1 北京跟踪与通信技术研究所，北京 100094
2 中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西 西安 710119
3 青岛海洋科学与技术试点国家实验室，山东 青岛 266237
针对现有高速电视交会测量火箭漂移量受外界环境影响大和测量数据不能实时获取等问题，提出了基于激光雷达的火箭实时起飞漂移量主动测量方法。首先将激光雷达通过安装台安装在二维精密转台，在火箭发射过程中，二维精密转台带动激光雷达持续高精度跟踪扫描火箭的目标点位置，获取目标点位置对应的激光点云数据。接着，数据处理系统接收激光点云数据，拟合每一帧数据的椭圆曲线及其圆心位置，以火箭静止时椭圆圆心位置为基准位置，计算每一帧数据的椭圆圆心位置与基准位置的相对差值，确定火箭在起飞阶段的实时漂移量。最后，通过火箭发射试验验证文中提出的测量系统及测量方法，试验结果表明：在有环境干扰条件下，实时漂移量测量精度可达到3.1 cm，是目前火箭漂移量测量中精度最高的测量方法，同时可保证数据的实时性。为火箭发射的安控台提供了实时判别数据，保证了发射过程的安全。
激光雷达 火箭漂移量 曲线拟合 测量精度 lidar rocket drift curve fitting measurement accuracy 红外与激光工程
2022, 51(7): 20210636
北京跟踪与通信技术研究所 空间目标测量重点实验室, 北京 100094
在主动照明强度相干成像方法中, 考虑相干性变化对成像频谱模值的影响.建立上行链路光场空间相干性变化模型; 引入相干因子建立基于相干性变化的强度相干成像模型; 仿真相干性变化对强度相干成像频谱模值的影响; 最后设计实验验证模型的正确性, 分析所提模型和原模型恢复频谱模值与真实频谱模值的峰值信噪比.结果表明：在有激光主动照明时引入相干性因子是必要的,不同湍流相干长度下峰值信噪比较原模型提高了3.6%~6.2%.基于相干性变化建立的强度相干成像模型恢复的频谱模值质量更好.
强度相干成像 主动照明 相干性变化 频谱模值 峰值信噪比 Intensity correlation imaging Active illuminate Coherence change Spectral modulus Peak signal to noise ratio 光子学报
2018, 47(10): 1011004
1 北京跟踪与通信技术研究所 空间目标测量重点实验室，北京 100094
2 北京空间信息中继传输技术研究中心，北京 100094
为了提高强度相干方法对空间目标的成像质量，避免复杂的相位估计过程及其引入的额外误差，对高阶强度相干的相位恢复方法进行了改进.在对高阶强度相干相位测量信噪比定量讨论的基础上，选择三阶强度相干方法对远场目标测量过程进行仿真，针对相位解算过程中频谱模值传递噪声放大等问题，根据相位估计与相位测量结合的思路，提出了相位闭合正则项改进算法.通过室内强度相干成像实验，比较改进算法与最速下降法、先验信息迭代方法对相同测量结果的图像恢复效果.实验结果表明，改进算法得到的图像误差值低于原有方法，较为有效地提高了成像质量.
空间监视 图像重构 傅里叶光学 相位测量 信噪比 Space surveillance Image reconstruction Fourier optics Phase measurement Signal to noise ratio
华南师范大学 物理与电信工程学院 量子调控工程与材料实验室, 广州 510006
为了实现生物组织及相位光栅等透明相位物体的快速定量相位测量与成像, 基于共轴干涉及相衬干涉原理, 构建了一套相位物体定量相位快速测量与成像系统。分析了定量成像原理, 设计了相应的相位提取及恢复算法。通过拍摄单幅或两幅相衬图, 实现了相位光栅、水滴等小相位变化的相位样品的定量相位测量与成像。设计了相应的分区差分相位解包裹算法, 实现了相位值超过π的微透镜的定量相位测量与成像。结果表明, 通过该系统测量所得到的全息相位光栅的相位分布以及不同超声驱动电压下弱超声驻波光栅的相位振幅变化关系与其它方法所得的测量结果基本一致; 微透镜的实验测量厚度值与理论计算值相比, 绝对误差约为0.03μm。本系统具有一定的可行性和适应性, 在生物细胞和组织等透明相位物体的快速测量与成像方面有潜在的应用意义。
成像系统 定量相位成像 干涉 相位物体 单幅或两幅相衬图 imaging systems quantitative phase imaging interference phase objects one or two phase contrast images
北京跟踪与通信技术研究所空间目标测量重点实验室，北京 100094
