一、应用AD9850实现正弦标校信号的产生(论文文献综述)
刘晶[1](2016)在《非接触水质电导率检测方法与系统研究》文中认为电导率是水质的一个重要的参数,表征着水溶液导电能力的强弱。然而电磁感应特性是导电物质的重要电特性,在具有导电性的水溶液的物质成分变化的过程中将会有着明显的改变。磁感应测量技术就是以不同电导率的物质作为目标导体,测量加入目标导体前后磁场的相位变化情况,磁感应检测技术是通过相位差的大小来说明电导率差异的一种检测原理,在检测时因非接触既避免了对目标水质的污染,又减少了误差,还使磁感应测量技术在工业、医疗电子行业和环境监测领域中得到广泛的应用。本文根据磁感应特性中的涡流检测原理,设计了一套非接触磁感应式水质检测系统。首先通过对磁感应测量技术的研究,设计了系统激励-检测线圈测量实验模型;然后以Arduino为核心处理器,利用数字频率合成技术(DDS)产生正弦波,并经过OPA603放大器和七阶椭圆滤波器,实现了高稳定度的信号发生装置,作为水质检测系统的激励源,驱动激励线圈;以Arduino为核心处理器,基于鉴相芯片AD8302设计了相位检测器,实现了对检测信号和参考信号之间的相位差的高精度测量;并利用基于LT6600的全差分滤波器和基于AD8130的差分放大器对系统中的检测线圈输出的信号进行处理(滤波、放大)增加系统的可靠性;最后通过PC端Arduino驱动中的串口监视器和液晶显示屏实现人机交互界面显示磁感应信号检测数据。采用鉴相器的精度以及水质检测系统的相位分辨率和电导率分辨率作为衡量该系统的主要性能指标。同时,通过该系统对不同电导率的氯化钠溶液和不同种类的水质样本进行实验,测得了不同种类的水质有不同的相位差,得出了不同水质的电导率与相位差呈线性关系。实验结果表明:非接触式水质电导率检测系统,可以根据相位差的大小测量出水样本的电导率差异,判别出水质的类别,并且实验结果符合磁感应检测原理。
韩韬[2](2013)在《脉冲信号辐射源个体识别技术研究》文中研究指明随着辐射源系统复杂程度的显着提高、低截获概率技术的广泛应用以及信号调制种类的日益增多,辐射源个体识别技术所必须应对的电磁环境和研究对象复杂化的挑战也愈发严峻。这些客观现象的出现,造成了诸如信号指纹特征的有效性下降、辐射源个体识别性能恶化等问题,给现有的信号指纹特征分析方法、辐射源个体识别理论研究以及工程实践造成了无可避免的巨大困难。不同辐射源系统之间的个体非线性差异,是信号指纹特征产生的根源。一般系统理论及其模型在非线性系统建模及非线性分析领域取得的大量研究成果显示,该方法能够为揭示复杂系统的非线性特征及其演化规律提供有力的理论支持,对解决当前辐射源个体识别技术所面临的理论研究发展困境和工程实际问题,具有十分积极的意义。本文以复杂电磁环境下的脉冲信号辐射源系统个体识别问题为主要研究对象,利用一般系统理论、Yoyos系统模型和随机微分几何理论作基本分析工具,建立了辐射源个体识别的直观系统演化模型,并据此提出了信号的扩散模型,定义了辐射源个体系统状态流形上的内蕴指纹特征。针对简单脉冲信号,提出一种基于信号内蕴瞬时参数的指纹提取方法 INIP-FEX(Intrinsic instantaneous parameters based feature extraction),利用该方法提取的指纹特征具有内蕴性,即特征的统计特性满足不随坐标系转换而改变的性质。INIP-FEX方法可以直接应用在简单脉冲信号环境下的辐射源个体识别问题中,由于上述内蕴指纹特征综合应用了整个脉冲信号瞬时参数中所蕴含的辐射源个体系统状态流形的内蕴几何特性,故最终能够得到优于脉内瞬时频率曲线特征识别性能。