1 华中光电技术研究所-武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430223
2 中国科学院大学, 北京 100049
冷原子干涉实验中涉及复杂的激光调制技术, 为调制器提供合适的射频驱动信号至关重要, 驱动信号的相噪直接影响了冷原子干涉仪的灵敏度。设计了一种能够产生6.834 GHz信号的低相噪信号源, 该信号源采用二级锁相环频率合成技术, 将恒温晶振输出的10 MHz信号倍频到100 MHz, 再将100 MHz信号倍频到7 GHz, 最后与外部DDS芯片产生的166 MHz信号混频实现6.834 GHz微波信号源。经过测试, 信号源的输出相位噪声为-61.9 dBc/Hz@1Hz, 满足冷原子干涉实验的需求。
冷原子干涉仪 信号源 锁相环 相位噪声 恒温晶振 cold atom interferometer signal source phase locked loop phase noise oven controlled crystal oscillator
1 华中光电技术研究所-武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430223
2 上海航天控制技术研究所, 上海 201109
为降低探测激光功率抖动对高精度冷原子干涉仪测量结果的影响, 以声光调制器作为激光强度反馈媒介, 采用混频器对声光调制器驱动射频功率进行控制, 搭建了用于冷原子干涉仪探测激光脉冲的功率稳定系统, 实现了冷原子干涉仪探测过程中激光脉冲的快速功率稳定。功率稳定后, 激光脉冲的功率稳定建立时间达到μs量级, 功率稳定度优于[2.11×10-4](500 μs), 激光功率的长期稳定度为[2.47×10-4](14 h), 激光功率的噪声得到了有效抑制。理论上可以将探测激光的功率抖动对于冷原子干涉仪相位信号的噪声贡献降低至[1.38 mrad]。较大程度上提高了干涉信号的稳定性, 降低了系统噪声。
冷原子干涉仪 探测激光 功率稳定 功率噪声 cold atom interferometer probe laser power stability power noise
华中光电技术研究所-武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430223
冷原子干涉仪的原子冷却与囚禁过程对于激光的线宽、频率的准确性和稳定性有很高的要求。为获得满足实验需求的 780nm激光束, 利用 Rb87原子 D2线的精细谱线 5S1/2 F= 1. 5P3/2F= 3作为频率参考谱线, 用调制转移稳频方法(MTS), 获得无 Doppler背景的调制转移光谱。在实验中利用这个光谱信号作为误差信号可以将激光器频率稳定在铷原子参考频率上长达 20h, 线宽在 136kHz, 频率稳定度在 8.5′ 10-12(0.1s), 满足实验室冷原子干涉实验的要求。
原子光学 激光稳频 调制转移光谱学 四波混频 冷原子干涉仪 atomic optics laser frequency stabilization modulation transfer spectroscopy four-wave mixing cold atom interferometer
华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430223
在高精度原子陀螺仪研究中,需要通过加热铷源释放铷原子,而铷原子释放速率和数量稳定性直接影响原子陀螺仪的精度。为了实现铷源的精密温度控制,设计了一种直接利用温控芯片控制和加热铷源的精密温控系统。该系统运用LTC1923驱动外部的全桥驱动管控制低磁线圈对铷源加热。经实验测定,铷源的温度稳定性能够稳定在±0.3 ℃以内。该温控精度能够使得腔体中铷原子的数量具有很好的稳定性,为原子陀螺的实现奠定了技术基础。该控制系统具有温控精度高、体积小、操控简单等特点。
原子陀螺仪 铷源 铷原子释放速率 精密温控系统 低磁线圈 atomic gyroscope rubidium source rubidium atom release rate precision temperature control system low magnetic coil
华中光电技术研究所-武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430223
紫外地球敏感器作为姿态测量装置具有广阔的应用前景,它与星敏感器配合可使航天器的指向精度和稳定度提高一个数量级。针对地球紫外中心指向高精度提取问题,提出了一种基于点Hough变换的紫外地平圆盘中心提取算法。首先,采用Sobel边缘算子、大津阈值分割、梯度锐化确定边缘快速提取算法,准确提取地球紫外临边特征。然后对临边边缘采用点Hough变换和除噪得到中心的精确位置。结果表明,该方法可实现高精度地球中心提取。
