嫦娥一号激光高度计在轨月球高程数据测量不确定度研究

对嫦娥一号激光高度计月球表面在轨高程探测数据进行了误差分析处理和不确定度评定研究。首先,选择了月海平坦地形区域的激光高度计高程数据;然后分析了主要的探测不确定度来源,建立了相应数学模型;最后采用了蒙特卡洛方法(MCM)进行了不确定度评定研究,给出了某些月海区域高程探测不确定度评定结果,并与测量不确定度表示指南方法(GUM)进行对比。研究结果表明:MCM评定方法与GUM方法结果基本一致;处理结果也能和其他月球探测结果进行对比研究,希冀对月球及空间环境有更多、更新的发现。     

基于数字高程模型的月海地貌信息重建

有效载荷激光高度计获得的高程数据描述了月球的真实地形地貌.依据中国科学院国家天文台发布的源数据进行DEM建模和数据预处理,提取坑谷状地形的地理信息,提出基点弥散方法,通过计算平面曲率寻找坑唇点,确定非规则边界月球坑搜寻的终止条件,对全月陨石坑进行了识别标定及特征参数计算.按照所得不同年龄陨石坑的统计分布规律,结合坡度坡...     

我国探月工程运载火箭选型问题探讨

"发展空间科学,开展深空探测"是我国近期（2010年前后）的航天发展目标之一,月球探测是实现我国"开展深空探测"的第一步。发射月球探测器（或卫星）选择适当的火箭型号显得尤其重要。文章从月球探测工程对运载火箭的基本要求着手,结合国外月球探测工程的经验和长征系列火箭的现状,提出了候选火箭及其改造方案,并且对月球探测三种运行轨道的优缺点和工程的可实现性进行了分析。从航天大系统工程整体化的角度,提出了用长征三号乙加上面级发射环月卫星,同时将上面级实现硬（或软）着陆作为首选方案,用长征三号丙发射探月器进入奔月轨道作为次选方案的建议。     

GPS浮标测高精度影响因素研究

海洋二号(HY-2)卫星高度计已在轨运行两年多,亟需深入开展海面高度定标工作,基于全球定位系统(GPS)浮标的高度计海面高度定标法是主要的定标方法。GPS浮标定标法的定标精度受到时间窗口、浮标姿态、温盐以及相位中心等因素影响。为了提高高度计海面高度GPS定标法的定标精度,本文对影响GPS浮标测高精度的主要因素进行了分析研究。结果表明,在充分考虑影响因素基础上自主研制的GPS浮标高程测量精度可以达到1 cm,满足高度计海面高度定标要求。     

海洋二号卫星雷达高度计测高误差校正算法及验证

影响星载卫星雷达高度计测高精度的因素很多,其中大气干对流层延迟、大气湿对流层延迟、大气逆压延迟、电离层延迟以及海况偏差直接影响海表面高度计算精度。本研究开展了海洋二号卫星雷达高度计上述误差修正算法研究,并利用国外较为成熟的Jason-1/2和Topex/Poseidon(T/P)卫星雷达高度计数据产品对海洋二号卫星雷达高度计使用的误差校正算法进行验证。结果表明,海洋二号卫星雷达高度计数据处理时使用的误差校正算法均可满足精度要求。     

GPS接收机检定中数据后处理关键问题研究

数据后处理是GPS接收机检定的关键环节，后处理结果直接决定着对仪器精度性能的评价。本文对数据后处理的关键问题进行了研究，包括高度角、数据采样间隔对测量结果的影响，数据时段的选取，残差图的使用和卫星干预等。这对于GPS接收机的检定工作和应用测量工作具有重要意义。     

月球探测辐射环境分析

扼要介绍了月球探测的辐射环境,分析了CE-1在轨探测的辐射环境数据,在此基础上,分析了月球辐射环境对探测器的影响,提出了后续月球探测辐射防护研究建议。     

弹载双波长输出激光高度计参数设计

采用雷达高度表的巡航导弹地形匹配导航系统易受电子干扰影响而失效.针对该问题,提出应用红外/蓝绿双波长输出的激光高度计代替雷达高度表进行地形探测的方案,该方案还可解决巡航导弹在跨海攻击时无法制导的难题.根据激光测高和测深方程及探测器输出信噪比计算公式,采用数字仿真的方法对高度计性能进行了评价.仿真结果表明,红外和蓝绿激光...     