在第二章最后,通过外场实验数据实验和仿真实验验证了上述辐射源个体识别直观系统演化模型和内蕴指纹特征的有效性。为了扩展内蕴指纹参数提取方法对具有有意调制的信号的适应能力,提高对辐射源个体系统状态流形内蕴几何特征的提取精度,本文第三章通过进一步分析辐射源个体系统状态流形上信号状态转移流函数,并借助近年来流形学习领域的理论研究成果,提出了基于扩散映射的内蕴指纹特征提取方法 DIFF-IFEX(Diffusion mapping based intrinsic feature extraction)。该方法通过选取适当的扩散过程核函数,估计信号观测数据集合中所蕴涵的状态转移流函数,提取辐射源个体系统状态流形上信号生成路径附近的局部几何特征,具有较高的计算效率以及特征提取精度,能够实现对线性调频、正弦调制等的具有有意调制的信号环境下的内蕴指纹特征提取以及辐射源个体识别,且具有较好的识别性能。多径条件下,许多现有指纹特征的有效性会大大降低,导致利用这些特征进行辐射源个体识别的识别性能严重恶化。为了解决这一问题,本文第四章利用多径信号时延域上的稀疏特性,借助稀疏信号处理方法和变分贝叶斯方法的研究成果,在内蕴指纹特征定义的基础上,针对多径信号环境,分析已知参考信号的前提条件下观测数据的典型自相关特征,提出了一种基于变分贝叶斯方法多径信号时延估计的辐射源个体识别方法 VB-TDE-SEI(Variational Bayesian time delay estimation based specific emitter identification),在多径时延小于脉冲信号宽度的小时延条件下,完成了辐射源个体识别。针对未知参考信号的情况,联合基于扩散映射的内蕴指纹特征提取方法和变分贝叶斯方法,提出基于变分贝叶斯方法和扩散映射的内蕴指纹特征提取算法VB-DIFF-IFEX(Variational Bayesian Diffusion mapping based intrinsic feature extraction)算法,从多径条件下的观测信号数据集合中,直接估计原始信号状态转移流函数,提取其中蕴含的内蕴指纹特征,并将其应用于辐射源个体识别,仿真结果表明,该方法能够在未知参考信号的多径观测条件下,取得了较好的辐射源个体识别性能。由于信号数字化观测过程中的采集量化误差、信号内蕴瞬时参数估计过程中的线性化近似误差和同型号不同接收机之间的个体差异性等不良影响,使得工程实践中,内蕴指纹特征提取精度降低、同一指纹特征模版在不同平台之间的适应性下降,甚至导致识别性能恶化。在本文直观系统演化模型的研究框架基础上,针对内蕴指纹特征,借鉴分布式采集系统的信号重构技术以及辐射源个体识别领域接收机校正技术,分别提出了基于共轭梯度算法SCG(Scaled Conjugate Gradient)与迭代重加权最小二乘算法IRLS(Iterative Reweighted Least Squares)的采样误差校正方法和基于变分贝叶斯方法和重要性采样IS(Importance Sampling)的同型号接收机个体差异性校准方法,补偿接收机采样频率误差和通道功率扰动误差,消除接收机系统个体差异性对辐射源个体识别性能的消极作用,为辐射源个体识别的工程实践作出了有意义的探索。
