可见光和红外传感器的飞行实验

可见光和近可见光传感器在研究阶段初期曾被广泛应用，后来，微波传感器的出现使其相形见拙。然而，在近期的大量新一代传感器的飞行实验中，这种传感器大有东山再起之势。本文将简要介绍可见光及红外等第一代传感器及其在机载实验中的使用情况，叙述从机械式到推扫式扫描仪再到非扫描传感器的发展过程。本文所提及的传感器均为法国及欧洲最新的传感器设备。     

地球同步带SBV监视系统误差分析与观测数据仿真

以天基可见光(Space-Based Visible,SBV)传感器监视地球同步带为背景,分析了影响SBV传感器观测数据的各项误差源,给出了监视卫星星历误差和监视卫星与监视目标时间同步误差对SBV传感器观测数据误差预算的计算方法。在对各项误差进行仿真模拟的基础上,设计了SBV传感器观测数据仿真结构与流程,并定量分析了各项误差对SBV传感器观测数据的影响。     

推进剂泄漏自动检测

目前正在研制一种应用于地球至轨道的火箭发动机的氢泄漏自动检测系统。该系统由三个部分组成:一个传感器阵列,一个信号处理装置和一个诊断处理器。传感器阵列由放置在特殊的可能泄漏点和可能泄漏区域的独立的固态传感器组成。信号处理装置给传感器提供激励电源,并把传感器模拟信号转换为数字数据。诊断计算机对传感器的输出加以分析从而确定泄漏源和泄漏的量级。来自传感器网络的泄漏数据由软件知识进行解释并通过包含三维泄漏形象的图形用户接口显示出来。该系统的设计要求已被拓展到假定最终将应用于需要有大约72个测量点的航天飞机的主发动机。组装了一个实验性系统以验证该系统的工作性能。该系统包括实验性电子部件和数据处理运算软件。正在进行的一项试验,以评估在模拟发射前和飞行状态下该系统的工作情况。该实验系统由16个传感器的网络组成,这些传感器安装在模拟发动机部件试验台上。传感器的响应,定向及数据分析算法的性能用实验台中所产生的已校准的泄漏量来进行评估。一个飞行实验系统也正在研制之中,这个系统由8个传感器和能自主控制及记录数据的电子元件组成。     

基于可见光与红外卫星图像融合的舰船目标检测

为解决现有基于可见光卫星图像的舰船目标检测算法在云雾遮挡、海岸干扰等复杂场景下的错检和漏检问题,本文在YOLOv5网络基础上,通过空间特征与谱段特征的联合提取提高网络性能,提出了基于可见光与红外卫星图像融合的舰船目标检测算法VI-YOLOv5。实验结果表明:双模态融合目标检测算法性能优于单模态目标检测算法,在交并比阈值为0.5的情况下,可见光+红外融合网络的平均精度达0.976,相较于单可见光网络提高了2.5%,相较于单红外网络提高了8.9%,有效缓解了复杂场景下出现的错检和漏检问题,验证了可见光与红外卫星图像融合在舰船目标检测任务中的有效性。     

通用智能传感器

本文概述一种生产灵活的通用智能传感器的方法,这种传感器可直接接口到微处理机,并可用标准的微电子生产过程来制造。文中对相应的电路及有关问题作了简介。     

卫星动量轮闭环系统的UIO双观测器故障诊断

本文对于卫星动量轮闭环系统提出了一种基于UIO双观测器的故障诊断方法,该方法通过分析观测器残差向量的变化来分离执行机构、传感器及系统参数故障,并且可以通过隔离观测器反映出传感器的故障模式.文中首先对闭环系统故障诊断特点、UIO故障诊断方法及卫星动量轮闭环系统进行了简要介绍;接着分析了UIO双观测器法应用的条件;然后引入卫星动量轮闭环系统的模型;最后通过仿真实验证明利用本文中所提出的方法可以成功地诊断并分离出执行机构、传感器及系统参数的故障,并在传感器故障时可以确定出故障模式.     

