1 中国科学院 国家空间科学中心, 北京 101499
2 中国科学院大学, 北京 100049
小行星监测预警是开展行星防御的前提, 针对地基望远镜无法监测来自太阳方向小行星的问题, 本文论证了地球公转轨道天基光学望远镜任务概念。考虑地球第三体引力摄动, 建立了望远镜轨道维持模型; 考虑小行星视星等约束和望远镜视场约束, 建立望远镜对小行星的可见性模型, 评估了地球公转轨道光学望远镜的观测和预警效能。仿真结果表明: 施加约580 m/s的速度增量可使望远镜6年内的漂移距离相对初始状态不超过6%; 对构建的危地小行星数据库, 在极限视星等为24的条件下, 地球公转轨道光学望远镜在6年内可观测84.5%直径超过140 m的危地小行星, 能够对来自太阳方向的危地小行星进行有效预警。地球公转轨道望远镜对危地小行星具有较好的观测预警效能。
行星防御 危地小行星 天基光学监测 地球公转轨道 轨道维持 planetary defense potentially hazardous asteroids space-based optical monitoring Earth trailing heliocentric orbit orbit maintenance 光学 精密工程
2020, 28(11): 2563
1 长春理工大学 光电工程学院 光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室, 长春 130022
2 北京空间机电研究所, 北京 100094
为了解决自研的激光扫描投影系统在实际扫描投影零部件外形轮廓时会存在拖尾、缺失和非预期的圆角过渡等图形偏差，严重影响投影出零部件外形轮廓的形状准确度的问题.通过分析拖尾和缺失偏差、转角偏差产生的原因，研究了基于时间补偿的激光扫描投影图形偏差校正方法，得出了补偿时间与采样率间的关系，建立了时间补偿与投影图形转角角度间的数学模型.应用所研究方法在自主搭建的激光扫描投影系统中进行验证实验，并与国外FARO激光扫描投影系统的投影图形进行对比.实验结果表明：对优化投影路径后的5行5列棋盘格图形进行投影时，比较偏差补偿前后实际投影图形效果，补偿后的投影图形形状准确度优于0.5 mm.基于时间补偿的激光扫描投影偏差校正方法可以有效地补偿拖尾和缺失偏差、能够优化非预期的转角偏差，该方法应用于自主研发的激光扫描投影系统能够显著提高投影图形准确度，具有良好的实际应用价值.
激光扫描投影 偏差校正 时间补偿 拖尾 缺失 转角 Laser scanning projection Deviation correction Time compensation Trailing Missing Corner
天津大学 精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
目标仿真是一种能够降低**测试时间与成本的技术。使用长波红外激光器投射光斑到屏幕上进行目标仿真时, 往往会在屏幕上产生拖尾现象, 使点状目标难以在屏幕上保持原有形状, 严重干扰对目标的精确识别, 降低测试精度。通过理论分析了激光功率、激光斑移动速度以及屏幕材料等因素对拖尾的影响, 并通过系列的对比实验进行验证。首先, 在相同的激光斑移动速度下, 激光功率越高, 拖尾现象越明显; 其次, 在激光功率相同的条件下, 激光斑移动速度越慢, 拖尾现象越明显; 最后, 不同的材料对10.6 μm激光的吸收能力有很大的差别, 散热性能越差, 拖尾现象越明显。结果证明: 采用根据激光斑移动速度实时调节激光功率以及使用适当热物理性质的屏幕材料的方法, 可以有效消除和减轻拖尾现象。
拖尾现象 长波红外激光 激光辐照 红外目标仿真 trailing long-wave infrared laser laser irradiation infrared target simulation 红外与激光工程
2019, 48(7): 0704004
水下测控技术重点实验室, 辽宁 大连 116013
红外发射率的准确计算是舰船湍流尾迹红外仿真与特性分析的基础。文中以湍流尾迹对Cox-Munk海面坡度概率密度分布的调制模型为基础, 结合海面双向反射分布函数, 研究了典型环境下舰船湍流尾迹海面红外发射率的计算方法; 研究了机载小天顶角、船载大天顶角观测时, 舰船湍流尾迹长波8~9 μm红外发射率的分布规律, 得到了湍流尾迹与海面背景发射率的差别随观测天顶角的增大而增大的结论; 仿真计算得到了秋季阴天船载式探测条件下, 典型舰船湍流尾迹的红外辐射亮度, 并与海上试验数据进行了对比, 结果表明湍流尾迹的自发辐射亮度低于海面背景, 表现为"冷尾迹"的特征。
湍流尾迹 红外发射率 辐射亮度 红外仿真 turbulent trailing wake infrared emissivity radiance infrared simulation 红外与激光工程
2018, 47(5): 0504003
西安交通大学 机械制造系统工程国家重点实验室, 西安 710049
以标准球作为测量基准, 以线扫描激光传感器作为测量手段获取透平叶片的全数据测量点云.测量设备采用四坐标测量机搭载激光线扫描传感器的方式, 以保证叶片的测量效率, 并兼顾测量机的控制准确度.通过测量机获得透平叶片的点云数据, 并对获得的截面点云数据进行误差补偿、去噪、简化等预处理操作, 利用非均匀有理B样条曲线拟合算法得到叶片特征曲线.实验结果证明该方法可以有效地提高叶片前后缘的重构准确度, 并为叶片的三维建模提供更为准确的原始数据.