孙航[3](2015)在《大口径红外辐射特性测量设备目标识别与跟踪关键技术研究》文中认为随着红外物理的深入研究和红外技术应用的发展,目前目标的红外辐射特性数据受到了越来越广泛的重视,具体体现在:它可为红外系统的探测、定位、分类、识别、跟踪提供基础数据;为目标识别提供分类、提取和辨认所必需的红外光谱特征库;为红外系统仿真提供目标和背景生成的物理特征及数学模型。本论文着重讨论了大口径红外辐射特性测量系统在目标识别与跟踪技术中所涉及的关键技术,并针对系统中应用的目标识别与图像处理技术、系统模型辨识技术、大惯量高精度伺服控制技术开展了深入研究。所做的主要工作如下:1)介绍了大口径红外辐射特性测量设备的研究背景及意义。讨论了大口径红外辐射特性测量设备的关键技术,以及各项关键技术的研究现状。2)讨论了大口径红外辐射特性测量设备的整体结构设计。对大口径红外辐射特性测量设备的组成及系统功能进行了介绍。讨论了设备中光机系统,电控系统的原理以及实现系统辐射定标和目标红外辐射特性反演的工作流程。3)对大口径红外辐射特性测量设备中图像处理算法的关键技术进行了研究。重点讨论了非均匀校正技术,图像降噪技术,增强及伪彩处理方法,弱小目标检测技术。对红外目标的图像数据应用上述技术进行了仿真和实验。4)在介绍传统伺服系统模型辨识的基础上,讨论了利用BP神经网络和RBF神经网络实现伺服系统模型建模的方法。通过阶跃响应实验和正弦响应实验,证明了利用本文提出的RBF神经网络伺服调节器可以显着减少系统辨识模型与实际模型的误差。5)利用传统模糊理论与PID理论相结合,设计了一种模糊PID控制器。利用Z-N法对模糊PID的初始值进行初始值设定,然后利用模糊控制器根据输入偏差和输入偏差率来自动调整PID参数的比例和微分环节的比例系数增量,从而实现PID参数的自调整。最后通过实验,验证了本文提出的模糊PID模型应用于大惯量转台具有更好的动态特性和稳态精度。最后根据本文所做的研究,提出了尚且存在的不足,并为今后大口径红外辐射特性设备中目标识别与跟踪关键技术可能的研究方向提出了建议。
田晓[4](2015)在《88Sr光晶格装载及钟跃迁探测的实验研究》文中指出原子钟自1955年被首次研制成功至现在,经历六十余年的发展,在基础科学研究和技术应用方面发挥了重要的作用。激光冷却技术、超窄线宽激光技术及飞秒光梳的发展更极大促进了原子光钟的发展。目前国际单位的“秒”定义由铯喷泉微波钟保持,而光钟的不确定度和稳定度均已进入10-18量级,较铯微波喷泉钟具有更低的频率不确定度和更优的频率稳定度。因此,一旦出现“秒”定义的变更,光钟将成为有力竞争者,有可能成为下一代的时间频率基准。在用于光钟研制的原子中,锶(Strontium,Sr)原子是最有潜力的原子之一,锶原子具有m Hz量级的超窄自然线宽并且具有丰富的同位素,其中自然丰度最大的偶同位素88Sr和奇同位素87Sr常被用于研制锶原子光钟。目前世界上性能最好的光钟为锶原子光钟。2007年我们实验小组开始锶原子光晶格钟的研制工作,在位于国家授时中心的中国科学院时间频率基准重点实验室里,我们实现了锶冷原子样品的制备、锶原子的光晶格装载和锶原子钟跃迁信号的探测等实验。本论文围绕锶原子光晶格钟的研究,主要完成了88Sr原子的一级冷却优化和二级冷却实验、晶格光光源的强度噪声抑制实验、冷原子的光晶格装载实验以及88Sr的钟跃迁谱线探测实验等。第一、实现88Sr原子一级冷却的优化实验,包括利用二维准直技术提高热原子束通量,使冷却原子数目提高10倍左右;利用Lab VIEW数字伺服控制系统实现重泵浦激光707nm和679nm激光的频率稳定,使实验系统更加可靠、稳定运行。在一级冷却基础上完成原子的二级冷却,最终冷却的原子数目为1.5×107,温度约为2μK。第二、实验中的晶格光光源为半导体激光器,利用模清洁器对半导体激光器的强度噪声进行抑制。激光的强度噪声未抑制前在30MHz内不能达到散粒噪声极限,抑制后在8MHz附近便达到散粒噪声极限,强度噪声抑制效果明显。第三、对光钟研制中的光晶格理论进行了分析,完成了88Sr冷原子的一维光晶格装载的实验研究。基于光晶格理论,估算了实验中的一维光晶格的势阱阱深、囚禁频率及囚禁势阱的Lamb-Dicke参数η。