静电陀螺仪MUM全姿态读取的原理及其误差分析

研究了采用同步解调法实现静电陀螺仪质量不平衡调制(MUM)全姿态读取的原理,讨论了影响读取精度的因素,分析了各电极轴转子位移测量电路比例因子不一致和电极轴不正交造成的读取误差.研究表明,某轴测量通道1%的比例因子偏差将造成约17′的读取姿态误差,电极轴不正交造成的读取误差与不正交的程度约在同一数量级.应用中必须通过建立读取误差补偿模型,并进行实时补偿来提高MUM全姿态读取的精度.     

迭代估计法单幅条纹图的相位解调

基于相位曲面的光滑连续性,提出一种新的自适应相位解调方法,该方法通过迭代估计,能有效从干涉条纹图获得较准确的条纹相位分布,文中通过实例说明了其处理过程。     

Orthogonal M-ary code shift keying spread spectrum underwater acoustic communication

M-ary and code shift keying（CSK）spread spectrum is generally applied to overcoming the spreading gain versus data rate limitation in underwater acoustic（UWA）communications.In addition,the concept of orthogonal M-ary CSK is introduced to UWA communication to gain higher rates.We propose a scheme employing dual-orthogonal-channel M-ary and CSK spread spectrum UWA communication based on Gold sequences owing large code set and good self and cross correlation.The modulation and demodulation scheme of the orthogonal M-ary CSK is derived algebraically and the factors critical to its performance are discussed.Furthermore,its bit error rate（BER）curve is evaluated via simulations and compared with the dual-channel M-ary CSK.Finally,the validity of the simulations is verified in tank experiments.1096.8 bps data rate of the proposed communication scheme is realized for 10 kbits data volume with no error.Overall through deduction,numerical simulation,and experiment,it is shown that the proposed method offers significantly improved performance.     

基于线阵CCD的空间滤波测速信号基频消除方法

以线阵CCD空间滤波效应的速度测量方法为基础,进一步提出了利用线阵CCD进行空间滤波测速(SFV)信号基频消除方法。采用异相差分检波算法,在消除基频和直流成分的同时提高了信号振幅,增加了信噪比。通过研究异相差分前后空间滤波器的功率谱密度函数,对等效差分空间滤波器的特性进行了分析。实验验证了利用异相差分检波算法进行SFV信号基频消除的可行性,结果表明,采用异相差分检波算法可以消除信号基频和直流成分,同时使周期成分的振幅加倍,有利于周期信号的提取,并解决了传统光学方法光学系统复杂,装调困难的问题。     

一种光纤波长解调光谱峰值定位算法

提出一种基于低复杂度Levenberg-Marquarat的光纤波长解调光谱峰值定位算法,该算法相对于现有的功率加权算法和高斯-多项式拟合算法,具有高精度定位光谱峰值的优点,实验结果表明,在高性噪比情况下,采用基于低复杂度Levenberg-Marquarat的峰值定位算法可以有效地抵制噪声提高解调精度,将光纤波长解调误差控制在1pm内。通过简化后的数据处理过程,可以满足高速解调的要求,便于在数字电路上实现。     

用光纤光栅传感器研究压电陶瓷的特性

提出了一种利用光纤光栅传感器研究压电陶瓷特性的新方法.该方法采用非平衡Michelson扫描干涉仪对光纤光栅传感信号进行相位解调,通过观测波长漂移引起的相移,从而获得压电陶瓷的位移量与所加电压间的关系.实验分析了迟滞特性和蠕变现象,得到了压电陶瓷的电压-位移特性曲线以及蠕变特性曲线.实验表明,光源功率的波动对压电陶瓷迟滞特性不能造成影响且压电陶瓷的蠕变特性与电压方向无关.     

光纤光栅传感信号解调技术研究进展

光纤光栅传感器是一种新型传感器,有着非常广泛的应用前景。限制光纤光栅传感器大量实际应用的主要障碍是传感信号解调,因而,光纤光栅传感信号解调是光纤光栅传感器应用的关键技术之一。本文对现有已报道的光纤光栅传感信号的解调方法进行综述,并归类为:边缘滤波法、匹配滤波法、可调谐滤波法、光源波长可调谐扫描法、射频探测法、光栅啁啾法、CCD分光仪法、干涉法。对各种方法的原理及相关改进方法进行了阐述,并对其优缺点做了比较分析,最后,对光纤光栅传感信号的解调技术发展进行了展望。     

Frequency guided methods for demodulation of a single fringe pattern with quadratic phase matching

Phase demodulation from a single fringe pattern is a challenging task but of interest. A quadratic phase matching and frequency-guided regularized phase tracker (QFGRPT) and a quadratic phase matching and frequency-guided sequential demodulation (QFSD) for demodulation of a single fringe pattern are proposed. The algorithms are characterized by their improvements on both robustness and accuracy, which are realized by quadratic phase matching and frequency guided scanning strategy, respectively. Quadratic phase matching improves accuracy compared with the existing regularized phase tracker techniques and the frequency-guided sequential demodulation technique using linear phase matching. Frequency guidance ensures high robustness compared with the recently published path-independent regularized phase-tracking technique. Demodulation results from computer-simulated and experimental fringe patterns using the proposed methods are demonstrated and analyzed.     

光纤光栅振动传感匹配检测方法的研究

介绍了用匹配光纤布拉格光栅（FBG）对振动传感进行直接的光强调制，从而完成传感及解调过程的方法，首先从理论上推导了光纤光栅的反射，透射谱的表达式，对光纤光栅的传感机制给出了定性的解释，并建立了数学模型进行模拟，进而报道了利用匹配光纤光栅进行单点解调，将振动传感信号变为解调光栅的输出光强信号，从而进行检测的方法，实验结果与理论吻合得很好，证明该方法是可行的。     

机械抖动激光陀螺的高分辨率信号处理

 机械抖动激光陀螺（MDRLG）信号是两路相位差为π/2的正弦拍频信号,一般采用4倍频鉴相输出计数脉冲,利用FIR滤波和抖动剥除等方法解调抖动信号,从而得到外界输入的角速度信息。高速采集MDRLG信号,并细分为相位依次相差π/16的16路信号,实现MDRLG的8倍频、16倍频和32倍频鉴相输出。输出角速率的均方差随着倍频数的提高而减小,信号处理的分辨率得到提高。实验测试和Allan方差分析表明：32倍频时的量化误差Q从4倍频鉴相时的0.327″减小到0.170″,增加MDRLG信号鉴相的倍频数可以减小量化误差。在对MDRLG信号进行抖动剥除解调时,由于量化误差是主要误差源之一,高分辨率信号处理能够有效提高MDRLG角速度测量的精度。