基于高精度光纤干涉仪的世界时测量技术研究

世界时是以地球自转运动为参考的时间计量系统,在空间飞行器的轨道坐标转换中起到重要的作用。综述了空间飞行器的精密定轨对世界时测量精度的需求,对现有空间大地测量方法、大型激光陀螺仪、大型光纤干涉仪等测量世界时的现状进行了分析,阐述了基于高精度光纤干涉仪的世界时测量方法需重点解决的关键技术。对所实现的大型高精度光纤干涉仪及其世界时测量系统进行了试验验证,连续15天的测试数据表明,采取了定向测量误差消除方法后,光纤干涉仪的零偏稳定性达9.7×10^-7(°)/h(1h, 1σ),测量系统解算的世界时标准偏差为1.5ms,经IERS比对及验证,测量系统的世界时测量误差小于7ms。最后,对基于高精度光纤干涉仪的世界时测量精度以及其他地球参数测量进行了展望。     

飞机电源分布式控制系统中光纤传输技术的研究

光纤技术用于飞机电源分布式控制系统中，有效解决了控制系统的电磁兼容、电气隔离、抗干扰等问题，大大提高了电源系统性能与可靠性。本文详细阐述了机载电源数字控制系统中光纤多路传输网络体系结构，介绍了多路复用传输的总线通讯协议；给出了光纤总线智能接口的电路设计；并对光纤总线网络的可靠性技术进行了讨论     

基于光纤以太网的高精度分布式授时技术

White Rabbit(WR)时钟同步技术是综合了同步以太网、精密定时协议(IEEE1588v2)和数字相位测量技术而发展的分布式同步授时技术,能够实现数千米范围内多节点亚纳秒精度的时钟分发。该技术兼容标准以太网协议,不占用额外网络带宽,与数据链路直接集成,结构简单成本低。介绍了White Rabbit技术的基本技术原理及初步应用方法,并给出了各种拓扑结构下的测试结果。采用White Rabbit能很好地解决各种长距离多节点高精度授时需求,能够作为地基增强导航系统的关键支撑技术。     

基于DSP和CPLD的高精度频率测量系统设计

介绍了以CPLD（Complex Programmable Logic Device）为核心处理芯片的频率测量系统,整个系统由信号调理电路、CPLD和DSP等构成,在CPLD中设计等精度测频模块,再由DSP进行数字滤波并将采集值送至双口RAM以供上位机读取。采用CPLD配合DSP的设计方案,具有速度高、精度高的优点,且易于升级和扩展采集能力,具有一定的工程应用价值。     

高精度光纤色散测试技术

主要介绍了一套高精度光纤色散测试系统，系统采用频域相移法测量光纤的零色散波长以减小系统误差的影响，其零色散波长测量不确定度达到了0．11nm(k=2)。     

高精度光纤陀螺用ASE光源实验研究

本文主要介绍了高精度陀螺用ASE光源的几种基本光路结构,对单通前向光路结构进行了深入的实验研究,设计搭建了带滤波器的单通前向ASE光源光路。实验研究了铒纤长度、泵浦功率对光源性能的影响,并与国内某两个厂家光源的性能指标进行了对比分析,结果表明,自主研制的ASE光源各项指标达到预期要求,可以满足实际工程需要。     

高精度光纤陀螺发展现状及对策

Draper试验室的Barbour和Schmidt对2000~2020惯性器件发展的预测图自发表以来引起了惯性领域的广泛关注并被大量引用。通过对国内外光纤陀螺发展现状的分析发现,该图比较准确地预测到了2000~2010年光纤陀螺的发展,但是对2020年光纤陀螺发展的预测则过于乐观,存在一定的偏差,其主要原因是对解决多物理场作用下陀螺精度保持问题的困难估计不足。     

基于高灵敏超导探测器的新型脉冲光高精度光纤陀螺技术研究

高精度光纤陀螺的精度主要由光纤陀螺检测噪声决定,一般可用角随机游走系数来表征,光纤陀螺的角随机游走主要由光路干涉信号的信噪比和信号处理引入的噪声决定。提出了基于高灵敏超导探测器的脉冲光高精度光纤陀螺技术方案和精度提升方法,实现了陀螺光信号的高灵敏检测,显著降低了光纤陀螺的热噪声,降低了相对强度噪声,并避免了连续光因调制切换引入的尖峰脉冲误差的影响,有效提升了光纤陀螺的精度水平。通过仿真分析,可将光纤陀螺的随机游走系数检测极限从3.53×10-5(°)/h1/2降低至1.6×10-5(°)/h1/2,减小了约54.7%。     

线性数字输出的高精度光纤陀螺仪

在过去的二十年中，干涉式光纤陀螺仪（FOG）已经从初始的物理实验阶段发展到了如今的实物生产阶段。今天，光纤陀螺仪在民用和军用的很多方面已成为强有力的竞争者，这一点已为众多的惯性制导和导航专家所认可。     

