不同于普通弹药,巡飞弹能够在目标上空进行“巡弋飞行”,获取目标位置信息,并传送至指挥中心,用于战场态势分析及火力布局。受限于巡飞弹载机负载能力和成本要求,巡飞弹光电系统目标定位能力无法与大型无人机媲美。为提高巡飞弹目标定位精度,从巡飞弹目标定位的原理和流程出发,分析影响目标定位精度的误差源。在典型工况下,研究了卫星定位系统经度和纬度误差、惯性导航系统(INS)航向误差、测角误差和测距机测量误差等主要影响因素对目标定位精度的影响程度,可作为提升目标定位精度的设计依据。针对卫星定位系统经度和纬度误差对目标定位精度的影响结果,进行外场试验,验证上述分析结论。试验结果表明:当卫星定位系统经度和纬度精度由5 m提升至1 m时,目标定位的圆概率误差(CEP)下降约31.5%,与理论分析基本吻合。
1 中国医学科学院北京协和医学院生物医学工程研究所, 天津 300192
2 中国医学科学院北京协和医学院医学实验动物研究所, 北京 100021
3 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
介绍一种基于光谱检测和数据驱动模型的非接触式血液物种识别技术。 选取了4个物种(猴144, 大鼠203, 狗133, 人169)共计649个血样作为原始样本。 超连续谱激光光源的波长范围是450~2 400 nm。 分别采集抗凝管盛装血液样本的后向散射可见光谱(294~1 160 nm)和十个不同空间位点的前向散射近红外光谱(1 021~1 757 nm), 将十一条光谱数据顺序连接为一维数据作为每个样本的原始数据。 利用主成分分析法对数据集进行特征信息提取, 保留原始差异信息量的99.99%, 同时将数据量压缩为原始数据量的1.5%, 提高分类识别的运算效率。 对不同数量的训练集和验证集进行训练预测实验表明, 十折交叉验证的识别误差率随着样本数量的增加而降低, 样本库规模的增大可以提高识别的精确度。 由于数据驱动模型是基于机器学习算法的数据流处理模型, 因而可以采用多种不同的分类算法实现。 通过比较人工神经网络、 支持向量机、 偏最小二乘回归、 多元线性回归、 随机森林和朴素贝叶斯的识别效果可以发现, 不同算法的识别效果具有类别差异性, 即各个算法的正确识别率排序在不同的物种中是有差异的。 因而实际应用中, 在选择数据驱动模型时, 除了需要考虑算法的整体识别率之外, 当对部分类别的识别效果有额外要求时, 还应该考虑算法本身的类别差异性。
非接触式血液物种识别 数据驱动模型 分类算法 Non-contact blood species recognition Data driven model Classification algorithm 光谱学与光谱分析
2018, 38(8): 2483
正交四元探测器是第3代红外导引头的核心传感器,为了对该型导引头实施有效干扰,探讨了其探测工作机理,有针对性地提出影响其自动增益控制(AGC)电路工作的干扰策略,对干扰实施过程进行了仿真分析。采用蒙特卡洛方法模拟了在干扰存在频差,干扰占空比改变,干扰相位变化条件下的平均有效干扰率。仿真结果表明:以同频或倍频、0.25占空比、较高功率激光可影响导引头AGC电路正常工作,适时通过调整干扰相位可以影响干扰效果,最终破坏其信号提取逻辑,实现欺骗干扰。分析结果对于激光定向红外对抗系统的研制具有一定理论指导意义。
蒙特卡洛方法 四元探测器 定向红外对抗 干扰效果评估 Monte Carlo method quad-element detector directed infrared countermeasures jamming effects assessment
南京邮电大学 Peter Grünberg研究中心,江苏 南京 210003
提出了一种导模共振圆形光栅滤波器,以实现它在可见光范围内的多波段滤波。理论分析了圆形光栅滤波器在同一入射波偏振条件下形成多个共振峰的原因。 通过微纳加工技术在硅基二氧化铪材料上实现了光栅层约为70 nm的圆形光栅薄膜结构。利用一维线性光栅对圆形光栅的反射谱进行了模拟,通过角分辨微纳反射谱测试系统获得了该光栅滤波器在不同入射波偏振条件以及不同入射角时的反射谱。 实验表明,在特定的光栅周期以及占空比条件下(如光栅周期350 nm,占空比0.5),当线性偏振光正入射时,该圆形光栅滤波器形成了两个共振峰(505 nm处和575 nm处),与模拟结果基本符合。另外,光栅占空比相同时,随着光栅周期的增加,共振峰会向较长的波段偏移。实验显示:通过设计不同结构的亚波长圆形光栅,可以实现可见光范围内多个特定波段的滤波作用。
衍射光栅 亚波长结构 微纳加工 导模共振 光栅滤波器 diffraction grating subwavelength structure micro-nano machining guided mode resonance grating filter 光学 精密工程
2017, 25(12): 3056
1 陆军航空兵军代局驻西安地区军代室, 陕西 西安 710065
2 西安应用光学研究所, 陕西 西安 710065
图像畸变校正是分布式孔径系统(DAS)需要解决的先期问题。介绍了描述图像径向与切向畸变的Brown模型及其畸变量(适应度)度量标准; 讨论了智能优化算法之一的混合蛙跳算法(SFLA)及其初始种群拉丁超立方抽样(LHS)算法; 分别对光线追迹畸变模型、Brown畸变模型进行了图像仿真和畸变校正处理。结果显示, 原始点与校正点的最大误差距离在2个像素以内, 验证了算法的有效性。最后应用该方法到实际广角CCD相机拍摄的靶纸校正中, 得到了较满意的结果。该算法和仿真分析结果对DAS系统的研制具有一定理论和实验意义。
广角畸变 蛙跳算法 拉丁超立方抽样 图像校正 Brown系数 wide angle distortion shuffled frog leaping algorithm Latin hypercube sampling image correction Brown parameters
西北工业大学 理学院 空间应用物理与化学教育部重点实验室 陕西省光信息技术重点实验室, 西安 710072
提出一种基于光纤腔衰荡系统并以一小段包层腐蚀光纤作为传感头的液体挥发测量方法, 同时搭建相应的实验装置进行了实验研究.从模式理论出发分析单模光纤传输模场的能量分布, 并采用有限元法数值模拟光纤端面能量的分布, 结果表明: 包层越细的单模光纤对应越大的消光系数, 即泄露出来的倏逝波能量越大, 从而对外界环境更敏感, 但是较细包层的单模光纤存在的损耗更大.综合分析得出腐蚀光纤的最佳直径应为26 μm, 最佳腐蚀长度为1 cm.通过实时监测衰荡谱的衰荡时间变化, 得到了30 ℃恒温环境下, 乙醇与丙三醇混合溶液中乙醇浓度随挥发时间的变化曲线.实验结果表明, 混合溶液中乙醇的浓度随挥发时间呈单指数规律衰减, 该变化规律与理论分析相符.由于液体浓度与其折射率成正比, 随着乙醇的挥发, 混合溶液的折射率逐渐接近光纤包层的折射率, 使其对腐蚀光纤纤芯中泄漏的倏逝波能量的吸收程度逐渐增大, 环腔的衰荡时间也相应逐渐减小.此外, 该监测方法在常温下具有较低的温度交叉敏感性.
光纤环腔衰荡技术 腐蚀光纤 倏逝波 液体挥发 Fiber loop ring-down technique Etched fiber Evanescent wave Liquid volatilization