建立激光跟踪仪地理坐标系与六自由度测量方法的研究

使用三个转换点与已知北向方位的经纬仪，将激光跟踪仪的测量坐标系转换到经纬仪原点的当地地理坐标系。在被测物体上固定三个测量点，构建一个被测轴系，使用三台建立当地地理坐标系的激光跟踪仪，对应上述三个测量点进行点位测量，即可解算出被测轴系在当地地理坐标系下的六自由度参数。采用该方法进行测量可以增加六自由度测量半径与采样频率。     

光学坐标测量机的搭建与实现CSCD

为了高速高精高效地完成中小型复杂型面零件的测量,基于激光位移传感器和三坐标测量机等搭建了非接触式的光学坐标测量机,从而将测量机和光学测头的优点结合起来以应对空间自由曲面的测量任务。通过测头标定技术获得测量光束所在直线的单位方向向量,进而将激光测头的一维距离值转化为测量光斑的三维坐标值,然后通过坐标系转换将此坐标值转化到统一的测量机坐标系下,进而完成被测曲面三维点云的创建。最后,对一个直径已知的球在10个不同方位进行测量,通过点云数据拟合球面方程得到其直径作为测量结果,所得各次测量结果的误差均小于0.05mm,充分说明所搭建的测量系统的有效性。     

利用谱方法数值求解三维球坐标系下的Navier-Stokes方程

从三维球坐标系下的Navier-Stokes方程出发,采用谱配置方法建立了一个三维球坐标系下中层大气波动传播的全非线性动力学数值模式;构造了合理的纬向边界,并利用初始给定的重力波波包对该模式进行了数值检验．计算结果展示了重力波波包在大气中传播的三维图像,波包整体向上传播,波相关扰动速度随高度的增加而增长．     

一种自由曲面视觉测量三维数据拼接方法

提出一种利用标志点构建全局测量控制点的视觉测量三维数据拼接方法.在被测自由曲面上粘贴标志点,并在被测区域放置基线尺,采用1台数码相机在不同视点拍摄标记点和基线尺图像,由此求解数码相机在不同视点的坐标系变换关系.在此基础上,根据立体视觉模型确定标志点三维坐标,转换到全局坐标系下,形成全局测量控制点.视觉传感器在不同位置对各局部区域进行三维扫描,获得局部区域内标志点在局部测量坐标系下的坐标,通过至少3个非共线标志点解算局部坐标系到全局坐标系的变换,从而将实现局部三维数据的拼接.该方法操作简便,适合现场使用.实验结果表明, x,y,z 坐标的拼接误差分别为0.03mm,0.02mm,0.07mm.     

新型冗余双目PNP摄影定位方法研究CSCD

介绍了一种新型冗余双目PNP摄影定位方法。该测试方法,通过建立图像坐标系、摄像机坐标系和世界坐标系的关系,并通过坐标转换可以求出被测物体的三维绝对位置,从而实现了视觉定位。与单目摄影定位方法相比,该定位测试方法具有定位精度高,可靠性好,并可应用于其他相关领域。     

双测试区GTEM室设计

吉赫兹横电波室(GTEM室)是一种重要的电磁兼容试验设备,与传统的开阔场及微波暗室相比,GTEM室具有场强大、能量利用率高等优点。本文设计了一个用于电磁辐射敏感度测试的GTEM室,有主、副两个测试区域,其工作频率为DC-4GHz,可产生超过400V/m的场强。     

