南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室，江苏 南京 210094
针对云雾环境对激光近程探测系统测距精度的影响，提出了一种变步长自适应滤波方法。首先结合脉冲激光近程传输理论和Mie散射理论，建立脉冲激光云雾传输后向散射模型，在此基础上甄别、分离出云雾环境下脉冲激光回波的干扰信号；然后根据干扰信号的特征，采用自适应滤波方法滤除云雾干扰回波信号，研究了云雾干扰下激光回波的脉宽、峰值和回波时刻这三种随机干扰因素对滤波性能的影响；最后在实验室云雾环境下验证了所提滤波方法的效果。结果表明：在不同的激光回波脉宽、功率以及回波时刻下，所提自适应滤波方法具有良好的滤波效果和抗干扰性能，能有效提高脉冲激光近程探测系统在云雾环境下的测距精度。
测量 脉冲激光 近程探测 云雾干扰 自适应滤波 探测精度
1 光电控制技术重点实验室,河南 洛阳 471000
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
3 中国人民解放军73602部队, 南京 211000
4 洛阳师范学院物理与电子信息学院, 河南 洛阳 471000
5 中国洛阳电子装备试验中心, 河南 洛阳 471000
首先分析了不同激光线宽情况下激光相位噪声的特征；然后针对激光相位噪声对相干激光雷达探测性能的影响建立理论模型；最后采用统计仿真试验的方法, 针对脉冲式和调频连续波两种典型的相干激光雷达, 进行激光相位噪声对相干激光雷达性能影响的仿真研究。研究结果表明:对于脉冲光的情况, 探测性能受相位噪声的影响与探测距离的关系不大, 无需要求探测距离在相干长度之内;而对于调频连续波的情况, 探测性能会受到相位噪声的影响较大, 应保证探测距离比相干长度小一个量级。
相干激光雷达 相位噪声 探测灵敏度 探测精度 coherent lidar phase noise sensitivity of detection detection accuracy
为有效提高雷达探测精度, 提出一种系统误差非均匀分布下的拟合分区校准方法。该方法首先对于雷达对海量测多目标信息与自动识别系统(AIS)提供的真值数据进行时空对准与相关处理得到误差序列;进而给出了两种非均匀分布下系统误差分布假设;在假设合理性的基础上, 通过拟合处理对雷达探测覆盖海域进行区域划分, 得到系统误差估计值对对海雷达进行校准。最后, 实验证明了该方法的有效性。
雷达 探测精度 误差校准 非均匀分布 拟合分区 radar detection accuracy error calibration non-uniform distribution fitted partitioning
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学 研究生院科学岛分院, 安徽 合肥 230031
3 安徽理工大学 电气与信息工程学院,安徽 淮南 232001
4 中国科学技术大学 环境科学与光电技术学院, 安徽 合肥 230022
机载红外高分辨率干涉光谱仪(HIS)是遥感大气信息的大气红外背景辐射测量装置。基于HIS红外高光谱大气数据, 对大气温度和主要大气吸收气体进行了敏感性分析; 并通过引入信息容量的概念, 利用一维变分方法, 对HIS测量装置遥感探测大气参数的能力进行评估, 定量描述了HIS测量的红外光谱反演大气温度和水汽的信息容量、自由度和垂直分辨率等信息, 其中温度、水汽的信息容量分别为49.5、25.2; 自由度分别为10.5、5.6, 温度的平均垂直分辨率为2.2 km, 水汽的垂直分辨率为2 km; 讨论了HIS的反演精度与仪器测量误差之间的关系, 获取了大气温湿廓线的最小可探测精度。
机载 红外高分辨率光谱 大气参数 信息容量 探测精度 airborne infrared high-resolution spectral atmospheric parameter information content detecting accuracy 红外与激光工程
2019, 48(11): 1104004
南京理工大学机械工程学院, 江苏 南京 210094
