激光驾束制导仪信息场半实物仿真研究

 为了实现激光驾束制导信息场性能参数检测,设计了基于虚拟仪器技术的激光驾束制导仪信息场仿真系统,将仿真系统应用于信息场性能参数与空间匹配特性检测系统中,实现对检测系统的校正与自检。信息场模拟器的设计精度达到0.001单位指令,输出的信号具有相位连续、动态范围宽、稳定可靠、精度高、扩展性强等优点。检测系统经过模拟器和标准照度计标定后,指令测试可以达到精度0.01单位指令,照度测量精度为5%,光斑尺寸测试精度为5%,光轴失调量为0.00876。通过对信息场参数检测, 验证了方案的可行性,达到了检测系统的测试精度和稳定性,符合测试设备模块化、通用化、智能化和标准化的要求。     

空地电视制导导弹武器系统精度和性能研究

针对综合电子战防区外空地电视遥控指令制导导弹武器系统,建立了载机空间运动、导弹制导飞行、目标的探测与识别和地面有源干扰站、云层、烟幕对空地电视遥控指令制导导弹的干扰模型和作战效能评估模型;对空地电视遥控指令制导导弹武器系统精度和效能进行了仿真分析。结果可用于空地电视遥控指令制导导弹武器系统的精度分析和性能评估,对电视遥控制导导弹的设计研制和作战使用都具有重要意义。     

激光驾束制导光场信息的模拟技术

研制了激光驾束制导信息场模拟装置,该装置利用单片机控制多路开关,按光场指令时序的要求,输出不同的频率编码,并驱动模拟光源,从而模拟激光光场中不同点的光频信息.试验结果显示,光场信息模拟输出稳定,可以满足激光驾束制导导弹研究、生产和试验中的检测使用要求.     

激光驾束观瞄制导仪参数检测系统

为使激光驾束观瞄制导仪各项性能参数能够在室内完成全面检测,提出了一种参数检测系统的设计方案。对参数检测系统的各组成部分分别进行了论述。该系统可检测固定焦距的激光通道与瞄准通道两轴线平行度、典型位置的输出特性、全程变焦过程中激光轴相对于瞄准轴的最大失调量,并可运用CCD图像处理技术检测激光信息场辐照度的均匀性等,具有结构简单,操作方便、检测精度高等优点。模拟试验表明,该设计方案能够满足工程中实际检测的要求。     

激光驾束制导仪中调制盘的设计

介绍了激光驾束制导仪中调制盘的空间编码原理,阐述了调制盘的设计过程,采用单调制盘来缩小驾束制导仪的体积和重量。考虑到制导仪器实际工作的各种因素,设计了调制盘内、外码道的宽度,起止位置和5种频率值。给出了调制盘确定偏航信息的原理,表征导弹位置信息的调制系数和频率的计算方法。针对调制盘两场交接处的误码问题,提出了变角度设计方法,将各频率沿径向方向旋转45°,从而保证了5 ms的场周期,提高了制导精度。     

激光驾束制导仪中调制盘的设计

介绍了激光驾束制导仪中调制盘的空间编码原理,阐述了调制盘的设计过程,采用单调制盘来缩小驾束制导仪的体积和重量。考虑到制导仪器实际工作的各种因素,设计了调制盘内、外码道的宽度,起止位置和5种频率值。给出了调制盘确定偏航信息的原理,表征导弹位置信息的调制系数和频率的计算方法。针对调制盘两场交接处的误码问题,提出了变角度设计方法,将各频率沿径向方向旋转45°,从而保证了5 ms的场周期,提高了制导精度。     

相位匹配法用于提高非制冷全捷联导引头制导信息精度

捷联成像导引头中各个传感器的动态响应不一,直接合成不同传感器的信息提取的制导信息精度差,为获取更高精度的制导信息,需要改进提取方法。匹配滤波理论是在考虑传感器不同的动力学特性情况下的一种信息融合方法,依据传感器动态特性进行信息匹配的方法提高制导信息提取精度。首先建立非制冷全捷联成像导引头及其在制导控制系统中的简化模型,依据导引头上各种传感器主要指标,及匹配滤波的原则,推导出相位匹配器。最后,对匹配后的系统提取制导信息,并参与制导系统半实物测试,对比传统惯性滤波器与相位匹配滤波器的效果。在三轴仿真转台、半实物机及热十字丝目标的配合下,对转台扰动下的非制冷全捷联导引头进行静止和运动目标下的视线角速率提取,结果说明在相位匹配滤波的提取方法获得的视线角速率精度为0．2°／s,精度比传统惯性滤波提取方法提高了1倍。     

