光电经纬仪中激光测距装置光学系统的设计

阐述了在光电经纬仪上应用激光测距装置的重要性,即可实现单台经纬仪确定目标位置.分析了激光测距的原理及测距方程,最后针对光电经纬仪的结构特点,对测距装置的光学系统进行了设计.     

我国第一台红外数字经纬仪诞生

由国营向阳仪器厂、北京工业学院、中国科学院光电技术研究所联合研制的我国第一台红外数字经纬仪已经诞生了。这种仪器是运用光机电三结合的相位式测距原理,综合采用了激光测距、光电编码测角和小型电子计算机解算等先进技术,能够自动测量距离的一种新型仪器。     

高精度激光脉冲测距技术

激光测距技术是影响机载三维激光雷达性能的重要因素,研制高精度的激光测距系统对提高机载三维激光雷达的性能具有重要意义.开展了激光脉冲静态测距实验研究,对弱光探测和时间间隔测量技术进行了相应的研究,建立了激光测距实验平台和测量装置.通过选择合适的光电探测器和高性能的时间测量电路,初步实现了高精度激光脉冲静态测距,激光测距精...     

1.54μm APD光电探测器组件的研制及应用

主要从长波长人眼安全测距方面讨论和研究了InGaAs雪崩光电二极管的前置放大器的电路原理和参数的设计以及光电探测器组件混合集成.着重从激光测距方面的应用探讨了由InGaAs雪崩光电二极管组成的激光接收器的应用电路的选择和设计.从测距使用的角度对InGaAs雪崩光电二极管的光电特性与偏置电压的关系进行了测试,从而了解该器件与硅雪崩二极管的光电性能的差异,从而为更好的应用InGaAs雪崩光电二极管提供参考和依据.研制的InGaAs雪崩光电二极管探测器组件及接收器在激光测距机中进行了测距应用,在激光能量为7毫焦耳测距集中进行测距,初步达到了要求.     

一种新型激光测距机性能检测设备的设计

为了确保激光测距机的测距性能,基于光电耦合法对激光测距机的测距性能进行了检测,设计出了一种新型的激光测距机性能检测设备。该设备具有发射和接收装置位置可以任意调节和互换、调整瞄准方便、检测结果数字化显示等优点。结果表明,该设备可以对不同型号激光测距机的性能进行快速检测,提高了激光测距机的检测效率和测试精度。     

远距离低盲区脉冲激光测距的实验系统

测距能力和测距盲区是脉冲激光测距系统中亟待解决的一对矛盾。本文介绍了远距离低盲区脉冲激光测距实验系统的基本组成和工作原理。通过对各种脉冲飞行时间测量方法的比较,确定采用延迟线数字插入法完成脉冲飞行时间的测量,从而保证系统的精度、测程和分辨率。同时,对测距盲区产生的原因进行了分析,提出了引入自动功率调节模块降低测距盲区的方法。系统利用雪崩光电二极管APD作为光电接收器件,采用软硬件结合的智能温度补偿方案对APD进行温度补偿。     

光电经纬仪数字化模型的建立方法及其应用

分析了现在光电经纬仪的研发和检测过程,指出了其不足.基于此本文提出将光电经纬仪划分为有机关联的多个单学科系统模型,通过对几种建模工具的功能的分析,在集成仿真环境中建立其统一的数字化模型,利用模型功能来指导实际光电经纬仪的设计开发和评价其性能指标的方法.初步确定了光电经纬仪系统建模的仿真开发环境和具体的建模仿真的实现方法,实现在设计阶段对光电经纬仪性能的分析评价和工作过程的模拟,对误差的仿真检测实际样机的设计精度指标是否符合要求,为光电经纬仪的误差分析、研制过程提供了理论参考.     

局域在光电经纬仪实时通信中的应用

针对光电经纬仪实时通信中信息量愈来愈多的需求,提出一种利用以太网技术,采用数据报套接字进行软件实现的方法.结果表明,该方法能够大幅度提高光电经纬仪的通信速率,保证光电经纬仪实时性的要求.     

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。     

脉冲激光测距系统回波形心小波提取算法研究

为适应数字激光测距系统对测距信息处理的要求,在对脉冲激光测距系统回波信号波形特征分析的基础上,完成用于波形测距的小波基选取,进而实现了小波变换提取波形形心的算法.并凭借MATLAB工具平台,根据试验实测数据验证了形心小波提取算法正确和适应性.     

目标速度预测在光电跟踪控制系统中的应用

在光电跟踪设备的电视或红外自动跟踪系统中,引入目标的速度信息是提高跟踪精度的一种有效方法。为了得到目标的速度信息,设计了电视或红外脱靶量滞后时间的辨识方法以及目标速度预测的卡尔曼滤波方法,通过对电视或红外脱靶量信息同辨识出的脱靶量滞后时刻的仪器位置信息进行拟合,预测出被跟踪目标的速度信息,从而构成复合控制。仿真和实验结果表明,通过上述方法能够得出较为准确的目标速度信息,所构成的复合控制系统有效地提高了系统的跟踪精度。     