为提高强度相干成像中符合计数方法的探测信噪比，实现对中高轨卫星的清晰成像。根据HBT效应和光电转换半经典模型建立了强度相干的符合计数简化模型，分析了设备时间测量误差、符合窗函数和观测光谱形状对符合计数探测信噪比的影响，并根据观测条件对符合窗函数进行了优化。利用蒙特卡洛方法仿真了符合窗函数对探测信噪比的影响。仿真结果表明：利用最优符合窗测量目标的频谱模值时，其探测信噪比较传统方法提高了39.2倍。通过对符合窗的优化能够有效提高强度相干成像探测信噪比，提高对暗弱目标的强度相干成像质量。
强度相干 符合计数 窗函数优化 频谱模值 蒙特卡洛 半经典模型 intensity correlation coincidence counting window function optimization spectrum modulus Monte-Carlo semi-classical model 红外与激光工程
2015, 44(11): 3454
北京跟踪与通信技术研究所 空间目标测量重点实验室, 北京 100094
对高轨目标成像时为减小恢复图像中的噪音,需对相干阵列系统参量进行优化以提高强度相干成像质量.根据强度相干原理分析空间频谱测量噪音和相位恢复噪音产生的原因,在高频探测器数量固定情况下,分析相干阵列的集光面面积、探测器排布间距等参量对成像质量的影响.通过室内实验,研究最优集光面面积和最短观测基线的选取方法.实验结果表明:对于14星等的地球同步轨道卫星,阵列最短基线长度为光场横向相干长度0.61倍,集光面直径为光场横向相干长度的0.46倍时可获得最佳成像效果.对阵列的优化能够提高强度相干成像质量.
空间目标成像 强度相干 相位恢复 阵列优化 散粒噪音 部分相干 Space object imaging Intensity correlation Phase retrieval Array amelioration Shot noise Partially coherence
利用强度相干方法对高轨目标成像时存在着频谱模值测量信噪比低和相位恢复复杂等问题，严重影响成像质量。为获得高轨目标的清晰图像，根据高轨卫星空间频谱分布先验信息、图像分布先验信息和强度相干测量噪声分布特点，探讨了利用先验信息对强度相干成像的频谱模值估计方法和相位恢复方法进行改进与优化，并设计了室内实验验证了改进算法的有效性。室内实验表明，通过对频谱模值估计方法和相位恢复算法的改进能够显著提高强度相干成像质量，减小恢复结果中的噪声斑点与歧义图像。
成像系统 强度相干成像 相位恢复 先验信息 极大似然估计 空间频谱
1 北京跟踪与通信技术研究所, 北京 100094
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
设计了一种新的强度相干成像室内实验方法, 以简化现有强度相干实验过程, 获取接近实际观测的测量数据。首先, 分析了强度相干成像原理及影响成像质量的因素;介绍了现有强度相干成像实验方法并分析其存在的不足。然后, 利用赝热光源和CCD设计了一种新的强度相干成像方法;介绍了利用此种方法模拟强度相干成像的原理及特点。最后, 进行了室内强度相干成像实验, 验证了提出方法的可行性。实验结果表明: 利用提出的实验方法能够较好地测量目标的空间功率谱, 测量噪声主要分布在高频部分;当测量信噪比大于20时, 利用相位恢复方法可恢复获得较好的目标光强分布图像。实验显示, 提出的成像方法能够较好地模拟强度相干成像, 实验中能够较为方便地调节光强随机涨落并观测基线参数, 实现对小角直径目标的有效成像。
合成孔径成像 强度相干成像 空间频谱 相位恢复 赝热光 synthetic aperture imaging intensity correlation imaging spatial frequency spectrum phase retrieval pseudothermal light
1 北京跟踪与通信技术研究所，北京 100094
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
有效反射面积小，运动速度快的空间低轨卫星和小碎片的日益增多对现有地基探测跟踪技术提出了挑战。本文分析了国外现有低轨小目标光电探测技术的发展现状，结合低轨小目标的探测需求，提出了一种用于低轨微小卫星及小碎片搜索/跟踪探测的机动式车载大视场光电望远镜设计方案。介绍了该望远镜的光学系统、跟踪架及载车，描述了它的工作模式和图像处理，讨论了系统的搜索和探测能力。结果表明，该望远镜对300 km轨道高度的目标搜索能力达到13.5星等(相当于直径5 cm目标)，可以满足搜索和跟踪低轨微小卫星及小碎片探测的实际需求。
低轨 碎片 小卫星 搜索跟踪望远镜 光电望远镜 low orbit space debris small satellite searching and tracking telescope photoelectric telescope