海洋二号卫星3个主要载荷风速测量比较

海面风速对海洋中动能的转移、海气间物质和能量的交换具有非常重要的作用。海洋二号(HY-2)卫星搭载的雷达高度计、微波散射计和扫描微波辐射计均可以用来探测海面风速。区别是雷达高度计只能测量星下点风速,微波散射计可以得到宽刈幅的风场(包括风向和风速),扫描微波辐射计可获得宽刈幅的风速。为了更好地分析3个载荷风速测量能力,针对2013年9月19日"天兔"台风影响海域范围内的海面风速,比较了3种载荷的探测结果。结果表明,在小于20 m/s风速范围内,雷达高度计和微波散射计探测到的风速非常接近,标准偏差小于2m/s,而扫描微波辐射计测量的风速比另外两个载荷测量的风速大;在20～35m/s风速范围内,雷达高度计和扫描微波辐射计风速较为接近;在大于35 m/s的高风速区,只有扫描微波辐射计可以探测出风速,但其测量精度还需要进一步验证。     

HY-2A卫星雷达高度计设计及其在轨工作结果

海洋二号(HY-2A)卫星是我国第一颗海洋动力环境卫星,雷达高度计是HY-2A卫星的主载荷之一,发射入轨后仪器工作正常,并获得了大量有效的观测数据。该仪器在20 m有效波高条件下测高精度达到了4 cm,在4 m有效波高条件下测高精度达到了2 cm,其产品精度接近Jason-2卫星高度计。本文就HY-2A卫星雷达高度计系统设计和在轨初步结果进行论述。     

计量型激光椭偏仪初始入射角校准方法的研究

为保证计量型激光椭偏仪测量结果的准确性,研究了一种初始入射角校准方法,通过线性位移台带动CCD相机进行一维运动,其运动轴作为空间线性辅助参考量,实现了椭偏仪的入射激光光轴与自准直仪光轴的90°校准。结果表明:采用该方法校准计量型激光椭偏仪的初始入射角,光轴俯仰角偏差＜0.05°,偏摆角偏差＜0.09°;校准后,对标称值为102.10nm的Si上SiO₂膜厚标准片进行测量,示值误差＜0.4nm,提升了计量型激光椭偏仪测量校准服务的准确性。     

复合材料可靠性设计的小子样系数法

对试验数据进行统计分析后,找到了T300/QY8911,T300/HD03和T300/QY8911-Ⅱ等几种常用复合材料强度性能的最大标准差,并发现:0°铺层或90°铺层的复合材料单层板强度性能分散性(变异系数或方差)要比多向铺层板大,这一性质对大多数复合材料都成立。通过对T300/QY8911,T300/HD03和T300/QY8911-Ⅱ等复合材料强度性能的分布检验,发现:复合材料强度性能遵循对数正态分布。提出复合材料强度性能可靠性设计的高精度小子样系数方法,与传统方法等进行了对比计算,发现:本文方法计算结果稳定,计算精度高,可以获得比其他方法更大的数值结果,使复合材料得到更加充分的利用,并节省试件。      

手持式激光测距仪"测距标准偏差综合评定"的扩展不确定度

在确定的函数关系(数学模型)中,因变量(输出量)随自变量(输入量)的变化规律完全由数学逻辑所确定,自变量到因变量的传递系数(灵敏系数)也可由因变量的标准差和自变量的标准差之比所决定,而与自变量的来历(测量的或者给定的)没有关系[1].本文根据这一基本原理,采用模拟自变量随机变化的方法,成功计算了手持式激光测距仪的测距固定偏差和比例偏差系数的测量不确定度,从而计算出测距标准差综合评定的扩展不确定度,同时解决了复杂的数学模型中多个输入量到输出量的灵敏系数和输出量的不确定度的计算问题.     