GTEM电磁敏感度测试系统的研制

90年代以来,GTEM以其独特的优越性在电磁兼容测试领域中得到了广泛的应用。许多先进国家的军用工业标准均推荐采用此项技术。文中给出了一套适合我航天型号电磁兼容测试要求的GTEM电磁敏感度测试系统。该测试系统由GTEM、双定向耦合器、功率计、功率放大器、射频开关矩阵、信号源、计算机组成。其工作原理是,按照辐射电磁敏感度的测试要求,系统应在试样所在区域产生幅度和频率均已知的连续波电磁场,当系统集成完成后,只需调整GTEM端口的馈入信号功率、频率以及试样安放的位置,即可在试样所在区域产生测试所需的连续波电磁场。系统测控软件兼顾系统的安全性及可操作性,采用人机对话的方式,在WINDOWS3.1环境下运行。该系统测试操作直观简便,测试过程安全可靠。     

某数字电路混响室与GTEM室连续波辐照对比试验研究

利用实验室建成的大型混响室和GTEM室,分别对某典型数字电路进行了连续波辐照电磁环境效应试验,分析了不同测试环境对数字电路的干扰作用规律,获取了受试电路在各种状态下的干扰阈值。通过对测试结果的对比分析,确定了混响室与GTEM室两种测试方法辐照效应的相关性,为混响室测试标准的制定提供了理论依据。     

复杂分放性测量点优化布置方法研究

随着现代化工业的发展需求日益提升，对于中大型工业部件的加工精度检测也有了更高的要求。对某发动机进行测量检测时，被测物结构较为复杂，测量尺寸较大。由于工作环境特殊，需要尽量避免在非被测物上布设合作标志，而且由于无多余物需求，在待测物表面需要尽量少的布设测量合作标志。因此需要对此需求进行实际研究，对合作标志进行回光性测试，设计了多种复杂分放性测量点布设方式，经试验确定了通过增加测量辅助面的方式可以极大提高测量精度，而且减少一半被测物上测量点布设而不影响测量精度，最后也对测量辅助面与类柱状被测物的布设角度进行相应研究。     

一种用于目标跟踪的UT-BLUE滤波方法

雷达机动目标跟踪问题中,通常目标运动模型可精确地在直角坐标系下建模,但大多数情形下模型是非线性的,同时在传感器坐标系下所获得目标量测又是直接可用的.通过将无迹变换与最优线性无偏滤波器有机结合,提出一种新的BLUE(Best Linear Unbiased Estimator) 滤波算法,以便解决上述非线性跟踪问题.首先,该算法利用无迹变换对经由直角坐标系下非线性目标运动模型得到的目标状态及其协方差作出预测,然后在保持传感器坐标系(极坐标系)下所固有的量测误差的同时,直接对它们作出状态估计.在算法推导及Monte-Carlo仿真过程中,将新的BLUE滤波算法和EKF(Extended Kalman Filter)、UKF(Unscented Kalman Filter)滤波算法进行比较,结果表明新算法的有效性和适用性.      

双小行星系统引力场建模方法研究

针对弱引力双小行星系统的引力场建模问题,本文采用复杂度和精度依次递增的球体–球体模型、椭球体–球体模型和改进的限制性椭球体–椭球体模型来进行引力场建模,并分别采用椭圆积分以及无积分环节、计算效率高的二阶二次球谐函数来表征引力势,从而比较精确地刻画双小行星系统和探测器构成的限制性全三体问题的动力学模型;针对双小行星系统1999KW4,对其不同的引力场模型进行了仿真研究,分别给出了不同模型下的等效势能函数曲面及零速度曲线,比较了不同模型下的平动点位置坐标偏差。结果表明,二阶二次球谐函数计算引力势的椭球体-椭球体模型计算精度高,复杂程度低,计算量更少,计算速度更快,能够较精确的对双小行星系统进行引力场建模。     

千兆赫横电磁室（GTEM）的原理和计算方法

GTEM是几年前才发明的EMC/EMI测量装备,具有很大的重要性。文章重点论述以下几个问题:(1)传统的横电磁传输室(TTC)的缺点;(2)GTEM的原理及可能达到的技术指标;(3)特性阻抗的无穷级数公式;(4)对特性阻抗进行编程计算的方法,以及计算实例。最后,讨论了准静态分析所存在的问题,从而明确了进一步研究的方向。     