非正交轴系激光经纬仪测量技术研究

在空间大尺寸坐标测量系统中,经纬仪测量系统因其测量范围广、非接触式测量、便携性等优点应用广泛。为了降低经纬仪测量系统成本,减少经纬仪测量系统误差来源,提出了一种基于非正交轴系的激光经纬仪测量系统。首先,根据测量时非正交轴系的转换关系,推导出非正交轴系激光经纬仪的视准轴的空间数学模型。然后,根据双经纬仪前方交会测量原理,建立了基于非正交轴系激光经纬仪的测量系统,并推导出空间点坐标。最后,通过仿真与实验,验证了测量模型的正确性。结果表明,在测量半径为3m时,该测量系统对空间点在拉依达准则下的测量不确定度能达到1mm以内,尤其适用于大空间、大尺寸测量。     

激光经纬仪精确交会的实现方法研究

由于受经纬仪空间角 度分辨率的限制,随着测量空间、尺寸的增大,很难保证经纬仪“视准轴”精确瞄准目标点 ,从而会带来较大测量误差。为 了减小误差,基于激光经纬仪“视准轴”可视化条件,提出了一种激光经纬仪精确交会的实 现方法。首先,引导经纬仪围 绕目标点以最小步进角为间隔进行阵列扫描,通过图像采集和图像处理得到扫描点和目标点 的坐标位置关系;然后,通 过直线拟合、坐标计算,使经纬仪“视准轴”精确瞄准目标点;最后,实验验证了方法的可 行性。实验结果表明,本文方法 能够实现激光经纬仪的精确交会,可大幅减小系统的测量误差,同时可降低经纬仪的制造成 本。     

激光半主动制导系统的极限作用距离测量模型

激光半主动制导系统通常是光电对抗的主要对抗对象,因此,其真实的作用距离就成为了光电对抗中最为关心的指标。定义了激光半主动制导系统的极限作用距离,考虑大气湍流对激光传输的影响,推导出了激光半主动制导系统照射方程的一般形式,并参考激光测距系统测距性能的测试方法,通过改进消光比法和最大测程法的转换,得到了激光半主动制导系统的极限作用距离测量模型。最后,分别进行了改进消光比试验和最大测程试验,验证了极限作用距离测量模型。实验结果表明:依据模型只需在一定天候条件下进行改进的消光比试验即可得到任意天候条件下激光半主动制导系统的极限作用距离,且相对误差较小,不超过1%。     

基于经纬仪和测距仪的空间坐标测量

为了解决全站仪、激光跟踪仪等设备进行空间坐标测量时设备昂贵、存在测量盲点等问题,提出一种基于电子经纬仪和激光测距仪的空间坐标测量方式.用激光测距仪测得激光束所在直线上的几个点到激光测距仪的距离,同时用经纬仪观察这些点,得到各个点对应的水平角和天顶角;数据处理时,首先通过最小二乘法得到经纬仪原点和各个目标点所构成的多根射线所决定的公共平面,然后将这些射线投影到这个公共平面内,得到对应的投影射线;通过这些共面的投影射线和已知的各个目标点之间的距离用最小二乘法得到这些目标点的坐标解,然后拟合得到一条直线,即激光测距仪的光束所在的空间直线解.工作时,通过测距仪测得待测点到测距仪之间的距离,由这根空间直线的表达式方程,即可得到待测点在经纬仪坐标系中的坐标.结果表明,该测量方式可以在一定条件下实现全站仪、激光跟踪仪难以实现的多点动态非接触空间坐标测量.     

变焦对光学经纬仪测角精度的影响分析

阐述了光学经纬仪的调焦系统的组成及结构原理,采用模拟脱靶量和高低角的变化,仿真了方位角和高低角的测角误差,给出了变焦对测角精度的影响的规律,为经纬仪研制单位提供了经验借鉴,为光学经纬仪的靶场验收提供了依据.     

光电经纬仪靶场精度检测数据误差分析

本文介绍了光电经纬仪靶场精度检测的试验方法及误差分析。靶场精度检测易受气候条件影响造成事后精度超差,无法反映设备的真实状况,文章提出了精度检测过程中的误差计算方法,并对事后误差数据中跟踪部位及脱靶量误差进行数据修正。实战任务表明,误差修正方法对校飞数据事后处理精度的提高具有很好的效果,事后经纬仪系统总误差精度由原来的60″提高到18″。     

一种可变长度光电基准尺

为了实现对非正交轴系激光经纬仪测量系统的快速、准确定向,采用构建新型光电基准尺的方法,提出并研究了一种基于高精度光电位置敏感器件的可变长度光电基准尺构建技术。阐述了非正交轴系激光经纬仪的特点,根据其特点及非正交轴系激光经纬仪测量系统定向的需要,确定了可变长度光电基准尺构建的总体思路,完成了硬件电路设计,构建了可变长度光电基准尺,并标定了两光电位置敏感探测器的空间位姿关系,以实现可变长度基准测量。结果表明,利用该可变长度光电基准尺定向后的测量系统,其相对测量精度优于0.03%,可方便、高精度地实现非正交轴系激光经纬仪测量系统的定向。     

提高CCD激光自准直测量系统精度的一种方法

为了提高经纬仪的测量和跟踪精度,采用了一种CCD激光自准直系统对光电经纬仪车载平台变形进行实时测量;对测量系统的精度进行了分析,其精度很大程度上取决于CCD图像传感器输出信号的精度;研究了影响CCD精度的各种因素,并对CCD图像进行消噪处理,结果表明CCD图像的质量明显提高,从而提高了CCD激光自准直系统的测量精度。