时间、空间及运动的测量原理与时间和空间的理论

本文从分析时间、空间及运动的测量机理出发建立的时间和空间理论。导出了建立在电磁信号单向传递的相对性原理基础上的时空对称的新加里略变换，并证明了麦克斯韦方程对新加里略变换的协变性。阐明了光速不变原理和洛伦兹变换的物理意义和实质。引进了两套自治的速度定义，对应两套自治的变换。讨论了超光速运动的测量机制，相对运动特征出现负值是超光速运动的特征，导出了对应超光速运动的新加里略变换和洛伦兹变换。     

论GPS与相对论时空观

在ＧＰＳ中，观测者对时钟所显时间值和物理事件所发光信号传播过程所作全面描述应包括“看到的情况”和“实际的情况”；作为具有特定物质性、运动性、结构性和开放性的动力学系统，时种所显时间值与其内部特定物质性、运动性和结构性等内因有关，与其所受引力和电磁力等外因有关；根据速度值定义，除特别约定，具体光子相对具体参照物的具体速度值应由观测者使用具体时种和量尺观测而定。以上述时空新认识弥补了相对论时空观有关观点的认识不足。     

微光视觉CCD在卫星云图观测中的应用

为满足气象云图观测对电荷耦合器件(CCD)的量子效率、器件规模、像素尺寸和动态范围等提出的更高要求,可选用超低噪声和高量子效率的微光视觉电荷耦合器件(L3VisionCCD)。分析了该种器件的电子倍增工作原理和性能特点,并给出CCD97器件的部分参数。讨论了L3VisionCCD器件用于云图观测时的增益选择与控制、动态范围控制,以及器件规模与实现等关键技术。分析表明,L3VisionCCD器件尤其适用于可见光云图观测,可进一步增大云图的动态范围。     

偏振光/地磁/GPS/SINS组合导航方法

为了提高微小型飞行器导航系统姿态测量性能，提出偏振光／地磁／GPS，SINS组合导航方法。推导了三维空间中应用偏振光／地磁辅助测姿原理，并证明了系统具有完全能观性，指出了观测结构具有退化现象和退化条件。采用联邦卡尔曼滤波方法实现了组合导航算法，利用Madab仿真方式对单独使用偏振光和同时使用偏振光／地磁辅助的组合导航系统的测姿修正效果和能观度改善效果进行了检验和比较。结果表明偏振光／地磁／GPS／STNS组合对测姿的修正能力优于单独使用偏振光辅助的情况。由此可以得出该方法能够改善导航系统能观性和精度的结论。     

基于中值滤波和参考点的风洞压敏涂料试验图像处理技术

提出了一种结合图像中值滤波和试件参考点的风洞压敏涂料（PSP）试验图像数据处理方法。与通常用校准箱获取校准曲线进而得到PSP试验试件表面压力或压力系数（Cp）的方法不同，该方法通过空心中值滤波技术恢复PSP光强比图像中测压孔处的光强比数据，结合若干参考点处常规测压技术实测所得Cp值，获得Cp值和PSP图像光强比数据的关系曲线，进而得到整个试件表面的Cp值数据，该方法获得的数据结合了风洞试验诸多因素对试验结果的影响。利用MATLAB对PSP技术试验图像数据进行了处理，并将PSP方法获得的Cp值与常规测压方法获得的Cp值进行了比较，得到的结果显示，笔者采用的方法获得的Cp值与常规测压方法获得的Cp值吻合较好。该方法为PSP图像数据的处理提供了一种新的方法，具有较大的发展潜力和应用价值。     

惯性/偏振光组合定姿技术研究

惯性导航系统是一种全参数、全天候的自主导航系统,但其姿态误差随时间发散。太阳光在大气中传播时在天空具有稳定的偏振模式,惯性/偏振光组合定姿系统就是利用偏振光中的方位信息实现惯性导航系统姿态角误差的估计。研究了惯性/偏振光组合定姿系统模型,利用跑车试验数据对所设计的组合定姿系统进行了仿真。结果表明:惯性导航系统引入偏振光导航信息后,可以有效地抑制惯性导航姿态角误差发散的趋势,提高姿态精度,满足中等精度姿态参考系统的需求。     

光纤光源温度动态特性分析及控制

根据半导体热电致冷器(TEC)工作的基本原理,分析了光纤光源模块的温度动态特性,建立了与之对应的数学模型.对光源模块进行了实际实验测试,采用多点频率的工作电流驱动TEC模块,通过光源模块内部的热敏元件采样光源管芯温度的动态数据,用最小二乘法进行数据拟合,得到了与数学模型十分接近的结果,因此可以确定数学模型中的待定参数.采用 MAX1978单片TEC控制器,根据温度动态特性数学模型设计了最优的比例积分微分(PID)补偿网络,实现了光纤光源的温度控制系统,得出了TEC温度控制系统对光源有良好的控制精度和稳定性.      

A material experiment for small satellites to characterise the behaviour of carbon nanotubes in space – development and ground validation

Over the last years, Carbon Nanotubes (CNT) drew interdisciplinary attention. Regarding space technologies a variety of potential applications were proposed and investigated. However, no complex data on the behaviour and degradation process of carbon nanotubes under space environment exist. Therefore, it is necessary to investigate the performance of these new materials in space environment and to revaluate the application potential of CNTs in space technologies.Hence, CiREX (Carbon Nanotubes – Resistance Experiment) was developed as a part of a student project. It is a small and compact experiment, which is designed for CubeSat class space satellites. These are a class of nanosatellites with a standardized size and shape. The CiREX design, electrical measurements and the satellites interfaces will be discussed in detail. CiREX is the first in-situ space material experiment for CNTs.To evaluate the data obtained from CiREX, ground validation tests are mandatory. As part of an extensive test series the behaviour of CNTs under solar ultra violet light (UV) and vacuum ultraviolet light (VUV) was examined. Single-walled carbon nanotubes (SWNT), multi-walled carbon nanotubes (MWNT) and MWNT/resin composite (ME) were exposed to different light sources. After the exposure, the defect density was investigated with Raman spectroscopy. There is a clear indication that UV and VUV light can increase the defect density of untreated CNTs and influence the electrical behaviour.     

应用粒子激光散射测量混合反应器分散相浓度场分布

研究了圆管反应器中四束侧向对撞射流与轴向流形成的混合流动.应用激光粒子散射成像测量了侧向分散相在混合流中的浓度场分布,得到了不同的浓度分布图形随侧向流与轴向流速比关系,揭示了内在有规律的独特的浓度分布结构.     

量子光谱成像技术及其在对地观测中的应用前景

综述了量子光谱成像技术的发展概况,简述了量子光谱成像原理的理论,详细介绍了纠缠双光子源的鬼成像,亚波长干涉以及热光的无透镜成像和热光的非定域双缝干涉实验及其原理。最后对量子光谱成像技术在未来的军用和民用对地观测的应用方面做出了展望。