航空侦察中使用离轴3镜式反射光学元件的多光谱传感器

文章描述了地基多光谱传感器的设计与试验,该传感器使用离轴3镜反射光学元件作为成像光学元件,使用分光镜划分谱段。离轴3镜光学元件可在宽视场范围内提供一个光谱范围宽、空间分辨率高的无遮挡视场。3镜式像散透镜由2个非球面镜和一个球面镜组成,设计构成远心焦平面。分光镜将光谱范围划分为3个可见光谱段、1个近红外谱段、1个中波红外谱段、1个长波红外谱段。中继光学元件用于调整红外放大系数。CCD探测器上具有10000个元件用于可见光和近红外谱段,碲镉汞(HgCdTe)线列上具有960个元件用于中波红外和长波红外谱段。 试验结果表明这种多光谱传感器达到了设计目标,具有宽的光谱谱段(0.4～10μm),可见光、近红外谱段视场为5.7°时的空间分辨率为10μrad,在中波红外、长波红外谱段视场为5.7°时的空间分辨率为100μrad。所有谱段在尼奎斯特频率时视场中心总的MTF高于0.3。     

表面温度传感器动态响应品质研究

本文提出了一种测定已安装的表面温度传感器动态响应特性的新方法。用一种叫做回路电流阶跃响应(LCSR)实验的方法在现场测试已安装的表面温度传感器(如表面热电偶等)的暂态响应。方法是用电流加热传感器。测量电流断开后传感器的暂态响应。把该暂志响应分析用数学方法转换成传感器对被测物体表面温度变化时的响应。并且给出了已安装的表面热电偶的响应时间,对表面热电偶传感器用阶跃热流实验验证了该方法。一般来讲,该方法提供了一种可靠的在现场测试已安装的表面热电偶的响应时间的手段。另外本文还分析了影响表面热电偶温度传感器动态响应的各种因素(如设计情况、安装条件等)。     

基于偏振光传感器的导航系统实验测试

导航传感器的研制具有重要的研究意义及实用价值,根据沙蚁(Cataglyphis)的导航定位机理研制了一种新型的偏振光导航传感器,介绍了传感器的结构原理及功能模型,设计了基于偏振光传感器的导航控制系统,利用现有的移动机器人平台对导航系统的性能进行了实验测试。测试结果表明,该传感器无误差累积,在移动载体自主导航系统中有广泛的应用前景。     

扩展二阶传感器自然频率的方法

本文提出一种扩展二阶线性系统传感器自然频率的有源校正网络法。这种传感器系统具有足够宽的通频带和足够小的相位响应误差。实验证明,此法可有效地提高传感器的精度和性能。     

用于目标检测的多谱传感器技术

美国CT州的PAR政府系统公司收到一笔41.6万美元合同,要求在18个月内与Rome实验室合作研制出一种用于自动目标检测的多谱传感器技术,用于检测经过隐蔽或伪装的地面目标。这意味着,军方将有能力使目标识别变得更容易些。 多谱传感器采用电磁频谱的可见光和红外两大波段。该公司研制的内容是分别检测各波段的图像,一旦从全波段中采集到信息,研究其反射差异,即可识别是什么目标。例如,检测地面图像,水的颜色显深,草和植物呈另一种颜色,这些研究人员得以识别出有没有目标。在不     

基于传感器实验的虚拟补偿技术研究

本文结合学校检测与传感器实验室教学的现状,从培养应用型本科人才教学模式出发,阐述实验教学的重要性。为了拓宽实验内容,丰富教学资源,弥补高校实验设备老化与资金不足的问题,提出虚拟技术对检测与传感器实验室进行升级改造方案,通过实例分析,验证该方案的可行性,并在实际运用中取得良好的教学效果。该方案在目前国内高校具有极高的推广价值。     

20世纪中国的卫星遥感

随着中国航天事业的发展,中国的卫星遥感技术取得了长足的进步。在中国于20世纪发射的航天器中,对地观测卫星占一半左右。通过这类卫星的研制,中国的卫星遥感技术,尤其是卫星光学遥感技术已由胶片回收型发展到光电传输型,从可见光遥感发展到可见光-红外遥感。本文将从中国于20世纪发射的光学型对地观测卫星、研制成功的航天光学遥感器以及建成的卫星对地观测信息应用系统这三个方面,回顾中国在卫星遥感领域取得的进展。     

基于labview的电涡流测距仪的设计

本文结合计算机等相关技术,提出了一种基于labview的电涡流传感器测量的方法。电涡流位移传感器存在非线性,人工标定存在误差,标定金属材料单一等矛盾,笔者通过实验与仿真研究来解决并在此基础上用labview软件实现了检测结果的界面显示。     

