东南大学 仪器科学与工程学院，江苏 南京 210096
重力矢量测量包含重力方向信息(即垂线偏差),对确定大地水准面具有重要意义。为了获得海洋重力扰动矢量的水平分量，该文提出了一种基于捷联惯导系统/全球导航卫星系统(SINS/GNSS)组合系统确定海洋重力扰动矢量水平分量的两步法。首先，利用捷联惯导算法和卡尔曼滤波用于加速度计偏差和姿态误差角的估计和补偿。然后，基于精确估计的加速度计偏差和姿态角误差，给出了重力扰动矢量水平分量的计算方程。将重力扰动矢量水平分量的模型用二阶马尔可夫随机过程描述，将其与加速度计的偏差分离，用正向-平滑卡尔曼滤波精确估计重力扰动的水平分量。船载试验数据离线计算表明,海洋重力扰动矢量水平分量的内符合精度优于2 mGal(1 Gal=1 cm/s2)。
重力扰动矢量 SINS/GNSS组合系统 马尔可夫随机过程 正向-平滑卡尔曼滤波 gravity disturbance vector SINS/GNSS combined system Markov stochastic process forward-smoothing Kalman filter
1 航空电子电气学院
2 空中交通管理学院,四川 广汉 618000
提出了一种分段随机和角度随机(SRAR)的算法, 用于复杂空间、多约束条件下的无人机三维航路规划。SRAR算法利用随机分段和随机角度确定航路点。同时, 对有向线段角度进行规定, 设计圆形障碍区避障方法、航路平滑方法以及多航路规划方法, 提升航路规划质量, 满足航路规划多样性要求。还提出了求解变长解的非关联迭代更新方法, 实现对SRAR算法在多约束条件下的求变长解。通过对复杂空间下的航路规划质量验证, 以及分别与蚁群算法、遗传算法和粒子群优化算法的比较, 证明了SRAR算法的无人机航路规划的稳健性、高效性和通用性。
分段随机和角度随机 避障方法 航路平滑 多航路规划 非关联迭代更新 Segment Random and Angle Random obstacle avoidance route smoothing multi-route planning unassociated iterative updating
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心，四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院研究生院，北京 100088
靶点激光焦斑的偏振匀滑是激光聚变驱动器的关键技术。建立数学模型，对会聚光束中的偏振匀滑进行理论分析。指出该技术在光束远场纵向的匀滑效果，推导激光远场横向分离量和纵向分离量分别与偏振匀滑晶体厚度和倾斜角度的关系。通过数值模拟，给出了激光远场焦斑形态参数与晶体参数之间的关系曲线。结果表明，当晶体厚度和偏转角度取特定范围时，焦斑可以得到最佳的匀滑效果。
激光聚变装置 惯性约束聚变 偏振匀滑 焦斑整形 会聚光束 光学学报
2023, 43(20): 2014001
强激光与粒子束
2023, 35(6): 064001
1 中国科学院空天信息创新研究院，北京 100094
2 中国科学院大学电子电气与通信工程学院，北京 100049
3 粒子输运与富集技术国家级重点实验室，天津 300180
为了克服高气压CO2激光脉冲放大器增益谱线调制效应、平滑增益谱线包络以及减少次级脉冲输出，笔者以多种CO2同位素混合物为工作介质，建立了超短CO2脉冲放大模型，模拟了不同中心波长的长波皮秒激光脉冲注入不同气压、不同比例CO2同位素的高气压CO2激光放大器后的增益谱线特性和脉冲输出特性。模拟结果表明：在气压为5 bar、13C和18O原子占比均为50%的条件下，10.591 μm附近的增益谱调制度为19.65%，R支较P支增益谱调制度降低了约40%，较好地抑制了次级脉冲输出。在气压为10 bar的条件下，对脉宽为0.3 ps、能量为0.01 J的种子光进行模拟放大，结果显示：在9 μm波段，采用12C和13C的6种CO2同位素放大的激光脉宽相比采用12C的3种CO2同位素放大的激光脉宽压缩了28.14%，拖尾能量占比下降了46.37%；在10 μm波段，采用12C和13C的6种CO2同位素放大的激光脉宽相比采用13C的3种CO2同位素放大的激光脉宽压缩了23.26%，拖尾能量占比下降了40.06%。
激光光学 CO2激光放大器 CO2同位素 增益谱平滑 皮秒脉冲 中国激光
2023, 50(11): 1101017
1 陆军工程大学, 石家庄 050000
2 哈尔滨工业大学, 哈尔滨 150000
针对磁信标产生的超低频磁场定位中磁信标磁场中心难以标定的问题, 提出了一种基于磁偶极子磁感应强度分布特征的高精度磁信标标定方法。为描述磁信标在空间中任意位置产生的磁场分布情况, 建立磁信标的等效磁偶极子模型, 通过磁感应强度不同方向的分量与位置关系解算出磁信标线圈磁场的中心位置, 利用自适应指数平滑算法减弱自身波动对磁感应信号的影响, 实现对磁信标磁场中心的高精度标定。对标定方法进行有限元仿真, 仿真结果显示, 使用磁感应强度分布特征对磁场中心的标定精度在毫米级别, 通过对标定前后定位精度的对比发现, 标定后的磁信标定位精度得到有效提高。