针对水下近程来袭目标的探测问题,提出一种利用流体动力驱动的随机定位方法;利用航行水动力驱动单光束脉冲激光进行动态扫描,利用磁传感器记录扫描周期;基于重尾函数推导目标回波方程,建立磁探测系统磁偶极子等效模型,采用峰值和阈值检测法分别解算光磁信号;建立水下近程目标捕获模型和方位探测精度等效模型,研究激光发射功率、脉宽、阈值和噪声对测量精度的影响机理。结果表明:方位角测量精度和目标捕获率随着激光发射功率的增大而提高,随着脉宽和接收电路噪声电压的增大而降低;方位角测量精度在检测阈值为300 mV时达到最大,目标捕获率随着阈值的增大有轻微变化,当阈值接近回波脉冲峰值时,目标捕获率迅速降低。
测量 随机定位 流体驱动 水下探测 探测精度 目标捕获
针对传感器联盟的组建问题，在考虑单目标探测精度需求和能耗需求的情况下，阐述了多传感器组建联盟的具体流程，建立了传感器联盟模型，引入并改进人工狼群算法求解适应度最佳的传感器联盟方案。仿真实验表明，所述的传感器联盟组建流程具有可行性,模型具有合理性,算法具有有效性。
目标探测 多传感器联盟 改进人工狼群算法 探测精度 能耗 target detection multi-sensor coalition improved wolf pack algorithm detecting precision energy consumption
解放军电子工程学院脉冲功率激光技术国家重点实验室，电子制约技术安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230037
为了提高全光纤差分吸收激光雷达的探测精度，研究近距离探测条件下使用光环形器的差分吸收激光雷达，这对提高气体探测精度具有重要的意义。分析了差分吸收激光雷达的探测精度与激光回波能量测量的关系，发现近距离条件下的气体探测精度将会受到环形器“串音”的影响，分析了不同探测高度下串音对探测精度的影响程度。结合CO2浓度探测的实例并通过仿真计算，得到了信噪比与探测相对误差随探测高度的变化曲线。结果表明，环形器中存在的“串音”会干扰激光回波信号，对探测信噪比与精度产生严重影响。该研究对设计与完善全光纤差分吸收激光雷达系统具有重要的借鉴意义。
大气光学 探测精度 差分吸收 环形器 串音
1 长春理工大学光电工程学院， 吉林 长春 130022
2 长春理工大学电子信息工程学院， 吉林 长春 130022
主要分析了影响四象限探测器跟踪精度的因素。对光斑大小、光斑位置、质心计算公式、探测器噪声、放大器噪声等因素进行了理论分析，通过计算和仿真的方法对各种因素的作用进行了验证，并通过实验验证了方法的正确性。研究结果表明，采用常用的四象限质心算法，只要采用合适的光学系统和信号检测电路，就可以实现高精度的跟踪误差检测。
测量 卫星激光通信 四象限探测器 探测精度 噪声
河南师范大学物理与信息工程学院， 河南 新乡 453007
地球上空的不均匀大气对雷达探测性能具有较大的影响，为提高雷达探测精度，首要问题是能够精确预测到雷达作用区内的大气折射率剖面。针对我国国土面积大、地形复杂、大气环境参数变化多样的特征，根据无线电气象学理论，采用全国大气环境栅格技术，提出了一种全国大气折射率剖面预测方法。根据我国大气环境分布特征，把全国分成1840个栅格，在各个栅格中用10年全国气象探测数据统计出大气折射率剖面模型系数与地面折射率的关系，最后建立全国大气折射率剖面预测数据库。在实际应用中可由测量到的地面大气折射率通过数据库直接得到大气折射率剖面。实验结果表明，该方法具有预测精度高、速度快、简便可行等特点。
雷达 探测精度 大气折射率 预测方法 栅格技术 radar detection accuracy atmospheric refractive index prediction method grid technology
1 淮北煤炭师范学院 物理系，淮北 235000
2 四川大学 电子信息学院，成都 610064
为了提高光斑的质心探测精度，要对采集的光斑图在质心位置确定之前进行抑噪预处理，采用5种常用的图像处理方法对光斑图进行抑噪处理。仿真和实验结果表明，两种非线性滤波算法效果最好，极大地提高了质心探测精度，为波前相位探测中的数据处理提供了有益的参考。
信息光学 抑噪方法 哈特曼－夏克波前传感器 质心探测精度 非线性算法 information optics inhibiting noise Hartmann-Shack wavefront sensor centroid detecting accuracy nonlinear filtering algorithm