基于电压串联加法的1000kV国家工频电压计量标准

国家高电压计量站使用了特殊设计的准确度达0.01级的1000kV串联式标准电压互感器成功地进行了1000kV工频电压加法试验,比值差和相位差测量不确定度均小于等于2×10^-5和0.06′。所得量值与800kV电容式工频电压比例标准装置测量结果比对,比值差的最大偏差为2.7×10^-5,相位差的最大偏差为0.11′,均没有超出双方的90%置信概率区间。     

等分多读数头位置偏差对测角误差的影响研究

提出了一种针对等分多读数头系统中读数头位置偏差对抑制测角误差作用机理的分析方法。介绍了读数头在非理想位置引入测角误差的理论分析和仿真实验方法,利用频谱分析法分离谐波误差,获得各阶误差幅值的衰减率用以计算测角误差。将该方法应用于等分双读数头编码器误差分析,结果表明读数头在0.5°位置偏差时,引入的测角误差在±0.09″范围内。     

基于面元法的风力机翼型反设计

在风力机初步设计阶段,获得准确的气动特性数据可以大幅度缩减生产和测试的周期,因此开发速度快、精度高的设计方法具有重要的工程实用价值。该文运用余弦分隔法表征翼型,建立了常值偶极子面元法翼型绕流气动分析模型。通过与实验数据和Xfoil计算值的对比,总结出在攻角[-8o,8o]范围内,上述模型是可行的。然后,利用改进的Hicks-Henne型函数对翼型的几何外形进行参数化建模,并采用二次序列规划法作为寻优算法,建立了以最小压强系数标准差为目标函数的反设计模型。根据40个~280个面元的运算结果,得出当面元数取60个~ 100个时,模拟分析效率高。最后,选择具有不同厚度分布或对称性的基准翼型分别模拟分析,计算表明收敛精度都非常高。从而验证了该反设计方法的合理性、有效性及强鲁棒性。     

Doppler angle estimation using AR modeling

The transit time spectrum broadening effect has long been explored for Doppler angle estimation. Given acoustic beam geometry, the Doppler angle can be derived based on the mean Doppler frequency and the Doppler bandwidth. Spectral estimators based on the fast Fourier transform (FFT) are typically used. One problem with this approach is that a long data acquisition time is required to achieve adequate spectral resolution, with typically 32-128 flow samples being needed. This makes the method unsuitable for real-time two-dimensional Doppler imaging. This paper proposes using an autoregressive (AR) model to obtain the Doppler spectrum using a small number (e.g., eight) of flow samples. The flow samples are properly selected, then extrapolated to ensure adequate spectral resolution. Because only a small number of samples are used, the data acquisition time is significantly reduced and real-time, two-dimensional Doppler angle estimation becomes feasible. The approach was evaluated using both simulated and experimental data. Flows with various degrees of velocity gradient were simulated, with the Doppler angle ranging from 20° to 75°. The results indicate that the AR method generally provided accurate Doppler bandwidth estimates. In addition, the AR method outperformed the FFT method at smaller Doppler angles. The experimental data for Doppler angles, ranging from 33° to 72°, showed that the AR method using only eight flow samples had an average estimation error of 3.6°, which compares favorably to the average error of 4.7° for the FFT method using 64 flow samples. Because accurate estimates can be obtained using a small number of flow samples, it is concluded that real-time, two-dimensional estimation of the Doppler angle over a wide range of angles is possible using the AR method     

气体活塞式压力计基准量值传递自动化研究

研制和改进了基于传感器辅助方法的活塞式压力计自动化校准系统,介绍了基于LabVIEW编制的校准软件的组成和功能。通过与传统方法的比对,实验研究了自动校准系统应用于气体活塞式压力计国家基准量值传递工作的可靠性。研究表明,传感器系数γ与1的偏差和相对压差β的乘积小于10^-6时,γ可作为1处理;测量上限为7MPa的反压型气体活塞,全量程和半量程的拟合数据表明活塞的压力形变具有一定的非线性,因此对于高压活塞应进行全量程校准;PG7607活塞底座发热导致0.33 ℃的活塞温度测量误差,由此产生3×10^-6的压力测量误差,对于压力基准是不可忽略的;180kPa、360kPa和3MPa 活塞的2种方法校准结果偏差分别约为标准不确定度的10%、1%和2%,验证了自动化校准系统的高可靠性。     

Split-conductor current sensors with electronic load termination

Split-conductor current sensors for measurement of 60 Hz alternating currents have electronic load termination to improve the sensor's linearity. AC currents from 0.1 A to 300 A, with a magnitude error of 0.2-2% of reading at fundamental frequency, and a phase error of 0.1°-2° of -25°C to +75°C. H-compensated current sensors have shown a magnitude error of 0.1% of point and a phase error of 6 min of point in a 150/1 current dynamic range. Current ratios of more than 50000:1 have been achieved. Sensor power dissipation was less than 1 W at 100 A