惯性制导及其物理原理

 惯性制导,简称惯导,是指利用物体的惯性特性来进行制导的一种制导方式。由于惯导系统的制导装置全部安装在飞行器内部,并且不与外界交换任何信息,因此,惯性制导具有保密性强、不受气象条件的影响以及其他外部因素的干扰等优点。国内外的弹道式战略导弹,一般都采用惯导系统。这一些战术导弹制导的初始段或末段也常用惯导系统。一、惯导系统的组成及基本工作原理惯导系统通常由陀螺稳定平台、惯性仪表（加速度表）、程序装置、计算机、积分仪及乘法器等组成。惯导系统的基本工作原理为,利用加速度表测量飞行器运动的加速度,通过积分仪得到飞行器的速度和位置信息。     

光学制导技术（续七）光学摇控制导

光学制导技术（续七）光学摇控制导邓仁亮二、非视线光学指令制导导弹发射点与目标间不具备通视条件而又采用指令实现制导的方法都属于非视线指令制导（Ｎ－ＬＯＳ）。典型的系统是弹上载有成像寻的器，它将目标区域的图像通过有线或无线信道传回导弹发射点的制导站。制导...     

基于高斯伪谱法的高超声速飞行器再入制导研究

针对高超声速飞行器再入标准轨迹制导方法中存在的制导准备周期长、弹上需存储标准轨迹参数、制导鲁棒性较差等缺点,本文提出了一种基于高斯伪谱法与滚动时域控制技术相结合的高超声速飞行器再入预测-校正制导方案。其中,在线高斯伪谱法采用纵/侧向、全程一体化的制导算法思路,从而实现了对高超声速飞行器再入弹道的全程预测-校正。同时结合滚动时域控制技术从工程上实现了高超声速飞行器再入制导中对开环制导信息的闭环应用,完成了飞行器预测-校正制导方案。通过对高超声速飞行器再入制导过程进行仿真分析,其结果表明应用本文设计的基于高斯伪谱法与滚动时域控制技术相结合的高超声速飞行器再入预测-校正制导方案,飞行器再入过程中具有良好的制导性能。     

Measurement of sound field in cavitating media by an optical fibre-tip hydrophone

A fibre-optic technique was applied to measure the sound field in an ultrasonic cleaning vessel under practical conditions. A metal-coated fibre-tip is used as a sensor and a heterodyne interferometer detects the change in the optical path resulting from the movement of the fibre-tip in the sound field. Spectrally resolved sound field parameters such as the fundamental, the subharmonic or cavitation noise are extracted from the measurements and compared with results obtained by a piezo-electric hydrophone. It was found that the fibre sensor provides a signal related to the velocity in the sound field, but the information about cavitation-related parameters is similar to the information for pressure sensing techniques. The fibre-optic sensors have a uniquely high spatial resolution and the sound detection process is strongly influenced by single cavitation events close to the small fibre-tip. This paper shows that fibre-tip sensors are an alternative to common hydrophone techniques. They can open up new possibilities for measurement problems for which so far no solution exists, in particular when a high spatial resolution is required or when the measurement site is small.     

Kamers-Kronig关系在反射太赫兹时域光谱测量中的应用

太赫兹时域光谱技术是材料介电参数测量的重要方法,是材料研究、鉴别和分析的重要工具。太赫兹时域光谱技术是一种太赫兹频段的相干探测技术,可以同时获得太赫兹波的幅度和相位信息,通过透射测量、反射测量可获得材料的复透射率或复反射率来反演材料的电磁参数。在实际中,大多数被测材料太赫兹波无法穿透,或者不满足透射材料参数反演需要的弱吸收近似,因此反射测量更具应用价值。在已发表的研究结果中,研究人员仍普遍采用透射测量的方案,很少见使用反射测量方案获取材料参数。究其原因,在反射测量时,由于样品和参考板位置的放置误差很难消除,从而导致无法准确提取反射相位。将光学领域广泛使用的Kamers-Kronig关系应用于太赫兹时域光谱系统反射测量中,以解决反射测量中无法准确获得相位信息从而无法提取介电参数的问题。为了验证Kamers-Kronig关系的准确性,一方面,通过透射、反射方法分别测量硅材料的复透射率、复反射率并反演了其材料参数,两者的反演结果一致性较好。另一方面,利用同一组硅的反射测量数据分别用Kamers-Kronig关系和最大熵法对其材料参数进行反演,两种处理方法也可以实现相互印证,进一步确保了提取数据的可靠性。对Kamers-Kronig关系和最大熵方法所取得的结果进行了对比讨论,通过Kamers-Kriong关系和最大熵法获得的折射率、消光系数以及复介电参数结果一致性较好,且基于Kamers-Kriong反演了一种精神药物的吸收谱,与透射结果做了比对。结果表明,Kamers-Kronig关系非常适合提取材料光学参数和吸收谱,且相比最大熵法其普适性更强,甚至对于无法获取相位信息的非相干测量系统依然适用,但该方法需要整个频段的反射率幅度信息,对于没有测量的频率需要进行外推,对于反射率随频率变化不大的物质更加适用。该研究成果对于利用反射式太赫兹时域光谱系统获取材料太赫兹波段的光学参数提供了一种有效方法,可解决绝大数情况下反射测量参数提取问题,对太赫兹时域光谱技术的实际应用具有重要意义。     

