抛物面镜调校双波段光学系统光轴的误差分析

通常采用离轴抛物面镜来对双波段成像光学系统的光轴进行校准以便实现两个成像系统的像素级图像融合,但抛物面镜和点光源安装时所产生的误差会影响两个光轴的校准精度。根据几何关系及光学成像原理,推导了离轴抛物面镜对焦点附近点光源的成像公式,在此基础上分析了抛物面镜和点光源的安装误差对双波段成像光学系统光轴校正造成的影响。根据推导的误差分析公式可将可见光通道和红外通道双波段光轴的平行性误差控制在1个像素以内。     

抛物面镜调校双波段光学系统光轴的误差分析

通常采用离轴抛物面镜来对双波段成像光学系统的光轴进行校准以便实现两个成像系统的像素级图像融合,但抛物面镜和点光源安装时所产生的误差会影响两个光轴的校准精度。根据几何关系及光学成像原理,推导了离轴抛物面镜对焦点附近点光源的成像公式,在此基础上分析了抛物面镜和点光源的安装误差对双波段成像光学系统光轴校正造成的影响。根据推导的误差分析公式可将可见光通道和红外通道双波段光轴的平行性误差控制在1个像素以内。     

光学观测中太阳夹角的分析与计算

对影响光学观测效果的太阳夹角计算方法进行了研究。首先给出了太阳夹角的定义及计算公式。然后重点研究了太阳视位置的计算方法,比较了几种赤纬角计算方法,给出了一种改进的时角计算方法,实现了高精度的太阳视位置计算,并对其计算精度进行了分析。最后提出了在实际光学观测应用中的太阳夹角计算算法。实验表明,太阳视位置计算精度比传统数值近似方法高一个数量级,能够满足光学观测中太阳光照分析的需要。     

卫星激光测距望远镜系统指向误差分析及修正方法研究

望远镜指向精度是卫星激光测距系统的一项重要指标。分析了望远镜指向偏差产生的各种因素,提出了一种通过建立望远镜指向误差模型来修正望远镜指向误差的方法,建立了转台模型修正误差,并用实际观测值进行了验证。     

一种空间超紫外望远镜在轨指向标定方法

介绍了一种不同波段的超紫外望远镜在轨指向的标定方法。此方法利用四个波段(13.0,17.1,19.5,30.4nm)的超紫外望远镜均有较高的光谱响应和能够对较强的太阳辐射光谱成像的特点,根据由不同的望远镜所获得的太阳的四个图像的变化,计算出了四个望远镜间的指向偏差。根据四个不同波段的超紫外望远镜的光学性能和太阳紫外辐射谱线的亮度优化出了具体的太阳辐射谱线,并对所选用的标定谱线的可行性进行了分析。该方法的在轨标定精度为0.1″。     

一种地基太阳望远镜焦点探测方法

太阳强热辐射导致太阳望远镜光机系统热形变,引发较明显的时变焦点位置漂移。离焦像差影响高分辨观测,降低观测图像的空间分辨率,因此需要探测并补偿望远镜的离焦像差。由于大气湍流的影响,一般的基于图像处理的焦点探测方法不能有效地运用于地基太阳望远镜。而天文望远镜常用的基于Shack-Hartman波前探测的方法,在观测太阳边缘和低对比度的太阳米粒结构时无法工作。因此,提出一种基于图像能谱分析的焦点探测方法,该方法以图像能谱比的低频分量平均值作为焦点探测评价函数,能够消除目标信息的影响和平滑大气湍流的影响。实验证明,该方法的探测精度和探测时间分辨率能满足地基太阳望远镜不同观测目标的高分辨观测的需要。     

双目视觉系统的测量误差分析

通过对双目视觉测量系统的研究,建立了双目视觉测量系统的误差模型,并分析了系统结构参数对测量结果的影响。在理论上对系统结构参数(两光轴夹角、基线距离)与测量精度之间的关系进行了系统、详尽的分析,得出了测量系统的位置误差对距离方向上的精度影响较大;光轴夹角的变化对测量误差影响不大,而距离方向的误差随着基线距离的增加而减小的结论。本文建立的误差模型对具体的双目视觉测量系统的设计具有指导作用。     

光杠杆放大法测量的误差分析及改进方法

分析了利用光杠杆放大法测量微小长度变化量的实验中,光杠杆镜面与望远镜光轴不垂直时,对测量结果所产生的误差。改进了实验装置,安装了两个量角器,可方便调节光杠杆平面镜与光学望远镜的角度,使光杠杆镜面与望远镜光轴能达到严格垂直的效果,从而减小因光杠杆镜面法线与望远镜光轴存在偏转角度而引起的测量误差。     

