该自适应光学系统主要由倾斜跟踪控制回路、高阶校正回路以及高分辨力成像系统组成.为了提高系统的跟踪精度,倾斜跟踪控制回路由两级倾斜校正回路串联而成,用于校正望远镜的跟踪误差和大气湍流引起的倾斜跟踪误差.高阶校正回路主要由一套哈特曼波前传感器、一块61单元变形反射镜以及一套高速数字波前处理机组成.系统中哈特曼波前传感器的工作波段为400～700 nm,系统成像波段为700～900 nm.在介绍61单元自适应光学系统各组成部分的基础上,对该系统的性能进行了分析,并给出了实际天文恒星目标的高分辨力自适应光学成像观测结果.     

图片报道

空军技术人员调准用于NKC-135机载激光实验室的机载瞄准跟踪转塔/望远镜。用以对准瞄跟器的激光束通过该系统，并用一束控系统瞄准。……     

双机之间激光通信ATP技术研究

机载激光通信系统中,激光光束的对准是通信能否进行的关键,采用ATP(捕获、跟踪和瞄准)技术来解决两机光端机的对准问题。主要进行了两机之间信标光捕获方法研究以及对跟踪和瞄准光学系统进行设计。给出了具体计算的原理方法和数学模型,同时对ATP系统的跟踪和瞄准精度指标进行确定。     

1m太阳望远镜光轴变化检测与改正

针对1m太阳望远镜主光学系统光轴与其光电导行系统光轴在望远镜跟踪过程中的相对变化对光电导行跟踪精度的影响,从望远镜的光机电系统结构出发,分析了光电导行闭环跟踪时光轴变化引入的跟踪误差变化规律,提出了光轴变化的检测方法。经过实测表明,光轴的最大相对变化是46″,且变化只与望远镜指向的高度角有关,与望远镜指向的方位角无关,结构重力变形是引起光轴变化的主要因素。在光电导行系统中引入光轴变化的软件修正模型来改善光轴变化引起的光电导行闭环长期跟踪误差。     

大型光束定向器控制系统

1996年Contraves Brashear Systems公司,(CBS)接到一制作两用途光机系统的任务,即一望远镜目标跟踪光学输入设备,同时作为激光束定向聚焦机构。这种定向、跟踪、光束定向系统的关键部分是一大型、快速、高精度、低抖动的多轴万向架和同时具有目标跟踪和光束定向功能的控制系统。满足这些要求的望远镜、万向架及控制系统称之为光束定向系统(Beam Director Assembly,BDA),由CBS设计制造并于1998年1月交货。     

卫星激光测距中光束亮度的偏振影响及应用

卫星激光测距(Satellite Laser Ranging,SLR)常利用激光大气后向散射所形成的图像来引导光束指向,而光束图像亮度随天区变化的现象在SLR站普遍存在,影响了激光对卫星的瞄准。以中国科学院上海天文台现有SLR系统为研究平台,阐明了该现象的成因,即光束图像成像光路中分光镜的效率会随偏振方向改变而变化。据此提出偏振方法,通过建立出射激光偏振方向随望远镜位置变化模型,改变发射光路中新引入半波片的角度,实现了光束图像于不同亮度的实时控制。相比使用消偏振分光镜的方案,该方法具有应用灵活、系统简单且成本低的优势,研究成果在提高激光对卫星的瞄准精度及星象图像信噪比等方面具有重要意义。     

目标跟踪的方法和装置

本发明讲光学目标跟踪系统。具体地说,是在反射激光光束的基础上,利用光学系统将目标象投影到光敏探测器上。获得指向用的控制信息取决于探测器表面上目标象的位置。与探测器表面相比较,当在其表面的清晰目标象至少小一些的时候,用使目标象模糊来增大目标图象的面积,例如,使探测器平面移动,离开光学系统的象平面,就能增大目标象的面积。     

CAN总线在粗精复合控制跟踪扫瞄系统中的应用

粗精复合控制的光电跟踪扫瞄系统是一个高速、高精度、高可靠性的跟踪瞄准系统,能实现大范围的跟踪和瞄准。文中对其基本原理、总体结构及工作过程进行了介绍。针对该跟踪扫瞄系统是一个多轴结构的系统,提出一种基于CAN总线的总体控制方案,并设计了控制方案的CAN总线结构。采用TMS320LF2407 DSP作为节点控制器,设计了CAN总线结构中的节点控制回路。     

光学目标跟踪和指示系统(摘译)

一种光学瞄准系统包括:瞄准装置(10),由稳定反射镜(12、14)、激光指示器(24)、激光测距机(26)、共用光学系统(16)、电视光学系统(20)及电视摄像机(22)组成;控制板(50),由手控旋扭(52、67、79)、距离、方位角及俯仰角显示器(75、76、77)、伺服控制电路(56)及光强/视场控制电路(58)组成;显示器(60),由电视跟踪器和视频电路(54)组成.目标可用手调定位并由电视跟踪电路(54)自动跟踪.目标距离可用激光测距机测量并用激光指示器(24)的光斑照射目标,以便能用制导火炮攻击目标.瞄准装置是利用光学平台(11)将其各个部件组装在一起的,其重量很轻,可安装在直升机旋翼平面上方的主轴(5)上.     