一种原位测量轨道原子氧效应的电阻型传感器

为了发展原子氧环境及其效应飞行实验技术,获得在轨飞行实验数据,北京卫星环境工程研究所研制了一种小型、低成本的原子氧环境及其效应探测器。这种探测器的传感器采用对原子氧敏感的导电材料制备电阻膜。电阻膜在飞行试验中遭遇到原子氧剥蚀。在轨道飞行实验中,通过原位监测受原子氧剥蚀传感器电阻值的变化,可以探测原子氧环境通量密度及被试验样品的原子氧剥蚀率。目前,采用电镀法及紫外线光刻和金属刻蚀微加工技术,已经成功制备了原子氧通量密度锇膜电阻传感器。它可以测量原子氧的通量密度和积分通量,在400～500 km的轨道高度工作寿命约为1年。原子氧效应探测器是在石英玻璃基底上淀积银膜,试验材料膜涂覆在银膜上。试验材料膜在轨与原子氧反应而变得越来越薄,当其被完全剥蚀后,暴露出来的银膜迅速被氧化,并且电阻变大。试验材料膜的剥蚀时间可以确定,试验材料的原子氧剥蚀率就可以计算出来。     

基于LabView的电容测微仪静态参数在线虚拟标定方法的研究

电容测微仪是将位移的微变转换为电压的微变的仪器。准确快速标定电容传感器静态参数是实现精密测量的前提和关键。根据传感器标定理论要求与电容式传感器的实际情况,提出一种对电容式传感器静态参数进行标定的方法。该方法采用了LabView软件编写数据采集程序,对逐次采集的电压进行存储并计算,按照不同的评价原理自动得到性能参数。实验结果证明,此种标定方法精确、快速,可推广到其他类传感器的标定。     

复合推进剂烟雾的光学特性研究

本文从实验上研究了不同复合推进剂燃烧后产生的烟雾对激光、红外、可见光产生的衰减.在大量实验基础上,寻求基本配方中氧化剂AP粒度、铝粒度、铝含量以及初温、压力等燃烧条件对衰减的影响规律,并从理论上予以解释,试图为复合推进剂无烟化的配方设计提供某些参考依据.     

FY-3卫星积雪监测产品概述及在遥感服务中的应用

介绍了风云三号(FY-3)气象卫星主要成像传感器及其积雪监测产品情况,FY-3卫星利用其1级数据能反演积雪覆盖、积雪深度、雪水当量等多种积雪监测参数和产品。卫星可见光-近红外传感器提供积雪覆盖监测信息,微波成像传感器提供积雪深度、雪水当量监测信息。针对防灾减灾以及应对气候变化分别给出积雪监测产品的遥感服务应用。结合国内外积雪遥感监测技术的发展趋势,提出利用FY-3卫星进行积雪监测的未来前景。FY-3卫星积雪监测产品在防灾减灾和应对气候变化方面能为遥感部门提供客观、可靠、全面、及时的参考信息。     

深空1号飞越一颗小行星

美国航宇局的深空1号探测器7月28日从一颗小行星旁边飞过,从而完成了它的所有飞行目标。但由于可见光相机位置不当,飞越过程中没有拍到该小行星的可见光照片。不过红外成像装置还是拍摄到了一些照片。这次迄今为止离天体最近的飞越探测能得以实现,星上自主导航系统可以说功不可没。除可见光相机问题外,从遥测数据及姿态机动造成的无线电信号多普勒频移来看,这次飞越基本上是按要求进行的。星上的等离子体探测器及其它仪器有可能还获得了其它一些有价值的数据。     

微型导弹捷联光学制导信息提取方法研究

微型导弹体积小、成本低、精度高,可用于近距离攻击低小慢目标和地面人员车辆,采用捷联可见光导引头制导是比较合理的方案,因此高精度捷联制导信息的提取成为关键.为获取更高精度的制导信息,需要改进提取方法.匹配滤波理论是在考虑传感器不同的动力学特性情况下的一种信息融合方法,依据传感器动态特性进行信息匹配的方法提高制导信息提取精度.首先建立捷联光学成像导引头及其在制导控制系统中的简化模型,依据导引头上各种传感器主要指标,及匹配滤波的原则,推导出相位匹配器.最后,对匹配后的系统提取制导信息,并参与制导系统半实物测试,对比传统惯性滤波器与相位匹配滤波器的效果.结果说明在相位匹配滤波的提取方法获得的视线角速率精度比传统惯性滤波提取方法提高了1倍.