高精度快响应海洋测温系统设计

针对海洋投弃式仪器的快速响应高精度测温要求,提出了一种新型的温度传感器设计方案.对高灵敏度负温度系数热敏电阻进行特殊封装完成传感器制作,利用MSP430单片机和24位AD7799实现了系统的数字化,通过多点校准插值的方法校准非线性传感器使系统获得测温高精度.经过实验室和南海的大量实验证明该系统工作稳定,可靠性高.实验数据表明系统的响应时间低于100 ms,分辨率超过0.001℃,测温精度可达0.02℃.     

航天服手臂运动学建模及其关节力学特性的测试

介绍基于随动式测量机器人的航天服关节力学特性测量原理,根据舱内航天服手臂的特性建立基于 机器人运动学的数学模型,提出基于神经网络的逆运动学算法进行航天服关节角度的计算,并采用基于泛化能力的 网络构造算法进行神经网络拓扑结构的优化设计.通过实际舱内航天服手臂的关节力学特性测试实验验证测量原 理和计算方法.     

扫描式气溶胶激光雷达研制与观测研究

气溶胶在大气光学、大气辐射、大气化学、大气污染和云物理学等领域具有重要研究意义,是大气监测的重要要素。为了更好地研究大气气溶胶光学特性及其时空变化特征,山东省科学院海洋仪器仪表研究所研制了基于532 nm波长、单脉冲能量60J、可进行三维扫描测量的气溶胶激光雷达。主要介绍了激光雷达的结构设计、技术指标、探测原理、探测模式、观测实验与数据分析。通过激光雷达在青岛小麦岛海洋环境监测站的观测实验数据,分析了不同天气条件下的大气水平能见度,验证了时间-高度显示、距离-高度显示与平面-位置显示测量模式的有效性。通过多种观测模式的数据,利用Fernald方法反演了不同时刻的气溶胶消光系数,并分析了气溶胶与云光学特性的时空变化特征。探测结果表明:扫描式气溶胶激光雷达可以有效测量大气水平能见度,通过扫描系统可以获取不同方向的气溶胶性质分布特征从而扩展了其探测范围。多种探测模式相结合可以获取云、气溶胶和边界层时空变化特征。     

海底观测网络研究进展

海底观测网络已成为海洋科学研究的重要数据获取平台.首先简要介绍了世界各国在海底观测网络研究领域的发展历史,然后对各国海底观测网络的研究进展进行了详细介绍,指出了海底观测网络系统的关键技术和初步解决方案,探讨了海底观测网络下一步的发展.     

矢量水听器目标定向融合算法仿真

针对矢量水听器定向算法在不同目标方向和噪声情况下精度各有优劣的特点,和定向结果普遍具有一致性较差的缺点,将多传感器和多源数据处理中先进的数据融合技术引入定向算法的研究当中.采用基于方差的加权数据融合技术,将平均声强法、反正弦法和反余弦法这三种矢量定向算法有效融合,取长补短,单一算法的执行过程中也有效沿用了重复检测的优化思想.仿真实验验证,融合算法不仅可以提高目标的定向精度,而且大大降低检测结果的均方差,从而提高了定向结果的准确性和可靠性,对水下目标检测工程具有重要意义.     

基于拓扑优化的激光雷达光路结构设计方法

激光雷达的光路设计会直接影响回波信号在透射或反射过程中的衰减情况，进而影响雷达的性能。为了提高激光雷达光路整体结构的紧凑性，减小重量并保证刚度与强度，在设计过程中对激光雷达光路结构进行拓扑参数优化设计。通过定义激光发射模块和光学接收模块的设计域、设计载荷、约束和边界条件，采用固体各向同性材料惩罚（SIMP）插值法建立模型，求解分析光路结构函数和灵敏度，使用序列二次规划（SQP）优化算法进行光路设计变量的迭代更新，从而提高光路整体结构的稳定性，达到性能优化、结构紧凑的目标。