被试品辐射发射试验点位对测试结果影响

为提高试验精度,减小电磁兼容(EMC)半电波暗室中被试品(EUT)的电磁辐射发射试验点位对测试结果的影响,研究了不同试验点位对半电波暗室典型谐振频率电磁信号辐射发射的影响规律。采用几何光学、一致性绕射理论和多路径效应算法对不同试验点位,暗室典型谐振频率电磁信号的传输过程进行数学建模,剔除直射场强影响,综合考虑信号传输过程中产生的反射、折射、绕射和多径等电磁传播效应,给出了数学模型和计算公式。将数学传播模型与剔除直射场影响的试验实测模型计算结果进行比对,验证了数学模型的有效性。该研究为修正被试品在暗室内不同点位进行辐射发射试验的测试结果提供了理论依据,有助于提高被试品电磁辐射发射试验的测试精度。     

三轴转台三轴交汇中心位置对准方法的研究

在导弹仿真系统中,需要设计一个三轴导引头转台来模拟空中导弹的姿态,需要仿真转台的三轴交汇中心与模拟运动球面的球心精确对准。首先在转台地基上设3个基准点,并精确测量在某基准坐标系下3个基准点和球心的三维坐标。为了满足精确的对准要求,本文设计了一种对准方案,利用已知坐标,通过利用两个经纬仪的测量将经纬仪三轴交汇中心引入基准坐标系,再利用经纬仪引出转台三轴交汇中心,以经纬仪为桥梁将球心与转台三轴交汇中心联系起来。通过计算和调整,完成对准任务,最终实现了三轴转台的位置对准。     

Satellite orbits in Levi-Civita space

In this paper we consider satellite orbits in central force field with quadratic drag using two formalisms. The first using polar coordinates in which the satellite angular momentum plays a dominant role. The second is in Levi-Civita coordinates in which the energy plays a central role. We then merge these two formalisms by introducing polar coordinates in Levi-Civita space and derive a new equation for satellite orbits which unifies these two paradigms. In this equation energy and angular momentum appear on equal footing and thus characterize the orbit by its two invariants. Using this formalism we show that equatorial orbits around oblate spheroids can be expressed analytically in terms of Elliptic functions. In the second part of the paper we derive in Levi-Civita coordinates a linearized equation for the relative motion of two spacecrafts whose trajectories are in the same plane. We carry out also a numerical verification of these equations.     

空间旋转目标消旋力矩仿真分析

针对提高空间旋转目标消旋效率的问题，使用电磁场软件MAXWELL对球壳的消旋力矩进行分析。设计并建立了二维亥姆霍兹线圈仿真模型，并对仿真模型进行有效性验证，使用验证后的仿真模型分析了单因素影响下的球壳消旋力矩变化情况，进而对现有的球壳消旋力矩解析式进行修正。仿真结果表明，现有的球壳消旋力矩解析式有其适用条件，适用于厚度与半径之比小于0.023的球壳，新的球壳消旋力矩解析式与原有解析式相比计算误差更小。      

球坐标系六片网格下三维定态行星际太阳风模拟

采用二阶MacCormack差分格式, 利用稳态的磁流体(MHD)方程组在球坐标系六片网格下模拟研究了行星际太阳风. 六片网格系统能有效避免极区奇性和网格收敛性. 迭代按径向方向推进求解, 很大程度上减少了计算量, 节约了计算时间. 内边界条件根据太阳与行星际观测确定, 比较测试了5种内边界条件, 模拟给出了1922卡林顿周的背景太阳风结构. 几种内边界条件所得模拟结果与行星际观测基本吻合. 太阳风速度采用McGregor 等的经验公式给出, 磁场由水平电流片(HCCS)模型得到, 密度和温度分别根据动量守恒和气压守恒得到, 研究表明采用这样的边界条件模拟结果最佳.