1 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
2 交通运输部科学研究院 城市公共交通智能化交通运输行业重点实验室,北京 100029
该文提出了基于平方根容积卡尔曼滤波和初始姿态估计的捷联惯导/全球定位系统组合在线对准法。构建平方根容积卡尔曼滤波器来对初始姿态估计的非线性量测模型进行滤波，估计代表初始姿态转换矩阵的罗德里格参数，并以此求出当前时刻的姿态转换矩阵，从而求出当前时刻准确的姿态。该文分别对制导**系统和车载系统进行了半实物仿真。仿真结果表明，此方法可在25 s左右完成在线对准。其中短距离制导**仿真结果航向角及俯仰角误差在0.1°内，横滚角误差在0.3°内；低成本车载导航系统仿真结果航向角误差在0.2°内，俯仰角及横滚角误差在1°内，可满足制导**及低成本民用车辆的对准需求。
惯性导航 空中对准 全球定位系统(GPS) 姿态估计 非线性滤波 微机电系统(MEMS)传感器 inertial navigation in flight alignment GPS attitude estimation nonlinear filter MEMS sensor
1 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
2 江苏法尔胜研发中心有限公司, 江苏 江阴 214433
针对光纤光栅工程化应用性能不佳的问题, 提出将高强度光纤光栅与碳纤维材料复合, 介绍了复合样品的结构形式, 分析了应变传递过程, 然后对其应变传感特性和疲劳性能进行了实验研究。结果表明: 复合样品能够达到较高的应变传递效率, 具有良好的应变传感特性; 疲劳实验中复合样品保持正常工作, 波长变化曲线的幅度稳定; 疲劳实验前后复合样品的应变传感特性基本不变, 应变灵敏度系数分别为1.12和1.17pm/με, 应变响应曲线的线性度均高于0.999, 重复性分别为0.623%和0.397%。
光纤布拉格光栅 碳纤维 应变传感 应变传递 疲劳性能 fiber Bragg grating carbon fiber strain sensing strain transfer fatigue property
北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
针对相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)分布式光纤扰动传感系统严重的误警问题, 在Φ-OTDR多路监测系统方案的基础上, 提出了将改进的D-S证据理论应用于Φ-OTDR三路监测系统中以减少误警率。利用改进的D-S证据理论信息融合算法对每路输出数据进行融合, 然后将融合结果与报警阈值相比较, 判断是否发生报警。实验测试发现: 基于改进的D-S证据理论的Φ-OTDR三路监测系统不仅在三路监测方案中能够正确判断扰动信号, 还使得漏警率由3%降至1%, 72h内误警率由3.3%降至0%, 提高了系统的报警性能。
相位敏感光时域反射计 误警率 D-S证据理论 信息融合 报警性能 phase sensitive optical time domain reflectometer false alarm rate D-S evidence theory information fusion alarm performance
北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院 惯性技术重点实验室, 北京 100191
为了实现中心波长为1064nm的单频光纤激光器的稳频, 采用相位调制光外差(PDH)激光稳频技术, 搭建稳频系统光路。分析了相位调制光外差稳频信号以及误差信号特征;设计基于现场可编程门阵列(FPGA)的数字式解调和反馈控制电路, 在FPGA中实现对相位调制光外差稳频信号的数字解调, 再经数模转换器输出获得误差信号。结果表明, 在FPGA中能成功实现对相位调制光外差信号的解调, 经Allan方差计算, 频率漂移的方差值可达10-11, 即所设计的数字系统实现了较高的稳频精度。
激光器 稳频 Pound-Drever-Hall技术 现场可编程门阵列 数字解调 lasers frequency stabilization Pound-Drever-Hall technique field-programmable gate array digital demodulation digital demodulation
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
针对广泛应用于微波光子系统中的相位调制到强度调制(PM-IM)转换进行了原理和方法特点的分析，总结了PM-IM转换的分类。根据PM-IM转换在微波光子滤波器、超宽带(UWB)系统、全光微波产生、光子微波频率变换和微波频率瞬时监测等领域中的重要应用做了详细的跟踪研究，阐述了PM-IM转换技术的优势。最后，指出PM-IM转换的发展趋势是提高转换速度和精度、减少插入损耗和提高系统的可靠性。
光纤光学 微波光子学 相位调制 相位调制到强度调制转换 微波信号处理 激光与光电子学进展
2013, 50(11): 110003