基于酒精与磁流体填充的单模-空芯-单模光纤结构温度磁场双参数传感器

提出了一种基于空芯光纤模间干涉原理的环境温度和磁场双参数传感器,为了使光入射进空芯光纤壁中,将空芯光纤与单模光纤错位熔接,传感部分用毛细玻璃管封装,空芯光纤内外分别填充酒精和磁流体.除了光纤材料的热光效应和热膨胀效应外,环境温度变化会引起两种溶液折射率的变化,而磁场变化仅引起空芯光纤外的磁流体折射率变化.理论计算可知空芯光纤壁中可支持多个模式传输并相互干涉,各模式传输相位对内外溶液折射率变化灵敏程度不同.因此,干涉谱中两个含有不同模式成分的波谷,即波谷1和波谷2,它们的漂移可以作为指示信号,通过建立敏感矩阵可同时解调出周围环境温度与磁场的变化.实验中,在28—58℃范围内,温度传感灵敏度可达-468 pm/℃;在0—169 Oe范围内磁场传感灵敏度可达82 pm/Oe.该传感器具有高灵敏度与高机械强度,并且能够实现温度与磁场的同时测量,有效消除了温度波动对磁场测量信号的干扰.     

一种大视场相位测量轮廓术系统标定方法

在进行大视场相位测量轮廓术系统参量标定时需要大的标定平面和精密移动台,由于携带不方便,不易进行现场标定。提出了一种用于相位测量轮廓术系统参量的高精度、现场标定方法,采用一块较小的平面标定靶在有效测量体积内不同位置多次摆放,以获取密集的数据点。先标定出摄像机的内参量和外参量,再指定一个全局参考平面和若干辅助参考平面,然后在图像平面上分区计算出每个位置标定靶上每点相对辅助参考平面的高度差和相位差,最后应用极大似然估计法估计出相位高度映射参量。实验中平面高度测量的标准偏差达到0.0433 mm。这种方法只需要较小的平面标定靶,标定过程方便、精度高,完全适合大视场三维测量相位测量轮廓术系统现场标定要求。     

植物BRDF研究及应用进展

植物叶片是植物光合作用的重要器官,直接体现了植物生长及营养状况。植物叶片反射、透射的内部理化信息模型间接反映了植物生长过程中物质、能量交换信息,是植物生长过程精细化管理的前提和基础。植物叶片空间光学特性对基于遥感的作物营养状况诊断、虚拟植物光线传输模拟、计算机图形学场景渲染等领域具有重大意义。双向反射分布函数(BRDF)主要研究物体表面反射光的空间分布特性和光谱特性,通过对作物叶片光学特性的获取和测定,准确、高效地表征作物生长参数,并进行定量分析,在植被遥感、农业等领域的研究与应用中有着极大的优势。为了更好地把BRDF技术应用于农业遥感、数字农业等领域中,将针对BRDF测量装置、模型发展和分类及其在植物遥感检测中的应用等环节展开叙述。最后结合综述内容,分析了BRDF技术在农业遥感领域的局限,并对其应用前景进行了展望。     

捷变频相对论返波管振荡器设计

基于低磁场返波管振荡器的工作原理,设计了一个捷变频相对论返波管振荡器,该器件由两段对电子束参数要求基本一致的慢波结构串接而成,通过调节引导磁场强度实现器件频率的调节,使其分别工作于C波段和X波段。在电子能量和束流分别为670keV和8kA的条件下,当引导磁场强度为0.5T时,采用2.5维PIC程序模拟得到频率为6.28GHz、功率为1.0GW的微波输出;而当引导磁场强度为0.8T时,得到频率为9.25GHz、功率为0.75GW的微波输出。     