线扫描激光传感器 全数据测量 快速检测 透平叶片 误差补偿 拟合 叶片前后缘 Laser line-scanning sensor Total data measurement Rapid measurement Turbine blade Error compensation Fitting The leading and trailing edge of the blade 光子学报
2017, 46(11): 1128002
1 海军装备研究院, 上海 20043
2 海军装备研究院, 上海 200436
主要介绍了非声探潜技术在航空尾迹探潜上的应用。通过对航迹尾流、气泡尾流、热尾流、生物尾流和磁尾流等潜艇尾迹的特征的阐述, 针对不同的特征, 分别给出了 SAR、激光雷达、红外辐射测温、光谱成像和低频磁异常探测等相应的非声探测技术。分析了各探潜方法的优缺点, 以及与航空平台的结合点, 展望了非声探测技术在航空尾迹探潜方面的应用前景。
航空探潜 非声探潜 尾迹 aerial anti-submarine non-acoustic anti-submarine technology trailing
空军工程大学 航空航天工程学院, 西安 710038
为了研究等离子体环量控制对翼型的影响特性, 采用基于唯象学的等离子体气动激励数学模型和二维雷诺平均N-S方程, 选取NCCR 1510-7067N环量控制翼型, 数值模拟后缘半径对升力和效费比的影响规律, 并进行优化。设计最佳后缘半径模型进行低速风洞实验, 获得迎角-4°~12°, 速度6, 10, 15 m/s下的压力分布和升力特性。研究表明: 后缘半径过大或过小都不利于Coanda效应的产生, 确定最佳后缘半径与弦长的比值为0048, 效费比97.69。低雷诺数下, 随着迎角的增加, 出现了层流长泡分离和短泡分离, 等离子体射流不仅改善了尾部流场, 还通过环量增加抑制层流分离, 提高了升力。
等离子体 环量控制 后缘半径 Coanda效应 层流分离 plasma circulation control the trailing radius Coanda effect laminar separation 强激光与粒子束
2017, 29(6): 065007
1 广东工业大学 自动化学院，广州 510006
2 哈尔滨工业大学 航天学院 光电子技术研究所，哈尔滨 150001
为了解决燃气轮机叶片后缘轮廓的测量和模型化的难题，采用了基于概率密度的最小二乘圆拟合方法，通过对数据重复拟合过程若干次，求得每组的拟合圆心坐标和半径，以概率密度分布的最大值作为最优拟合值。通过数据仿真，对拟合数据误差进行了理论分析和实验验证，验证了该方法的可行性和鲁棒性。结果表明，实现了对叶片后缘轮廓的拟合和数据的参量估计，精度达到±0.01mm，求得圆拟合的最优圆心坐标和半径；对于直线段和短圆弧组合的叶片后缘，在不知切点和圆弧方程的情况下，能够对叶片后缘轮廓拟合。此方法对叶片后缘轮廓的高精度测量、加工精度以及参量的设计有着重要的指导意义。
测量与计量 概率密度 最小二乘法 叶片后缘 圆拟合 参量估计 measurement and metrology probability density least-square method blade trailing edge circle fitting parameter estimation
军械工程学院 电子与光学工程系, 石家庄 050003
为实现混响室中威布尔分布杂波的有效模拟,营造逼真的雷达电磁环境,基于广义平稳非相关散射电磁环境下混响室信道衰落特性,通过控制幅度调制信号对衰落系数进行补偿,提出一种基于时域波形设计的混响室地杂波模拟方法.通过调节输入信号序列中大、小幅度脉冲比例,改变混响室传统输入信号的零均值幅度特性,以实测地杂波统计特性为参考,最终得到与实测数据统计特性参数一致的混响室杂波电磁环境.用最大似然估计和KS检验法对实验数据作参数估计和假设检验,实测地杂波数据拟合于标准威布尔模型,混响室实验数据拟合于实测地杂波幅度统计模型,从而实现了实测地杂波起伏特性的混响室有效模拟.
混响室 威布尔分布 地杂波 拖尾比 统计特性 reverberation chamber Weibull distribution ground clutter trailing ratio statistical distribution 强激光与粒子束
2015, 27(8): 083202
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院，北京 100039
为了减轻平板显示器 (FPD)中运动图像的拖尾现象，提出了一种模拟阴极射线管 (CRT)灰度复现过程的灰度控制算法。首先，介绍了FPD的基本概念，阐述了目前减轻拖尾现象的主要技术——插黑技术；在阐明运动图像产生拖尾现象原因的基础上，分析了FPD和CRT显示运动图像时人眼的工作过程以及某一像素的灰度复现过程。然后，根据算法推导，说明了算法的实现步骤，对比了采用传统的灰度控制算法和文中提出的灰度控制算法的显示效果。最后，介绍了VHDL语言编写的执行主程序和详细的复现过程。实验结果表明，当FPD显示运动图像时，其成像质量得到了明显改善，拖尾现象减轻约90%，符合人眼反射机理，且没有亮度损失。另外，该算法运算量少，不占储存空间，易于硬件实现。
平板显示器 运动图像 拖尾 灰度 Flat Panel Display(FPD) moving image trailing grayscale
