激光干涉测量系统非结构性误差的分析与补偿

介绍了测量系统中双频激光干涉仪的测量原理。针对测量系统精度要求高的特点,深入分析了环境及安装因素对测量结果的影响,尤其是激光波长、镜面面形、数据延迟、反射镜安装非正交等4种干涉仪非结构性误差,研究各种误差对测量结果的影响,并给出相应的误差补偿方法。结果表明,这些补偿方法有效地消除了环境及安装误差对整个测量系统的影响。     

激光外差干涉检偏器旋转误差对非线性误差的影响

为了减小激光外差干涉纳米测量的非线性误差,必须明确检偏器旋转误差对非线性误差的影响机理与消除方法。通过分析激光外差干涉检偏器旋转误差对非线性误差的影响,推导出检偏器旋转误差对非线性误差一次谐波和二次谐波的影响模型。仿真结果表明,当存在激光束椭圆偏振时,检偏器旋转误差对非线性误差的影响很小;当存在偏振分光镜旋转误差时,检偏器旋转误差引起的非线性误差不增加二次谐波分量,但增大了非线性误差一次谐波分量,严重影响非线性误差的大小,当偏振分光镜旋转误差为3°时,检偏器旋转误差从0°增加到5°,非线性误差从0.14 nm增大到0.97 nm。     

横向剪切干涉中非共光路误差的识别与补偿

由于相移式横向剪切干涉不需要标准参考波面,因此它可以缩小干涉腔长、甚至实现绝对的共光路干涉,从而最大程度上降低了空气扰动和振动的影响,但实验室设计的相移式横向剪切干涉测量装置中的分束棱镜、剪切平板和五棱镜的制造误差仍然造成了发生错位的两波面间产生非共光路误差。通过剪切干涉测量装置中调整误差和非共光路误差的对比分析,提出了非共光路误差的计算方法,并在测试结果中进行非共光路误差的补偿。实验结果发现补偿非共光路误差后的面形误差与ZYGO干涉仪的测量结果非常接近。     

面向下一代低低跟踪重力测量的星间激光干涉测距系统误差分析

星间激光干涉测距系统是下一代低低跟踪重力测量卫星的核心载荷,要求实现纳米级位移测量精度.针对此要求,设计了一种具有锁相应答转发体制的激光干涉测距系统,依据系统组成与工作原理推导系统测量原理、频率传递关系,顶层剖析分解激光干涉测距系统中的测量误差项,对各误差项建立预算模型,并进行合理的数值计算,总体实现优于7.5 nm/Hz1/2@0.1 Hz(0.1 Hz为傅里叶频点)的星间距离变化测量精度,满足下一代低低跟踪重力场高精度反演对星间激光干涉测距系统的测距需求.     

激光干涉测振技术的补偿研究

针对当前激光干涉测振信号误差补偿方法存在的鲁棒性较低,难以有效、准确地完成误差补偿的问题,提出一种新的激光干涉测振信号误差补偿方法。通过对激光干涉测振技术工作原理的深入分析,获取激光干涉测振信号中误差形成的主要因素,对于其中存在的直流偏置与不等幅两项误差,进行基于伪极值法的误差计算补偿,对于完成上述补偿后所得信号中存在的非正交误差项,采用伪极值法结合矢量相位校正运算的方式进行校正,实现激光干涉测振信号误差补偿。根据仿真实验结果可知,采用本文方法能够有效完成激光干涉测振信号的误差补偿,且该方法的误差补偿效果明显优于实验对比方法。     

双光栅干涉位移传感器原理及其误差分析

双光栅干涉位移传感器拥有量程大、精度高等优点。文中详细阐述了传感器的测量原理,并对此理论原理进行ZE MAX软件仿真。与此同时,基于角谱理论推导得到干涉场中的光强分布。结果表明,激光通过双光栅后可以得到三角函数分布的干涉条纹,且双光栅相对移动一个光栅距离时条纹相应移动一个周期。最后分析了对双光栅传感器位移测量结果可能带来误差的因素,以及这些因素对测量结果的影响,文中给出了部分因素的误差表达式。     

基于激光干涉的高分辨率精密位移测量研究

由于高分辨率精密位移测量过程中调制深度波动和载波相位延迟,导致相位解调中存在误差,致使测量效果较差,测量时间较长,提出基于激光干涉的高分辨率精密位移测量方法。分析激光干涉原理和位移测量原理,获取位移测量误差产生的原因,采用相位生成载波反正切解调方法解调干涉信号,通过离散卡尔曼滤波修正相位解调后正交信号的幅值和偏置,补偿相位解调误差,实现高分辨率精密位移测量。实验结果表明,所提方法的测量波动均值稳定在±1.5 nm之间,能够有效地稳定测量能力、减小测量误差、缩短测量时间。     

