光纤光栅技术与应用专题讲座(一) 第2讲 光纤布拉格光栅的仿真方法与设计

文中介绍了光纤布拉格光栅的原理;根据耦合模方程,介绍了几种光栅的仿真方法;分别以光纤布拉格光栅滤波器、色散补偿器、相移光栅和采样光栅为例说明了光纤光栅的设计方法。     

海管结构状态监测研究进展

海管在长期运营过程中，受到海水腐蚀、海沙冲蚀及海洋波浪作用，易发生局部屈曲、开裂和穿孔等损坏，引发油气泄漏事故，造成严重的环境污染和巨大的经济损失。因此，运营中海管的结构抗力、损伤和安全状态及剩余服役寿命等信息的掌握成为工程领域的关注重点。鉴于此，归纳总结了运营中海管结构的特征参数和可能的损伤模式，对检测和监测海管结构状态的技术进行了国内外研究进展综述，同时结合运营中的海管监测需求重点介绍了光纤传感技术在海管结构状态监测方面的优势、研究现状及应用前景，以期为维护海管结构安全经济运行提供有效器件和可靠技术参考。     

分布反馈光纤激光水听器系统干涉仪降噪研究

针对分布反馈光纤激光水听器系统在高速运动过程中干涉仪噪声过大的问题，提出了基于参考光源的差分探测方案，设计了基于3端口环形器的光纤干涉仪差分探测光路，利用改进的变步长LMS滤波算法，结合噪声自适应抵消技术和B样条小波变换，有效抑制了干涉仪噪声，解决了信噪比下降的问题。实验结果表明：该方法能降低系统噪声本底约30 dB;与传统参考传感器的差分方案相比，该方法不易受环境影响，不会增加阵列复杂度，更具有实用价值。     

光纤陀螺温度场分析及结构优化设计

从导热微分方程出发,建立了光纤陀螺温度场有限元模型,对模型进行了稳态温度场和瞬态温度场仿真分析。利用铂电阻测温电路对仿真结果进行实验验证,两者相对误差小于3%,证明仿真分析的结果是正确和有效的。针对光纤环温度场分布不均匀的情况,对光纤陀螺结构进行了优化设计。光纤陀螺在25℃环境中稳定工作时,稳态温度场分析结果表明,优化设计后光纤环最高与最低温度差为0.05℃,较优化前的0.19℃减小了73.7%;将陀螺置于60℃环境且处于非开机状态时,10min瞬态温度场分析结果表明,优化设计后光纤环最高与最低温度相差0.11℃,较优化前的0.19℃减小了42.1%。     

基于粒子群优化的点云场景拼接算法

多视点三维点点云场景拼接是解决激光三维主动成像目标自遮挡或被遮挡情况下目标数据不完全问题的一种有效方法,它将直接影响到后续的目标检测与识别处理。本文提出了一种基于粒子群优化（PSO）的点云拼接算法,该方法通过投影分布熵对待拼接场景姿态进行估计,由此获取场景拼接的初值,然后利用PSO实现多视点场景的精确拼接。仿真实验结果表明,本文方法是一种有效可行的方法。     

零彗差自由点条件下的失调光学系统波像差特性分析

基于矢量像差理论,对反射式光学系统的一类特殊失调状态——满足零彗差自由点条件展开研究,分析了该特殊失调下三阶彗差和三阶像散的全视场波像差特性,建立了三阶像散双节点位置的解析计算公式,研究发现该类失调不会引入三阶彗差,并且会导致三阶像散的一个节点位于中心视场附近,揭示了当前传统装调方法中仅采用轴上彗差为零作为系统完善装调的弊端,并基于像差特性分析提出了一种仅根据轴上视场引入定量失调误差前后的像差变化来评估系统完善装调的方法。利用CODE V(Version 10.2)对两反式光学系统进行了仿真分析,结果表明文中建立的模型和方法可定量分析三阶像散双节点的位置及该类失调对系统波像差的影响规律,并验证了所提出系统完善装调方法的有效性。     

不同时间信息条件下多目轨迹交会测量点目标运动的方法

针对多相机对点目标的运动轨迹测量,提出不同时间信息条件下的多目轨迹交会法。对点目标运动轨迹进行时间多项式参数化描述,再将多个相机观察目标的系列视线与目标的参数化运动轨迹进行交会,通过最小化物方残差,确定出目标的运动轨迹。相对于传统的多目交会测量模式,本方法不仅能够有效地提高测量精度,而且能够在多相机之间观测不同步,或者时间未对准,甚至无时间信息的情况下仍得到目标的运动轨迹参数。相对于单相机测量模式时要求相机必须运动,多目情况下不要求相机自身运动。仿真实验和真实实验验证了该方法的有效性和高精度。     

着力加强高分遥感应用产业推广 促进高分专项军民融合深度发展

高分辨率对地观测数据是国家的基础性和战略性资源。随着应用领域的拓展,高分专项将进一步聚焦经济建设、社会建设、生态建设等重大需求上来,实现从创新链到产业链的过渡,实现更广泛、更深入、更彻底的资源共享从2010年高分专项启动实施以来,已经成功发射具有2米分辨率全色/8米分辨率多光谱光学成像能力的高分一号卫星和具有1米分辨率全色/4米分辨率多光谱光学成像能力的高分二号卫星,获取了大量的高分辨率对地观测数据,在国土、农业、环保等领域发挥了重要的作用。     

光纤陀螺输入轴失准角的温度特性

光纤陀螺的输入轴失准角温度变化特性是光纤陀螺惯性系统正交校准所面临的主要难题。提出了一种有效地消除输入轴失准角测量误差的测试方法;对三只椭圆环结构的光纤陀螺进行了输入轴失准角温度特性研究。结果表明,三只椭圆环光纤陀螺的输入轴失准角分布比较集中;此外,椭圆环光纤陀螺的输入轴失准角随着温度变化呈非单调的曲线变化,高温过程的变化速度相对较快。该结论对光纤陀螺环制作工艺的改进提供了测试依据,并有助于惯性系统正交校准的温度补偿技术研究。     

稳定跟踪伺服控制系统高俯仰角稳定问题分析

高俯仰角条件下的稳定技术是防空火控系统稳定跟踪伺服控制系统的关键技术之一,通过对稳定跟踪伺服控制系统速度传感器的选择及配置、反馈量的选择及系统控制策略等方面进行分析和比较,提出了通过三陀螺配置分段控制的方法。对以上分析进行了计算,并模拟高俯仰角条件,在matlab/Simulink下进行了仿真,从仿真效果看同计算结果完全吻合,并得到了优秀的时域控制效果,为稳定跟踪伺服控制系统的设计提供技术参考。