激光目标模拟器功率现场校准装置

激光探测设备被广泛应用于精确瞄准、捕获、跟踪系统中,在其投入使用前,需要进行多次仿真测试。激光目标模拟器是激光探测设备仿真测试时使用的重要仿真设备,但是具有体积大、不易搬运的特点。本文设计了一种激光目标模拟器现场功率校准装置。该校准装置由光阑、聚焦光学系统、能量探测单元、时域探测单元、二维位移机构、微型转台和控制软件等组成。校准装置可现场对1.064μm、峰值功率范围(10^-5～10^-1)W的激光目标模拟器功率稳定性及均匀性进行准确、快速校准,功率稳定性及均匀性测量不确定度均小于8%（k=2）,从而为激光目标模拟器提供计量保障。     

火工品电参数测试技术研究

介绍了火工品电参数测试方法，搭建了火工品电参数测试系统。设计了火工品电容放电式点火电路，阐述了电容充放电原理和充放电电路的参数计算方法，实现了点火回路电流的测试。采用“四线”制测试方法实现对火工品桥路直流阻值瞬态变化特性的测试，通过点火回路电压值的变化进行了火工品桥丝熔断时间的测试，证明了采用本测试系统进行火工品电参数测试的可靠性和正确性，为火工品电参数测试的研究提供了有效的测试方法。     

火工品电参数测试技术研究

介绍了火工品电参数测试方法，搭建了火工品电参数测试系统。设计了火工品电容放电式点火电路，阐述了电容充放电原理和充放电电路的参数计算方法，实现了点火回路电流的测试。采用“四线”制测试方法实现对火工品桥路直流阻值瞬态变化特性的测试，通过点火回路电压值的变化进行了火工品桥丝熔断时间的测试，证明了采用本测试系统进行火工品电参数测试的可靠性和正确性，为火工品电参数测试的研究提供了有效的测试方法。     

影响激光外差高精度计量的几个关键因素

共光路外差干涉仪具有很高的分辨率,但因为安装、调试误差会产生非线性误差,影响系统的测量精度.所以着重分析了影响激光外差计量精度的4个关键因素,即频率混叠、不同被测金属的相位跳变、被测表面的倾斜及物镜的数值孔径;利用激光外差及矢量分析理论,深入研究了频率混叠误差和相位跳变误差的成因、变化规律,并讨论了提高测量系统精度的有效措施.对正确设计和调试激光外差测试系统、提高测量系统精度具有重要意义.     

基于激光测振仪分离装置测量方法研究

针对目前采用的高速摄像测量方法存在误差较大与操作困难问题,提出了一种基于激光测振仪的新型测量方法,可以有效提高分离装置试验测量精度,为后续分离装置机构精确设计奠定基础。     

基于激光测振仪分离装置测量方法研究

针对目前采用的高速摄像测量方法存在误差较大与操作困难问题，提出了一种基于激光测振仪的新型测量方法，可以有效提高分离装置试验测量精度，为后续分离装置机构精确设计奠定基础。     

激光跟踪仪现场测量精度检测

激光跟踪测量系统具有测量精度高、实时快速、动态测量、便于移动等优点,因此,对激光跟踪仪进行现场校准和精度检测是非常有必要的.为了验证LT300激光跟踪仪的测量精度是否满足实际测量要求,用该激光跟踪仪检测固定点的测量精度和标准花岗岩三角尺的平面度.改变三角尺的测量距离和测量角度,得到测量精度与测量角度和测量距离的关系,从而得到在实际测量位置下的测量精度.     