用激光点光源调整光学系统

本文以应用激光点光源调节内调焦望远镜光学系统为例，说明这种简单，快速、精确的调整方法。用一低功率的氮氖激光器，通过调节，把从被调仪器物镜组表面反射回来的干涉环投影到光屏中心的小孔上，然后安装分划板，使分划板上的十字线中心处于物镜组的光轴上。该方法使用的仪器最少，直观、准确，还可用于其它聚焦或不聚焦光学系统的调整或检验其同轴情况，也可用于多棱镜光学系统的调整。     

自适应模糊奇异摄动控制在航天器中的应用

带挠性附件航天器可以用含小摄动参数的多时标非线性系统进行描述,而目前的控制方法大多针对多时标线性系统,要求模型精确已知.为解决存在不确定性的带挠性附件航天器的跟踪问题,提出一种基于模糊奇异摄动模型的自适应控制器,采用鲁棒控制和自适应控制理论相结合的方法进行设计,由反馈项、自适应项和鲁棒控制项组成,反馈项的增益采用线性矩阵不等式(LMI)方法求解,自适应项用于减小系统的跟踪误差,鲁棒项用于保证系统的闭环稳定性.稳定性证明采用Lyapunov合成方法完成.该控制器适用于模型带有不确定性的多时标非线性系统的跟踪控制.由于采用了自适应方法消除系统不确定性,能够减少鲁棒控制方法带来的保守性.在带挠性附件航天器的跟踪控制中的应用验证了其有效性.     

星载激光雷达系统杂散光分析与抑制

针对全球范围CO2浓度和气溶胶检测的星载激光雷达系统的可行性进行研究。由于大气后向散射信号很弱,故星载激光雷达对杂散光很敏感。激光雷达系统由Ritchey-Chretien接收望远镜、多波段中继光学系统以及光电探测系统构成,因此,相比于传统成像光学系统,其杂散光的分析与抑制技术得到改进。对光机结构建模,基于杂散光来源分类和大量光线追迹,提出了一种位于激光雷达后光学系统中,而非接收望远镜中的杂散光抑制方法。仿真结果表明,位于后光学系统中准直器镜筒上的挡光环极大地抑制了杂散光。因此,可以舍去接收望远镜上的挡光环。     

激光光学

由吕百达同志编著，四川大学出版社1986年出版的〈激光光学〉一书，共十章。前五章介绍了激光光学的基本概念和基本理论。阐述了矩阵光学、高斯光束、菲涅尔-基尔霍夫衍射理论等基础内容，并将这些理论用以研究光学谐振腔以及激光通过光学系统的传输和变换规律。作者阐述的物理概念清晰准确，探入浅出并富有启发性，理论表述简捷，注意了理论结果的物理解释以及与应用方面的联系。在取材方面，增加了一些很有实用价值的章节，如多程反射室、高斯光束通过调焦望远镜和失调望远镜系统的变换规律、高斯光束参数的实验测量、非稳腔锋．其中有些章节就是作者的科学论文。     

基于空间光调制器的双目标同步光束跟瞄系统

传统的光束偏转技术由机械装置实现，然而机械装置具有机械惯性，会导致光束抖动。基于液晶空间光调制器（LCSLM）的新型光束偏转技术不仅能够克服机械惯性的缺陷，而且能够实现单光束输入、多光束输出，无需使用多个装置即可同时控制多光束偏转。为了实现多目标的光束跟瞄，本团队提出了一种基于多光束生成方法的多目标同步跟踪和瞄准方案，该方案将相机作为位置探测器，并使用LCSLM偏转光束对目标进行跟瞄。此外，本团队设计并搭建了双目标的同步光束跟踪和瞄准实验系统，当目标分别以2、3、4、5 mm/s的速度移动时，光束跟瞄的测量均方根误差分别为2.7045、5.6014、8.3823、11.9011μrad。此双目标跟瞄系统有望应用于激光通信网络的双光束跟踪中。     

基于FPGA的空间太阳望远镜图像相关算法实现

两维图像相关跟踪是空间太阳望远镜1m光学系统达到0.1″分辨率关键之一.介绍了基于FPGA实现SST相关算法的方法,如2×2矢量基蝶形FFT、模块化结构、两级状态机、动态块浮点、并行流水时序等.20MHz下32×32图像相关算法在XCV800芯片上实现仅713 微秒,像元拟合精度优于1/50.     

层析法可改进对星体的观察

由于有了装在大型地基望远镜上的自适应光学系统，天文学家就有分辨率可接近哈勃太空望远镜的仪器，而其收集的光则远多于后者。例如，Keck10m望远镜收集的光为2.4m哈勃望远镜的16倍，用自适应光学现在可以分辨0.034弧秒。这些系统依靠待研究天空区内或附近的明亮导星，它可以测量及校正大气湍流导致的波前误差。有时碰巧会有一个感兴趣的天文物体既有足够的亮度，视角尺寸又足够小，可用作其导星。然而一般的自适应光学系统存在两个问题：其一是，它们只能很好地校正导星周围的一小片天空；其二是因为足够亮的导星极少，距离望远镜又极远…