磁信标 磁偶极子 磁场标定 自适应平滑 magnetic beacon magnetic dipole magnetic field calibration adaptive smoothing
针对高功率激光装置对靶面辐照均匀性的需求，提出了一种基于宽带激光拍频的瞬时束匀滑技术。激光集束采用宽带激光，利用连续相位板对焦斑包络进行控制，并结合共轭螺旋相位板使得集束中各子束在焦平面处拍频产生旋转周期不同、位置各异的快速运动散斑。合理选择宽带光参数可使得散斑的旋转周期在皮秒至亚皮秒量级，从而达到瞬时匀滑焦斑的目的。通过建立基于宽带激光拍频的瞬时束匀滑技术物理模型，模拟分析了关键参数包括激光带宽和谱线类型对焦斑束匀滑特性的影响和规律，并与双频单色激光拍频技术作了比较分析。研究结果表明，通过合理选取光源谱线类型或增大激光带宽，所提技术可在降低系统要求的基础上增强对激光等离子体不稳定性的抑制，使焦斑实现瞬时匀滑并获得较好的均匀性。
激光光学 惯性约束聚变 束匀滑 宽带激光 激光等离子体不稳定性
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of High Field Laser Physics and CAS Center for Excellence in Ultra-intense Laser Science, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
3 Zhangjiang Laboratory, Shanghai, China
A multistep pulse compressor (MPC) based on a single-pass single-grating pair (SSGP) is proposed to simplify the entire multi-petawatt (PW) compressor. Only one grating pair with relatively long perpendicular distance is used to generate the same amount of spectral chirp compared with a four-grating main compressor. As SSGP compressor induces the largest spatial chirp, it can introduce the best beam-smoothing effect to the laser beam on the last grating. When considering the diffraction loss of only two gratings, the total compression efficiency of the SSGP compressor is even larger than that of a four-grating main compressor. Furthermore, the wavefront aberration induced by the SSGP compressor can be better compensated by using deformable mirrors; however, it is difficult or complicated to be well compensated in a four-grating compressor. Approximately 50–100 PW laser pulses can be obtained using this SSGP-based multistage-smoothing MPC with a single laser beam.
beam smoothing multistep pulse compressor petawatt single-grating-pair compressor High Power Laser Science and Engineering
2023, 11(1): 010000e4
1 海军工程大学电子工程学院, 武汉 430000
2 中国洛阳电子装备试验中心, 河南 洛阳 471000
结合典型LPI雷达信号的特点和调制样式识别的需求, 提出了一种基于高斯平滑模糊函数和sDAE_LIBSVM的调制样式识别方法。首先, 采用模糊函数变换结合高斯平滑, 完成特征图像的构建; 其次, 通过融合栈式降噪自编码器(sDAE)和LIBSVM搭建识别网络, 用于特征图像的分类识别。仿真实验可知, 所提方法在SNR为-7 dB时, 对BPSK, Costas, Frank, LFM及T1~T4共8类LPI雷达典型调制样式能达到97%的成功识别概率, 并具有较强的稳定性和鲁棒性, 相比其他方法具有更好的识别性能。
雷达信号 调制识别 高斯平滑 模糊函数 低截获概率 radar signal modulation recognition Gaussian smoothing ambiguity function sDAE sDAE LIBSVM LIBSVM LPI AFI Ambiguity Function Image