理论分析了用于锶原子光钟的“魔术”波长光晶格,通过将冷原子装载进“魔术”光晶格中,可消除斯塔克效应引起的光频移。将88Sr冷原子装载进813nm“魔术”波长的一维光晶格中,得到一维光晶格寿命约为270ms,原子数目为1.2×105,囚禁的冷原子温度在3.5μK左右。研究不同光晶格功率对晶格内囚禁冷原子数目、冷原子温度的影响。利用Bose-Hubbard模型对光晶格中冷原子的平均占有数进行了分析和研究,为制备单个晶格占有单原子实验提供理论基础。第四、在实验上完成了88Sr的钟跃迁谱探测。介绍了用于锶原子钟跃迁探测的钟激光器系统。对用于碱土金属玻色子的外磁场诱导技术进行理论分析;对用于88Sr原子的微弱钟跃迁谱信号的归一化探测技术进行介绍。通过对698nm激光进行频率扫描,利用461nm脉冲激光探测基态原子布居数变化,经过多个周期采集获得88Sr的钟跃迁几率谱,谱线为边带和载波结构。根据采集的谱线结果,实验中得到轴向囚禁频率108k Hz,对应势阱深度41μK,Lamb-Dicke参数值0.2的一维光晶格势阱,得到光晶格中囚禁原子的钟跃迁谱线线宽为187Hz。
黄欣[5](2015)在《光测设备捕获能力检验中目标特性标校》文中指出目标捕获能力是光电测量设备重要的总体性能指标。可调对比度目标源装置能够为光电经纬仪提供待捕获的光学目标源,是一种室内检测光电经纬仪目标捕获能力的重要装置。目前,基于目标源装置来检测光电经纬仪捕获能力的目标特性标校研究还没有有效地开展,具体表现在3个方面:1)缺少目标特性参数标校基准的建立;2)影响目标特性标校相关因素的分析不够完善,缺少相关的统计学数理分析及评价;3)缺少目标特性参数与设备捕获能力水平内在联系的建立。这些不足会对检验结果的正确性产生不良影响。在国防建设中,光电测量设备检验中的标校分析工作是极其重要的技术基础和保障。因此,探索和研究目标源装置的目标特性标校,对保证检验结果正确性,提高产品质量是具有实际意义的,这对同类光测设备的目标特性标校研究也是具有参考价值的。论文提出了一种基于目标源装置的目标特性标校方法的研究思路。首先,以可调对比度目标源装置为基础,搭建了目标特性标校研究的实验环境。结合光学目标源的多参数动态量的特点,论述了目标特性参数标校基准建立的条件和所面临的难题,数据处理计量分析的方法,特别是数据描述统计的应用。通过分析光学目标源特性,提出了目标特性标校基准建立的具体实施方法,构建了目标源装置的长度标校、光学对比度标校和角速度标校基准,并给出相应的不确定度值和溯源链框图。采用数理统计手段对光学对比度的时漂效应进行了分析与修正,对被检设备图像的均匀性和稳定性进行了分析。然后对光学对比度和图像对比度函数关系的静动态对比度进行了标定。最后给出了目标源目标特性参数和图像对比度的数学模型,并通过实验进行了验证。在目标特性参数标校基准建立过程中,辐亮度标校基准选用:标准灯与漫射白板组成的测量系统标定辐亮度计PR735,精度优于1%;角速度标校基准选用:光电角编码器和互联网授时,采用定时测角法测量角速度,精度优于0.1°/s;长度标校基准选用:万能工具显微镜与标准玻璃线纹尺组成的测量系统,精度优于1μm。在影响目标特性标校相关因素评定过程中,分析了目标源光学对比度随时间漂移的成因,采用曲线拟合的方法对其进行了修正,通过残差统计分析图对拟合方法进行了评价,拟合精度优于0.15%。在3种辐亮度和3种焦距组合条件下,对被检设备图像的均匀性和稳定性进行了分析。采用实验设计和析因分析的方法,分析了辐亮度和系统焦距对像面均匀性的影响,采用两点法对其进行校正分析,明确了目标源装置辐亮度工作区间位于33Wm-2str-13.3 Wm-2str-1,并通过具体实验验证了辐亮度取值对捕获能力测试的影响。