制导雷达组网相对系统误差补偿研究

在制导雷达网中进行精确系统误差补偿是实现制导雷达组网信息资源共享与数据融合的先决条件，是实现制导雷达组网的关键技术之一。通过对制导雷达网中误差源的分析，分别建立了距离、方位角、高底角的误差补偿模型，在此基础上，提出了一种制导雷达组网相对系统误差补偿方法。通过仿真可以看出，误差补偿后的支援信息更接近于观测信息，表明此补偿方法具有可行性与有效性。     

高精度激光寻北仪误差补偿技术研究

基于激光陀螺的寻北仪,具有寻北精度高及稳定性好等优点,在军事和民用领域都得到了一定的应用。为了实现激光寻北仪的高精度指标,传感器参数标定的准确性至关重要,但由于转台精度的限制,影响传感器参数的标定,造成激光寻北仪寻北精度的下降。该文对基于转台的标定进行了研究,采用系统级标定方法,通过建立标定参数误差补偿模型,利用卡尔曼滤波收敛参数,得到更准确的标定参数。最后,对激光寻北仪进行了系统级的标定,通过静态寻北实验表明了标定误差补偿法的有效性,保证了高精度激光寻北仪的寻北精度。     

激光脉冲测距的测距精度及误差分析

以激光脉冲测距的原理为基础,对激光脉冲探测理论进行了分析,在分析影响激光脉冲测距的各种误差源的基础上,给出了误差修正公式,并指出该误差是影响激光脉冲测距精度的主要因素．同时对激光脉冲测距的精度和误差进行了定性的分析,提出了试验中提高测距精度的主要途径,为正确分析靶场光学测量设备的整体效能提供依据．     

基于labview的热变形误差计算及补偿方法

温度是机械加工中最基本的参数之一,在生产过程中常需要对温度进行检测和监控。数控机床加工中,常需要对数控机床进行热误差计算并实现热误差补偿,通过热误差补偿技术来达到提高数控机床加工精度的目的。因此,研究一种基于串行通信的多路温度采集和实时监控系统,对提高工业控制性能、提高数控机床的加工精度以及提高生产效率有着重要的意义。     

半球谐振陀螺静态误差分析与补偿

半球谐振陀螺由于特有的优势而具有广阔的应用前景,但由于加工工艺和研究水平的限制,其测量精度有待提高,该文针对半球谐振陀螺的静态误差,分析了加速度对半球谐振陀螺的影响,选取了静态误差补偿模型,设计了标定实验中的方位定向,推导了个误差系数的计算公式,最后通过实验表明了标定补偿的有效性,使陀螺的输出系统误差减小了1个数量级。     

综合孔径辐射成像系统的轨道摄动误差修正

为了提高综合孔径辐射成像系统在地球物理摄动因素影响下的图像精度,对低轨星载综合孔径辐射成像系统的成像误差的修正方法进行了研究,提出了针对地球形状摄动、大气阻力摄动以及两种摄动共同作用的空域补偿动力学模型,结合空域摄动法和数值分析方法对这一空域误差补偿动力学模型进行了模型简化以及误差补偿算法的研究,并给出了空域补偿算法的流程图。仿真结果表明,所提出的空域补偿算法极大地提高了综合孔径辐射成像系统对于目标场景物体的恢复精度,有效降低了综合孔径辐射成像系统成像的摄动力误差。     

天线罩瞄准误差的建模和补偿方法

研究了天线罩瞄准误差斜率对于雷达型导弹制导系统稳定性和脱靶量的影响,讨论了天线罩瞄准误差斜率的建模,根据已有建模方法的优缺点,提出用数据表格来描述俯仰、偏航平面上的天线罩瞄准误差,在此基础上进行查表法补偿,并通过数学仿真测试了该补偿方法,补偿精度满足要求.     

压力传感器非线性误差的硬件补偿法研究

基于许多压力传感器的灵敏度随压力增加而下降的事实，提出对线性拟合的残留一次多项式近似，并进而实现硬件补偿的非线性修正新方法。构造了简单、稳定的补偿电路，该电路利用对三角波进行导通角调制来二次多项式函数。这个方法已在工程上得到了应用并取得发良好的效果。     

光参量放大拼接晶体加工误差补偿系统设计

晶体拼接技术能够解决光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)过程中非线性晶体口径受限问题,从而有效地提高放大器的输出能力。晶体加工误差补偿是晶体拼接要解决的核心问题之一。对拼接晶体加工误差对光束质量的影响进行了分析,设计了拼接晶体加工误差补偿方案,设计并加工完成拼接晶体加工误差补偿能动反射镜。通过实验验证了拼接晶体加工误差补偿方案的可行性和稳定性,同时证明了该系统满足晶体拼接要求。