基于伪随机码相位调制和外差探测的高精度激光测速测距系统研究

为在远距离范围内实现高精度的激光测速测距，提出了一种联合利用伪随机码相位调制和外差探测技术的激光测速测距方法，并搭建了实验验证平台。当激光出射功率为2mW、参考光功率为117 、调制速率为100MHz、单周期内伪随机码序列长度为81.9 时，该系统在对位于约8 m处、径向速度约为1.4 m/s的目标进行测试时，可以实现0.138m的测距精度，以及4.16cm/s 的测速精度。实验结果证实，该套系统可实现高精度的径向速度和距离测量，且系统工作状态为长脉宽低峰值功率，为远距离的激光测速测距系统设计开辟了一条新途径。     

相位自动跟踪检测系统

介绍一种适用于自动化的相位跟踪检测系统。该系统采用新的相位测量方法——平均相位角法,消除了过零触发电路中固有的直流电平带来的相位偏移引起的相位测量误差。同时,设计了新颖的用于自动测量的相对计数时间/频率转换电路,在激光干涉比长仪1m行程内实时检测相位变化,保证了激光干涉比长仪的测量精度,提高了自动化程度。     

激光位移传感器高速数据采集与处理系统设计

介绍了基于FPGA和单片机的激光位移传感器高速数据采集与处理系统的工作原理与软硬件设计,该系统采用FPGA作为核心控制器,主要完成A/D转换时钟控制、CCD像点位置提取、数据缓冲异步FIFO三部分功能。单片机负责键控、显示以及系统协调。这种基于FPGA和单片机的同步采集、实时读取采集数据的方案,可以提高系统采集和传输的速度。该硬件电路结构简单、成本低廉、可靠性高、功耗较低,满足了实际应用中的要求。     

基于微处理器的同步串行接口技术研究

设计了一款基于SPI接口的同步串行通信模数转换电路，通过使用MCU片内寄存器配置编程与I/O口模拟时序输出编程的不同方法实现了芯片间SPI同步串行通讯，适应了具有多路SPI通讯接口的复杂集成电路系统设计需求，该技术具有较高的工程应用价值。     

基于MPX4115的小型无人机气压高度测量系统设计

从气压高度测量的原理出发,介绍了基于MPX4115传感器,以C8051F020单片机为飞控计算机的小型无人机高度测量系统的组成和工作原理,并详细论述了测量系统的电路设计;利用压力校验仪对MPX4115传感器进行了辨识,保证了系统对压强的测量准确度;对高度一大气压强公式进行了数据拟合,并设计了计算程序,有效地解决了C80511020单片机计算能力不足的问题;该系统具有体积小、功耗低、速度快、电路简单可靠等优点。     

磁选态铯原子钟弱信号直接采样方法研究

磁选态铯原子钟的输出频率与铯束管输出的弱电流信号有关，影响其频率稳定度。为了提高其频率稳定度技术指标，在对磁选态铯原子钟主伺服电路弱信号压频转换（V-F）和模/数 (A/D)直接采样对比的基础上，设计了基于DSP28335芯片的A/D直接采样电路，利用CAN总线通信技术与主控CPU板进行通信，实现整钟闭环锁定的方案。通过试验与被测磁选态铯原子钟现有压频转换法进行对比，结果表明，所设计的A/D直接采样法较压频转换法减小了磁选态铯原子钟相对频率偏差范围，改善了短期频率稳定度，具有实用价值。     

Observation of the lunar topography by the laser altimeter LALT on board Japanese lunar explorer SELENE

The SELENE Laser Altimeter (LALT) is designed to map the Moon’s topography and will be launched in summer 2007. LALT incorporates Q-switched Cr doped Nd:YAG laser (1064 nm) with an output energy of 100 mJ and 1 Hz repetition frequency for about one year mission period. The laser pulse travels to the Moon’s surface and reflections from the surface are detected by a silicon avalanche photo-diode. The ranging distance is 50–150 km with about 5 m accuracy. Several corrections for accurate ranging data are investigated. The flight hardware has been qualified and passed all the integration tests. A principal goal of the LALT instrument is to obtain a much more detailed lunar topographic map which is superior in global coverage, measurement accuracy and number of data points to previous observations and models. The overall science objectives of LALT are (1) determination of lunar global figure, (2) internal structure and surface processes, (3) exploration of the lunar pole regions, and (4) reduction of lunar occultation data.     