基于叶片及冠层叶绿素参数的冬小麦籽粒蛋白质含量预测研究

小麦籽粒蛋白质含量是衡量小麦营养品质的重要指标,实现小麦品质快速的预测预报对于粮食收购部门和加工企业具有重要意义。研究基于作物叶绿素/氮素速测仪SPAD及Multiplex 3,获取冬小麦不同生育期叶片及冠层叶绿素参数,从小麦个体及群体参量两方面进行冬小麦收获期籽粒蛋白质含量及蛋白产量的预测研究。试验于2012年4—6月在国家精准农业研究示范基地开展,研究结果表明,冬小麦返青至灌浆初期,小麦冠层氮素密度与籽粒蛋白质含量的相关性优于叶片氮素含量与蛋白质含量的相关性,灌浆中期两者与籽粒蛋白质含量相关性差别不大;小麦叶片SPAD值与叶片氮素含量相关性总体优于其与冠层氮素密度的相关性,而叶绿素荧光参数SFR_G, SFR_R与冠层氮素密度的相关性优于其与叶片氮素含量的相关性;叶片SPAD与籽粒蛋白质含量的相关性在拔节期最弱,在灌浆中期最强,小麦冠层叶绿素荧光参数SFR_G, SFR_R与籽粒蛋白质含量相关性在返青至拔节期不显著,但孕穗期开始显著相关,在灌浆中期相关性最强且明显优于同期叶片SPAD与籽粒蛋白质含量的相关性;冬小麦籽粒蛋白产量与叶片SPAD值在小麦孕穗期至灌浆期显著相关,与SFR_G和SFR_R在小麦灌浆期显著相关;研究基于灌浆中期SPAD值及SFR_R值,构建了冬小麦籽粒蛋白质含量及籽粒蛋白产量的预测模型,其中,籽粒蛋白质含量预测模型复相关指数分别为0.426和0.497,模型标准误差分别为0.060%和0.055%,籽粒蛋白产量预测模型复相关指数分别为0.366和0.386,模型标准误差分别为125.367和123.454 kg·ha-1。研究表明,利用叶片SPAD值及冠层叶绿素荧光信息,在小麦收获前进行品质的快速预测是可行的。     

Speech related acoustical parameters in classrooms and their relationships

A survey on the speech related acoustical parameters in the Hong Kong classrooms having standardized architectural layouts is carried out in the present study. Results suggest that these acoustical parameters are highly correlated with each other even across different octave bands. It is also found that the relationships between parameters of different kinds do not depend on the frequency bands. Besides, the present results indicate that the sound pulse decay inside a not very reverberant classroom consists of an initial fast decay, leading to deviations of the field survey results from those predicted by the exponential decay under the uniform sound energy decay assumption. It is believed that the strong correlations between the various speech related acoustical parameters and the regression information obtained in the present study can help the estimation of the speech quality of the classrooms in the design stage.     

径向剪切干涉法综合诊断光束质量研究

 为了解决高功率激光装置光束质量诊断系统的自验证问题，研究了基于空间相位调制的径向剪切干涉法综合诊断光束质量的实验应用。该方法理论上只需一台干涉仪且从单幅干涉图中获取光束的近场、相位和远场分布信息。实验结果表明，目前可以得到高分辨率的相位分布，由测量近场和相位恢复出的远场同CCD直接测量得到的远场形态相同，环围能量比曲线相当吻合，不足之处在于只能提取近场较低空间频率成分，还达不到CCD直接测量的空间分辨水平。     

Enhancement of Goos–Hänchen effect in a prism-waveguide system with biaxially anisotropic metamaterial

We study the mechanism of large lateral shift effect in a prism-waveguide coupling system where the guiding layer is composed of biaxially anisotropic metamaterial (BAM). We make use of stationary-phase approach to calculate the GH shift with different thickness of coupling layer and guiding layer, permittivity of coupling layer and imaginary parts of permittivity of BAM. Simulation results show that by the change of the above parameters, GH shift can be modulated sensitively. The physical explanation is given about these phenomenons and the proposed prism-waveguide system with BAM can be designed to realize different functions, such as thickness measurement, refractive index testing and absorption detection.