紫外图像 Sobel算子 大津阈值分割 点Hough变换 中心提取 ultraviolet image Sobel operator Dajin threshold segmentation point Hough transform center extraction
华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430223
为提高导航设备的适装性,设计了一个基于DSP-ARM的低成本MEMS_IMU/GNSS组合导航系统,系统采用ARM芯片对惯性测量单元和卫星接收机模块进行原始数据采集和器件配置,并实现原始数据解码和打包发送给DSP,DSP芯片接收ARM发送的打包数据,进行组合导航解算,并将原始数据与导航数据输出。介绍了组合导航系统的组成结构,给出了硬件系统和软件系统的设计,采用初始对准、惯导解算和组合导航算法,并对算法进行了仿真分析和跑车试验,试验结果表明,设计的组合导航系统的位置误差为10 m以内,速度误差为0.1 m/s以内,航向误差为2°以内。
数字信号处理 MEMS_IMU/GNSS组合导航系统 低成本 嵌入式软件设计 digital signal processing MEMS_IMU/GNSS integrated navigation system low cost embedded software design
华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430223
星点检测用于星图中星点质心坐标的提取,是星敏感器处理算法的重要组成部分。星点检测的准确度、精度以及处理速度对星敏感器整机性能具有重要影响。目前,成熟的星点检测方案是采用DSP+FPGA进行图像处理,通过高斯曲面拟合、平方质心法等方法提取质心坐标。提出了一种基于SOPC技术和FPGA图像处理实现星点检测的可行方案,详细介绍了关键算法设计及实现细节。在减小电路尺寸的同时,该方案极大提升了处理速度,实际应用中1 024×1 024分辨率星图可达到14 Hz帧率,这对于提高星敏感器实时性、丰富星点检测的实现方法具有重要意义。
星敏感器 现场可编程门阵列 片上可编程系统 平方质心法 star sensor field programmable gate array system on programmable chip square centroid method
1 华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430073
2 中国船舶重工集团公司750试验场， 云南 昆明 650051
在使用相机对空中远处点目标成像时，不可避免的，会因为相机的角运动引起图像的模糊。针对这一问题，提出了一种运动模糊复原方法。首先通过建立点目标运动的模型来了解造成运动模糊的原因，其次通过对模型的分析，从基本理论开始推导得出一个退化函数，并且采用模糊图像的维纳滤波复原模型。最后，对图像进行了仿真实验。实验结果表明，该复原模型有较好的复原效果。
天文导航 星图 运动模糊 复原 celestiul navigation star image motion blur restoration
1 华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430073
2 海军驻中南地区光电系统军事代表室, 湖北 武汉 430073
运动目标的检测是目标识别与跟踪的关键技术之一。光流技术是一种以物体的运动特征来检测目标的方法,它的提出为运动小目标的检测开辟了新的空间。在一个搜索跟踪系统中使用光流技术检测和跟踪空中小目标,目标大概为5~10个像素,而且背景复杂,相机抖动,普通分割算法无法得到小目标。在目标的运动明显异于背景的情况下,通过利用基于光流的目标检测算法来检测出小目标,同时运用高斯金字塔模型,提高算法的运算速度。试验结果表明提出的基于光流的检测算法在背景运动的红外图像中取得了较好的效果。
运动小目标 目标检测 目标跟踪 光流法 高斯金字塔 small moving object object extraction object tracking optical flow method Gauss pyramid model
1 上海航天技术研究院第八零三研究所,上海,200233
2 华中光电技术研究所,湖北,武汉,430073
3 华中科技大学,图像识别与人工智能研究所,湖北,武汉,430074
针对海面小目标处于海空线这一先验知识,提出了基于小波变换和多方向Gabor滤波融合的方法,检测任意角度的海天线,确定小目标的潜在区域,减少搜索区域与虚警情况,并利用运动目标的相关性检测小目标.结果表明,该方法对于复杂的海面背景是有效的,能够很好地检测出目标点.
小目标检测 海空线 小波变换 Gabor滤波