水平仪在分光计调节中的应用

分光计的观测系统可归纳由三个平面构成：读数平面、观测平面、待测光路平面．读数平面由主刻度盘和游标内盘绕中心转轴旋转时形成．对于每一台具体分光计,读数平面都是固定的,且和中心主轴垂直;观测平面由望远镜主光轴绕分光计中心转轴旋转时所形成的,只有当望远镜光轴与中心转轴垂直时,观测面才是一个平面,否则将形成一个以望远镜光轴为母线的圆锥面;     

离散式光学系统光轴指向误差建模与数字化标校

针对离散式光学系统光轴指向误差标校需求,研究了一种基于测星法的光轴指向误差数字化标校技术。以某型离散式光学系统为例,采用四元数数学方法推导了含有光机结构加工装配误差以及传感器测量误差在内共计11个系统误差参量的地理系光轴指向模型。将指向模型中包含误差参数的三角函数项泰勒级数展开并作一阶近似处理将方程线性化。通过最小二乘原理获得了光路中系统误差解算模型。基于天文导航基本原理建立了以星体为目标的标校基准。通过实验测试完成了光轴指向误差数字化标校技术原理验证。分析表明：通过测星法光轴指向误差数字化标校能够大幅提高离散式光学系统光轴指向精度。本文研究方法和结论可以为离散式光学系统光轴指向误差标校提供参考。     

混响室条件下环境场强测量位置选取准则

针对在混响室条件下进行辐射敏感度测试时电磁环境场强难以度量的问题,分析了混响室内电场强度的统计特性,理论推导了有损混响室内场强空间相关系数表达式,并通过仿真分析验证了表达式的正确性。根据表达式得出有损混响室内相对距离大于半波长的两点间场强相互独立的结论,并由此推断出,混响室内环境场强测试位置与受试设备(EUT)距离应大于0.5倍波长,且应以此作为测量位置选取准则。采用仿真计算与实验验证相结合的方法分析了相对误差随测试点与EUT间相对距离的变化规律,对该准则进行了验证,结果表明,当测试点与EUT相对距离大于0.5时,相对误差能够保证在1.5 dB以内,可应用于实际混响室环境场强测试。     

空间目标相对运动角参数的天基光学测量精度分析

利用在轨光学相机对空间目标进行跟踪测量,目标相对运动角参数的测量精度决定了空间目标的定轨精度。建立目标相对运动角参数测量计算数学模型,推导出相对运动角参数测量误差传递公式。通过对仿真计算结果的分析,确定出影响目标相对运动角参数测量精度的主要误差源:目标成像焦面坐标提取误差、光学相机视轴转动欧拉角测量误差与测量卫星姿态惯性角测量误差。其中,光学相机视轴转动欧拉角测量误差对相对运动角参数的测量误差影响最大,约占总误差的80%。观测条件对测量精度也有很大的影响,尤其在目标过顶时,相对运动角参数的测量误差显著增大。     

大气下行长波辐射快速实验测量方法研究

采用辐射传输模式模拟了特殊角度随气溶胶光学厚度及大气温湿度的变化情况,结果显示晴空下该角度不受气溶胶影响,受大气温度影响小,但受大气水汽含量影响显著,因此晴空下热红外光谱仪测量下行辐射时特殊天顶角可只根据大气水汽含量确定。西部荒漠地区下行辐射测量实验结果表明,据大气水汽含量确定的特殊角度值与实验结果一致,且该角度处辐射作为积分辐射符合精度要求。特殊角度值可用研究区大气水汽含量确定,该快速测量法可广泛用于野外实验,方便快捷测量准确瞬时下行辐射。     

屏蔽两芯线BCI等效替代辐照理论模型研究

针对大范围空间模拟强场电磁环境进行辐射效应试验难度大以及现有大电流注入（BCI）技术应用于非线性系统试验存在空白的问题,开展了屏蔽线耦合通道BCI等效替代辐照试验方法研究。以受试设备响应相等作为等效依据,建立了辐照法和注入法两种条件下受试设备响应的分析模型,推导出了注入激励源电压与辐照场强之间的等效对应关系,提出了BCI等效替代辐照的条件和试验方法,并进行了试验验证。研究结果表明,BCI方法是可以精确等效受试设备的辐照效应试验,试验误差不超过2 dB,能够满足工程的实际需求。     