高精度光纤陀螺Allan方差零偏不稳定性研究

光纤陀螺Allan方差零偏不稳定性表征陀螺1/f噪声或环境引起的其他低频漂移,并影响陀螺在系统中的应用性能。因此,分析Allan方差零偏不稳定性就具有重要意义,对Allan方差零偏不稳定性进行理论分析和试验验证,在理论分析的基础上采用了提高Allan方差零偏不稳定性的技术措施,测试结果表明,技术措施明显提高了高精度光纤陀螺Allan方差零偏不稳定性。     

用于世界时测量的大型高精度光纤陀螺技术研究

综述了空间飞行器的精密定轨对世界时测量的需求,并对现有大型激光陀螺、光纤陀螺测量世界时的现状与前景进行了分析,阐述了大型高精度光纤陀螺用于世界时测量需重点解决的关键技术,对实现的大型高精度光纤陀螺样机进行了试验验证,零偏不稳定性达到了5.2×10-6(°)/h(1σ),同时对陀螺长期运行期间探测到的青海玛多地震情况进行了分析,最后对面向更高精度的世界时测量用大型光纤陀螺发展方向进行了展望.     

高精度光纤IMU的磁屏蔽方法及实验研究

惯性测量单元(IMU)是位置姿态系统(POS)的核心部分,IMU的精度很大程度上决定着POS精度.由于高精度光纤陀螺(FOG)的光纤线圈对磁场敏感,基于高精度FOG的IMU精度会受磁场影响而降低.本文研究了FOG磁敏感性机理,通过实验得出高精度光纤IMU对磁场敏感的结论.采用电磁场有限元分析软件Ansoft Maxwe...     

基于无线网的飞行试验遥测传输技术研究

本文在航空科学iNET的概念,基于IEEE 802.11无线网技术和单向传输新思路,对实现飞行试验机载测试数据和多路视频图像远距离传输的技术实现方案、关键技术、地面试验与飞行试验传输方法、试验结果进行了总结和回顾.同时,本文也对该项技术在工程化应用中的主要问题及解决方法进行了探讨,对应用前景进行了展望.     

用于高精度光纤干涉仪的非线性宽谱光源技术研究

应用于高精度角速度测量的光纤干涉仪精度提升与其选用的光源性能密切相关。分析了高精度光纤干涉仪受光源谱宽和谱型的影响机理,提出了一种非线性光纤四波混频技术方案。建立了单/双泵浦四波混频产生宽光谱源理论模型,并定量分析了非线性光纤的非线性系数、长度、色散抖动和泵浦光功率变化对光源谱宽和光谱平坦度的影响。研究结果表明：基于四波混频的宽谱光源技术可大幅改善光纤干涉仪的光源功率、谱宽和平坦度,可显著提升光纤干涉仪角速度测量的精度。     

一种低噪声和高精度的频率合成技术

介绍了锁相环(PLL)技术和直接数字式频率合成(DDS)技术的基本工作原理,给出了一种提高DDS输出频率精度及减小其相位截断误差的方法。     

稳定环境下的高精度光纤捷联惯导精度探索研究

在分析法国MARINS光纤惯导方案及温度试验的基础上,论证提出了一种带温控高精度光纤陀螺捷联惯导设计方法,并在温箱稳定环境下进行了试验验证。试验表明,在温箱温控精度为0.1℃的条件下,惯导系统精度可以达到1nmile/10d;若实装,温控精度将优于0.02℃,光纤惯导精度还可进一步提高。     

基于相干热辐射红外隐身技术的机理研究

从热辐射的基本定律出发,分析了影响物体红外辐射特性的主要因素。提出基于相干热辐射的红外隐身技术的新思路,探讨了相干热辐射的形成机理。研究了梯度折射率介质层、负折射率薄膜及SiC基底/负折射率薄膜复合层的热辐射特性。研究结果表明,由于内部折射率的影响,会产生相干的热辐射。     

大量程高精度光纤陀螺的设计与实现

采用增强Sagnac效应的方式提高干涉式光纤陀螺精度时,往往会减小陀螺的量程。从理论角度分析了高精度光纤陀螺实现量程扩展的可能性,完成了相关的算法设计,实现了跨条纹工作的平滑过渡,搭建了实验平台,成功将高精度光纤陀螺的量程从[Ω-π]~[Ω-π]扩展到[Ω-7π]~[Ω7π]。通过对量程扩展前后陀螺标度因数、零偏稳定性等参数的对比,得到了陀螺在量程扩展后不影响其基本参数的结论,进一步验证了高精度光纤陀螺的大量程设计的正确性和可靠性。