基于大气偏振模式分布规律的导航方向角计算方法

 针对已有仿生偏振光导航方法中,根据局部天空区域的偏振信息获取导航信息存在的缺陷,提出一种基于大气偏振模式分布规律的导航方向角计算方法.该方法利用大气偏振模式的对称性定义了偏振响应和函数,根据大气偏振模式有限采样点的偏振信息,拟合估计出太阳子午线位置,并最终获取导航方向角信息,最后通过多组观测时刻、多组观测地点的仿真实验,验证了基于大气偏振模式分布规律的导航方向角计算方法的有效性.     

基于大气偏振模式对称性检测的航向角获取方法

基于自然特性的导航科学具有重要的研究与应用价值,本文针对仿生偏振光导航技术中的航向角获取问题,研究了一种基于大气偏振模式对称性检测的航向角获取方法。文章建立在对大气偏振模式分布规律的分析基础上,对获取的大气偏振模式图像进行对称性检测,利用大气偏振模式分布的对称性特征,根据检测结果确定大气偏振模式对称轴,即太阳子午线位置,进而解算出航向角信息,并通过实验验证了本文所述方法的有效性。本文提出的基于大气偏振模式对称性检测的航向角获取方法是仿生偏振光导航的一个重要研究内容,对基于自然特性的导航方法与策略研究,具有重要的实践指导意义。      

仿生偏振光检测系统的设计与实现

有效提取大气偏振模式信息是实现偏振光导航应用的前提条件.借鉴昆虫偏振敏感机理,设计了一种基于“3对偏振对比单元+1个光强检测单元”的仿生偏振光检测系统,详细阐述了光学前端接收结构、信号调理及主控硬件电路等功能模块设计.针对偏振正交误差的影响,基于激光器、调节台、偏振分析仪搭建了系统测试标定平台,并分别在室内暗场和室外晴朗天气下对传感器系统的输出偏振角进行了测试.结果表明,该系统偏振角平均误差小于0.5°,能够提供准确的航向信息,实现大气偏振模式的稳定获取.     

论测角定位系统的设备配置问题

测角交汇是一种广泛应用的传统定位方法，然而，对小基线、近基线（几米、１０几米）的特殊应用，过去极少被人们所重视，因此，对小基线、近基线定位精度的研究一直是个空白。本文以理论和实践相结合的方式对这一问题进行了深入研究。     

基于偏振光传感器的仿鼠脑导航方法

面对长距离复杂场景下的自主移动机器人导航问题,仿生鼠脑的RatSLAM相较传统SLAM更加高效。但完全依赖视觉信息,导致其精度不高、可靠性不足。通过引入天空偏振光定向,高效地提供精准的绝对航向角,可以弥补RatSLAM的不足。设计并搭建了一种偏振光仿鼠脑导航系统及导航实验平台,经过室外道路实验验证了系统的性能,并与RatSLAM进行了比较。实验结果表明,偏振光仿鼠脑导航系统和RatSLAM的平均位置误差分别为3.65 m和26.29 m,平均角度误差分别为0.36°和2.39°。该系统减少了累积误差,实现了高效、强鲁棒性、轻量化的自主导航。     

部分偏振光的表示方法

随着光纤通信和光纤传感的快速发展,人们时光的偏振态提出了越来越高的要求.光是一种横波,其偏振态大致分为:完全偏振光、部分偏振光和自然光.文中介绍了完全偏振光的几种表示方法,给出了几种部分偏振光的描述方法.并阐述了它们之间的差异与联系.     

基于精密测距测角的相对定位方法

本文介绍了一种基于舰船间精密测距、测角的相对定位方法，以克服现有导航定位模式存在的缺点和不足，减小多舰船协同作战系统中由定位、航向误差引起的目标位置报告差异。 误差分析与仿真试验说明，该方法在一定条件下是有效的。     

径向偏振光的研究及检测方法

径向偏振光具有轴对称的偏振光结构,在经过高数值孔径的透镜汇聚以后有很强的纵向梯度电场且具有超越衍射极限的能力,光波的电磁场强度越大,处于这种光波之中的物质能量越高。采用偏振光轴向检测片产生径向偏振光,并通过偏振光检测装置对径向偏振光进行质量检测。结果发现,利用该种方法产生的偏振光具有轴对称性高、各个点沿径向偏振光强均匀分布。     

激光动态测角系统

动态测角应用广泛,技术难度大。应用环形激光传感器(RLS)设计成功的动态测角系统,具有精度高,测量快,结构简单,操作方便等优点。RLS输出信号作速度反馈,控制系统控制转台恒速转动,光学指零传感器将反射光束转换成电脉冲,控制计数器工作,通过多次重复测量和计算机数据处理,使重复测量精度达到±0.2arcsec.     

相控阵跟踪系统测角与角度跟踪算法

针对高速运动平台与中继卫星之间稳定的双向信息传输需求,开展弹载平台二维有源相控阵卫星自跟踪技术的研究,完成二维相控阵天线跟踪系统方案的设计,为弹载中继终端大规模二维有源相控阵的研制奠定基础。首先给出相控阵跟踪系统方案并对相控阵自跟踪系统的关键技术进行了分析:角度搜索/捕获,角度测量,角度跟踪;随后对相控阵卫星跟踪系统的测角方法和角度跟踪滤波算法进行研究,分析了具体原理并对测角精度和跟踪精度进行了仿真研究。