现有的国标光度法无法直接测定流程工业中连续反应单元生产过程的污染物, 主要原因是氧气在深紫外区对紫外光的吸收干扰了紫外分光光度计对目标物质的检测, 导致检测结果存在一定程度偏差。 因此, 解决这一问题的关键核心是稳定获取深紫外区不同特征波长物质的高灵敏光度信息。 在紫外分光光度计基础上加装氮气输配系统, 同时设计了自动进样流通池及进样托盘以实现检测间隙自动进样功能, 减少检测间隙氮气消耗。 为提高仪器稳定性, 分别精准控制通入仪器内部光学系统区、 样品室和数据接收区三个腔体的氮气流量, 数值分别为6, 2和3 L·min-1, 使仪器基线平直度平均值由0.108降低至0.010, 较空气条件削减了90.7%。 通过对比空气与氮气两种气氛下直接测定SO2-4的吸光度、 灵敏度、 灵敏度变化量和线性范围的差异, 发现氮气气氛下检测结果的吸光度和灵敏度在光程b=1~100 mm范围内均有提升, 灵敏度变化量随b=1 mm时的10.42%增大至b=100 mm时30.65%, 线性范围却随光程的增加由0.09 g·L-1缩短至0.03 g·L-1。 说明氮气输配系统能够成功抑制检测过程中紫外光强度的衰减。 与检测SO2-4的常用方法之一的离子色谱法相比, 该方法具有检测便捷、 检测结果稳定可靠并且经济效益良好的优势, 可为工业实际应用奠定基础。

受激光测距机作用距离和脉冲频率等的限制,主动测距方法无法在高空斜视远距离大区域成像模式中得以应用。针对该问题,提出了一种对同一目标区域进行多次立体成像测量的定位算法。利用机载定位系统测出平台位置、姿态信息,以及相机框架轴角信息,建立目标区域地理坐标与图像像素点间的映射关系,利用地球椭球模型求解目标初始地理信息,应用卡尔曼滤波器对数据进行自回归预测,采用蒙特卡罗法仿真分析误差对定位精度的影响。结果表明,立体成像40次后目标的定位精度优于20 m,立体成像180次后目标的定位精度优于10 m。采用飞行实验数据验证了该目标定位算法的有效性,在飞行高度为9800 m、倾斜角为78°时,立体成像40次后目标的定位精度优于35 m,可满足工程应用需求。

针对大功率永磁同步电机驱动的光电跟踪转台, 提出了一种基于特征系统实现算法的控制模型辨识方法。首先, 根据永磁同步电机的矢量控制原理, 对白噪声测试系统进行了系统配置; 其次, 采用功率谱密度函数的分析方法对系统的输入和输出数据序列进行了分析, 得到了系统的频率响应函数; 最后, 通过特征系统实现算法对系统的马尔可夫参数进行了辨识, 获得了光电跟踪转台的控制模型。实验结果表明: 采用特征系统实现算法可以精确地辨识出光电跟踪转台的控制模型, 该控制模型能够较好地反映系统的动态特性, 为控制器算法的设计提供了理论依据, 具有较好的实用性。

以长焦距斜视相机俯角系统为研究对象, 针对高动态下自准直检焦镜筒定位精度不高的问题, 提出了一种基于高增益观测器的多环路控制策略。首先, 根据俯角控制系统开环幅频特性曲线, 建立了俯角位置控制系统的数学模型, 从控制理论角度分析了所设计控制策略的可行性; 然后, 通过实际系统进一步验证了所设计控制策略的可靠性。实验表明, 高增益观测器能够很好地估计镜筒在非惯性空间下的角速度和角加速度状态; 相比于双闭环控制方法, 本文提出的控制策略可将俯角位置控制扰动最大误差减少96.3%, 保证了镜筒的检焦位置定位精度优于0.05°, 因此具有较好的工程应用价值。

长焦距面阵CCD相机以TDI模式进行动态横向多幅扫描成像时, 行转移频率高或者曝光时间长会使图像输出有明显缺损, 从而影响图像的判读。为解决这一问题, 分析了全帧CCD相机TDI模式的工作原理, 分析认为快门曝光过程中CCD存在的无效TDI转移是导致输出图像出现缺损的主要原因。通过实验验证了分析结果, 并提出保证CCD曝光过程中TDI转移与机械快门曝光精确同步的方法来消除无效TDI转移。 据此设计了光电同步定位法进行曝光控制, 并研制了相应的快门光电同步装置。成像实验结果显示, 该方法可将图像缺陷区域控制在15列像元内, 解决了面阵CCD在TDI模式下输出图像的缺损问题, 提高了图像判读精度。

摆扫式航空遥感器采用线阵时间延迟积分电荷耦合器件(TDI-CCD)作为成像探测器，对运动的目标成像时，在积分时间内，飞行与时间延迟积分扫描二维空间上都存在拖影现象，降低了遥感系统的调制传递函数，导致图像的分辨率下降。针对上述现象，分析了像拖影产生的原因并建立了数学模型，定量分析了像拖影对调制传递函数的影响，通过调制传递函数与图像分辨率之间的关系，建立了像拖影与图像分辨率之间的映射，并采用主动补偿的方法进行像拖影补偿。利用动态目标发生器、平行光管以及三轴摇摆台模拟飞行环境，对理论分析结果进行实验验证。实验结果表明，当控制精度在理论允许的误差范围内时，图像拖影现象得到了明显改善，提高了图像的分辨率。

为了提高航空测绘相机的制图精度，研究了前向像移补偿过程中测绘相机畸变的纠正方法。根据光学像差理论对畸变的影响因素进行了分析，得到了前向像移补偿过程中影响畸变的关键参数。考察了主点、主距等参数变化对畸变的影响规律，在此基础上提出前向像移补偿下畸变的计算模型。依据提出的模型对前向像移补偿下的航空测绘相机进行了数学仿真及外场飞行实验。结果表明，提出的算法稳定、有效，可以有效地纠正前向像移补偿时航空测绘相机的畸变，平面位置中误差较传统纠正方法可提高1.38倍。

结合航空图像的噪声来源与图像特性，提出一种基于中值预滤波的图像小波去噪算法。图像首先经中值滤波器进行预滤波，滤除随机的脉冲式噪声,然后对处理后的图像进行小波变换，与给定阈值相比，对可明显判为信号或噪声的系数进行相应处理；对不确定为信号或噪声的系数进行多尺度上的相关性追溯，判别其归属后进行处理。实验结果表明:该方法客观上提高了图像的信噪比，主观上使去噪后的图像纹理分明，能更好地适合人眼的视觉特性，有利于航空图像的分析、判读。

本文针对航空可见红外相机的位置伺服系统,设计了一种混合型模糊PID控制器。该 控制器将二维模糊控制器和常规的PI控制器相结合,根据位置误差的不同,选择不同的控制策略,使 位置伺服系统具有动态响应快及稳态误差小的特点。与传统的超前–滞后校正网络的仿真比较表明, 所设计的混合型模糊PID控制器能够显著提高位置伺服系统的动态和静态性能,并可广泛应用于红外可见 光相机系统。