高分五号卫星多角度偏振相机最优化估计反演:角度依赖与后验误差分析

多角度偏振相机(directional polarimetric camera, DPC)随高分五号卫星已经成功发射并持续获取全球观测数据.针对DPC在陆地气溶胶反演领域的应用需求,本研究基于多参数最优化估计反演框架,引入信息量和后验误差分析工具,讨论了DPC观测信息量对角度的依赖,给出了地表和气溶胶参数的后验误差,并分析了后验误差的影响因素.研究表明:1)卫星观测信息量随观测角度个数的增加显著提升, DPC多角度观测比单角度观测的总DFS(degree of freedom for signal)平均提高了5.45; 2)气溶胶反演比地表更依赖于卫星观测几何,散射角覆盖范围越大,观测包含的气溶胶信息量越多; 3)反演参数的后验误差随观测角度个数的增加显著降低,而气溶胶模型误差对后验误差的影响并不显著.总体来说,观测误差是影响反演结果不确定性的主要因素.本研究对DPC多角度偏振观测的反演能力以及反演不确定性进行了系统的定量评估,为DPC在轨测试及反演算法开发提供参考.     

光纤陀螺消偏结构与偏振度关系的研究

利用在光源出端加单段保偏光纤和在消偏器后端加Loyt消偏器,可以使进入光纤线圈的光的偏振度降到10－3数量级,降低了因外界因素对线圈中光偏振态的影响而产生的光纤陀螺偏振误差.并用琼斯矩阵计算的方法,分析了光路中四个胶合角与偏振度的关系及每个角度的取值范围.最后探讨了工艺上胶合角度测量与实现.     

破片迎风面积测量系统关键技术研究

为了满足破片迎风面积测量高效率、高准确度的要求，采用了四台并行工作的摄像机和四个微距摄影测量型电动变焦镜头组成破片迎风面积测量系统，大大提高了测量效率和测量准确度．本文详细介绍了该系统的微距摄影测量型电动变焦镜头，并对测量误差进行了分析．系统的测量相对误差小于5％，单个破片的测量时间小于30s．     

Study on a Multiplexer a 40 Gb/s OTDM System

In a 4?0Gb/s OTDM system (optical time-division-multiplication) system, multiplexing devices are key devices. The time interval of four channels of the 40Gb/s OTDM system is 25ps respectively. If the time intervals are no accurate, will induce the system performance to degeneration. In order to make out OTDM device and carry out a transmission experiment in a 40Gb/s OTDM system, a kind of OTDM device is researched. This scheme be used to fabricate multiplex device. Also the device have been used to a 40Gb/s OTDM system. Our experimental results shows that, the multiplex device based on the six 1 optical fiber couplers can be used to multiple at a time domain.That make four 10Gb/s optical signals multiple to 40Gb/s. The time interval error of each of channels is not bigger than 1ps, inserted loss is smaller than 2dB.     

Electrical measurement of spin Hall current in mesoscopic ring: inhomogeneous Rashba effect

We investigate theoretically the spin Hall current in an inhomogeneous Rashba mesoscopic ring attached to four terminals. It is shown that a voltage drop can be tuned by adjusting the gate voltage due to the inhomogeneous Rashba effect, and provides us a tool to measure spin Hall current electrically. The spin Hall current and the ratio of the probe voltages can survive and keep their obvious relationship even in the presence of disorder. The regular relationship between the spin Hall conductance and the ratio of the probe voltages will be destroyed by the interference between different channels in multi-channel ring.     

Study on the quality and myofibrillar protein structure of chicken breasts during thawing of ultrasound-assisted slightly acidic electrolyzed water (SAEW)

The effects of air thawing (AT), water thawing (WT), slightly acidic electrolyzed water (ET), ultrasound-assisted water thawing (WUT) and ultrasound-assisted slightly acidic electrolyzed water (EUT) on the quality and myofibrillar protein (MP) structure of chicken breasts were investigated. The results showed that WUT and EUT could significantly improve the thawing rate compared with AT, WT, and ET groups. The EUT group not only had lower thawing loss, but also their immobilized and free water contents were similar to fresh sample according to the low-field nuclear magnetic resonance (LF NMR) results. The EUT treatment had no adverse effect on the primary structure of the protein. The secondary and tertiary structures of MP were more stable in the EUT group according to Raman and fluorescence spectra. The muscle fibers microstructure from EUT group was neater and more compact compared with other thawing methods. Therefore, EUT treatment could be considered as a novel potential thawing method in the food industry.