硅压阻式气压高度计的设计与实现

采用硅压阻式压力传感器,以ATmega88PA为控制器设计了气压高度计。内嵌全温度范围的曲面拟合算法进行温度补偿及线性化处理,解决了压力传感器的温漂和非线性问题,并用海拔高度与气压的关系计算高度。测量结果通过RS-485接口发送给上位机。测试结果表明,该气压高度计压力测量误差优于0.50‰,分辨率为0.01 h Pa,线性度为0.999 9;标准大气环境下高度测量误差为0.16 m,线性度为0.999 8。该气压高度计具有质量小、功耗低、精度高、工作可靠等优点。     

基于奇异谱分析的DGPS浮标海面高测量误差研究

在高度计绝对定标实验中,利用差分GPS(Differential GPS,DGPS)浮标进行现场海面高测量得到的海面高(Sea Surface Height,SSH)序列之中,除了包含有由风浪引起的高频噪声外,还包括了仪器误差造成的影响。前者可通过低通滤波方式消除,而后者由于是全频段的白噪声,不能通过低通滤波的方式消除。通过研究奇异谱分析(Singular Spectrum Analysis,SSA)的方法,确定了嵌入维数和截断长度的选取准则,并对其进行仿真,验证了该方法在消除海面高序列的仪器误差噪声中的有效性,同时也验证了嵌入维数和截断长度选取准则的有效性。最后,利用该方法处理了某次DGPS浮标实验获得的海面高序列,处理结果与原始序列相比较为平滑,且在精度上有一定的改善,验证了奇异谱分析方法的有效性。     

HY-2高度计海况偏差非参数估计模型研究

基于HY-2高度计数据,采用局部线性回归非参数估计方法,利用球谐核函数及局部可调带宽,对70和71周期的交叉点进行海况偏差非参数估计。依据解释方差、海况偏差与有效波高及风速的相关度和模型残差分析,检验评价模型。与相同数据集下的参数模型估计结果进行了分析比对,结果表明:所选定的非参数模型的海况偏差与有效波高和风速的相关度均处于较高水平,说明模型更为有效。在不同纬度段,非参数模型和参数模型各有所长,在北半球高纬度区域,非参数模型表现更优。     

基于PIC16C74的深海声纳式高度计设计

深海声纳式高度计是装备在深海探测设备上的回声测深装置.本文在对声纳测距原理及水声换能器参数进行研究分析的基础上,提出并设计了基于PICI6C74处理器芯片的传感器电路系统.该系统配合深海探测设备的水下嵌入式系统,可实时探测设备距海底高度.系统的陆地水池试验给出了良好的结果.     

采用JVC算法生成枝切线的干涉相位解缠方法

海面高程3维成像是随着天宫二号发射而实现的技术,相位解缠是3维成像高度计高程反演的关键步骤.为改进Goldstein枝切法,缩短干涉相位图中枝切线的总长度,提升相位解缠的精确性,该文提出一种基于JVC全局最优线性分配算法生成枝切线的相位解缠方法.首先找出干涉相位图中的所有残差点并计算每一对异号残差点之间的距离;通过对比每对残差点之间的距离和各自与最近边界的距离和,确定采用JVC算法放置枝切线还是在残差点与边界之间直接放置枝切线,使得平衡枝切线的总长度最短.通过对3维成像高度计海面高程仿真干涉相位图和Etna火山地区干涉图像进行解缠实验并与其他3种算法进行对比,表明该算法的解缠结果与真实相位值误差相对较小,而且能够有效避免"孤岛现象"的产生.     

一种改进的UAV高度无缝融合导航方法

为了解决无人飞行器多机载高度传感器直接使用和切换导致的信号突变的问题,提出了一种基于微惯性器件、GPS、声纳、气压高度计的高度无缝融合方法.建立声纳和气压高度计误差模型,对其动态误差进行了分析和滤波预处理.采用基于增量的无缝融合方法获取高度变化估计值以修正气压高度.利用无迹卡尔曼滤波(UKF)方法将气压高度计、GPS和惯性导航系统信息进行有效融合获得精确的高度估计值.该方法考虑了各种高度传感器在动态环境下的误差特性,解决了模式切换带来的信号突变问题.飞行试验结果表明:采用该设计的方法系统具有较高的精度和可靠性.经过150 s飞行后,高度估计误差为0.4707m,能够满足无人飞行器飞行要求.     

星载海洋雷达高度计中基于FPGA的FFT运算模块的实现及性能分析

FFT运算是星载海洋雷达高度计实时跟踪处理的重要步骤，现代高分辨率雷达高度计要求处理速度更高，这时如果采用软件来进行FFT运算会导致处理时间过长。考虑到上星的需要，提出了一种采用FPGA技术来硬件实现高度计的FFT运算方法，理论和实验结果证明，采用此技术完全能满足高度计有关精度和处理速度的要求，解决了高分辨率星载雷达高度计控制中的一项关键的技术问题。     

干涉高度计海面高度的高精度外定标方法

针对干涉高度计受主天线相位中心高度误差、主天线斜距误差、干涉基线误差等诸多干涉参数误差的影响,测高精度不满足应用要求的问题,结合干涉高度计系统误差特性,提出一种高精度外定标方法.该方法利用干涉参数误差模型,对测量得到的干涉参数进行优化和校准,获取精确的干涉参数,生成更高精度的海面高度.利用试验数据进行算法仿真分析,验证...     

HY-2 雷达高度计和微波散射计

海洋动力环境卫星(HY22) 是一种获取海洋动力环境信息的专用对地遥感卫星, 计划中的我国第一颗海洋动力环境卫星(HY22A ) 以微波遥感器为主, 包括一台雷达高度计、一台微波散射计和一台多通道微波辐射计。介绍HY22 雷达高度计和微波散射计的系统设计和主要技术指标。
     

深海土工化学原位测试装置的测控方法

加强海底矿产资源的勘探与开发成为世界各国的重要战略，结合我国在深海矿产资源勘探与开发中的发展现状，概述了海底土工化学原位测试装置的组成结构和系统工作原理，重点介绍了该装置的水下测控中心的组成结构、步进电机驱动模块的驱动电路设计以及编程控制方法，对今后的产业化实际应用提出了技术优化方法。