OPC UA技术在智能校准系统中的应用

为提高手持式数字万用表检定系统的自动化程度，结合机器人、工业相机、传感器等具有一定智能技术的设备，研制手持万用表的全自动校准系统。针对系统基于LabVIEW构建的上位机和基于PLC技术构建的下位机之间如何实现安全、稳定的实时数据交互，提出基于创建共享变量的传统技术和基于OPC UA新一代通信技术的两种通讯方法。通过工程实现，充分验证了基于OPC UA技术的新方法实现LabVIEW和PLC通信的可行性，该方法具有开发周期短、稳定性高、响应性快、实时性强等优点，同时编程工作减少，代码更简洁美观，降低维护难度。     

Time Transfer by Laser Link: Data analysis and validation to the ps level

The Time Transfer by Laser Link (T2L2) is a very high resolution time transfer technique based on the recording of arrival times of laser pulses at the satellite. T2L2 was designed to achieve time stability in the range of 1 ps over 1000 s and an accuracy better than 100 ps. The project is in operation onboard the Jason-2 satellite since June 2008. The principle is based on the Satellite Laser Ranging (SLR) technology; it uses the input of 20–25 SLR stations of the international laser network which participate in the tracking. This paper focuses on the data reduction process which was developed specifically to transform the raw information given by both space instrument and ground network: first to identify the triplets (ground and onboard epochs and time of flight of the laser pulse), second to estimate a usable product in terms of ground-to-space time transfer (including instrumental corrections), and thirdly to produce synchronization between any pair of remote ground clocks. In describing the validation of time synchronizations, the paper opens a way for monitoring the time difference between ultra-stable clocks thanks to a laser link at a few ps level for Common View passes. It highlights however that without accurately characterizing the onboard oscillator of Jason-2 and knowing the unavailability of time calibrations of SLR stations generally, time transfer over intercontinental distances remain difficult to be accurately estimated.     

空间用固态限流保护电路的小型化设计与实现

设计了一款采用指令控制模式且具有通断指示和限流保护调节功能的固态限流保护电路,可替代空间电源母线中的熔断器,用于浪涌电流抑制和负载过流保护。为满足产品的小型化设计需求,电路采用厚膜工艺布局布线,微组装技术生产制造。通过电路仿真、版图设计及应用测试,电路性能满足设计要求,且产品尺寸仅为25mm×23mm×55mm,在小型化设计方面具有显著优势,作为新兴的固态配电保护产品在空间供配电系统中具有良好的应用前景。     

一种三维激光扫描系统的设计及参数标定

基于三维激光扫描系统的移动机器人动态环境地图构建技术是机器人智能感知技术的重要组成部分,而三维激光扫描系统的设计及标定技术对于地图构建的精度有决定性的影响。针对应用于小型移动机器人的三维激光扫描系统低成本、小型化的需求,设计了一套由高精度旋转云台和小型二维激光测距传感器组成的三维激光扫描系统,并提出了一种新的系统参数标定方法以提高三维扫描测量的准确度。该方法使用镂空圆孔标定板作为标定对象以完成对三维扫描特征自动准确获取,并根据非线性最小二乘法对三维激光扫描系统的参数进行优化计算。实验结果表明,所设计的三维激光扫描系统能够准确地测量周围环境的三维信息,实现了以低成本获得高质量环境建模的三维扫描数据技术。      

Photon counting detector for space debris laser tracking and lunar laser ranging

We are reporting on a design, construction and performance of solid state photon counting detector package which has been designed for laser tracking of space debris. The detector has been optimized for top photon detection efficiency and detection delay stability. The active area of the commercially available avalanche photodiode manufactured on Si (SAP500 supplied by Laser Components, Inc.) is circular with a diameter of 500 μm. The newly designed control circuit enables to operate the detection sensor at a broad range of biases 5–50 V above its breakdown voltage of 125 V. This permits to select a right trade-off between photon detection efficiency, timing resolution and dark count rate. The photon detection efficiency exceeds 70% at the wavelength of 532 nm. This is the highest photon detection efficiency ever reported for such a device. The timing properties of the detector have been investigated in detail. The timing resolution is better than 80 ps r.m.s, the detection delay is stable within units of picoseconds over several hours of operation. The detection delay stability in a sense of time deviation of 800 fs has been achieved. The temperature change of the detection delay is 0.5 ps/K. The detector has been tested as an echo signal detector in laser tracking of space debris at the satellite laser station in Graz, Austria. Its application in lunar laser ranging is under consideration by several laser stations.