采用I-MR控制图法,对成像系统获取图像时间序列的稳定性进行了评定,稳定性优于99.8%。在标定目标对比度过程中,针对目标源的动态特性,采用判别分析和残差分析等统计方法,并结合散点图等统计图表,提出了一种动态光学目标对比度标定的方法,通过最小二乘法,拟合出不同速率下的动态对比度标定曲线,精度均优于99%。最后,通过实验设计、析因分析、残差分析等统计方法,将标定好的3个目标源参数与光电经纬仪的图像对比度联系起来,构建了数学模型,便于合理地设定目标源装置的目标特性参数,检验光电经纬仪的捕获能力,并通过实验验证了模型的适用性。实验证明,图像对比度在大于0.03的阈值条件下被检设备能够很好捕获目标。
黄强[6](2014)在《基于GOCE卫星的重力场模型反演及应用》文中研究表明地球重力场一直都是大地测量学中的研究核心之一。近年来,随着CHAMP (CHAllenging Minisatellite Payload)、GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment)和GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer)卫星的相继发射及数据免费释放,基于低轨卫星重力测量的研究成为了大地测量学中的研究热点。GOCE卫星是首颗采用SST-HL (Satellite-to-Satellite Tracking in High-Low mode)技术和SGG(Satellite Gravity Gradiometry)技术的低轨重力卫星,其搭载的GPS (Global Position System)接收机可采集SST-HL数据,静电重力梯度仪可采集GG (Gravity Gradient)数据。SST-HL数据可恢复地球重力场的中长波信息,GG数据可恢复地球重力场的中短波信息。因此,联合SST-HL和GG数据可恢复高精度的静态地球重力场模型。本文主要内容是研究利用GOCE卫星观测数据恢复静态地球重力场模型。在前人研究成果的基础上,导出了一种联合GOCE轨道数据和重力梯度数据的时域解法,并独立研制了一款基于GOCE卫星反演地球重力场模型的软件系统。提出顾及地球重力场模型道路工程勘测的3种实施方案,并且将利用GOCE数据恢复的重力场模型应用到道路工程勘测的模拟试算中。本文的主要内容及贡献如下:1.给出了GOCE卫星重力测量涉及到坐标系统的定义及其详细转换公式。比较了勒让德系列函数的递推计算公式,优化了勒让德积分函数的递推计算,采用向后递推法解决积分计算在极区不稳定的现象。为了避免重力梯度分量在极区出现奇异,推导了广义勒让德函数PS1和PS2的递推计算公式。推导了地固系下模拟引力梯度数据的详细公式。基于GOCE卫星轨道、行星星历文件DE405和海潮模型FES2004等计算出日月引力、固体潮、海潮和极潮等摄动力。引入了具有高度优化和并行性能的Intel MKL函数库。2.对GOCE卫星PKI轨道数据进行了预处理,利用能量守恒法、短弧长积分法和平均加速度法反演出3个模型,并比较了3种方法的优缺点。对GOCE轨道数据反演能力的研究表明,GOCE轨道数据的最大恢复能力大约在120阶次左右。提出利用GOCE卫星轨道数据探测地球重力场的时变信息,并且对扇形滤波进行了改进。分析了GOCE重力场模型球谐位系数残差之间的相关性,并与GRACE RL05模型球谐位系数残差的相关性进行了比较。利用近1年的GOCE轨道数据计算出南极冰盖质量的变化情况,探测到南极某点(-75°,250°)处的质量变化约为-11.30cm/a,并用GRACE RL05重力场模型验证了探测结果的正确性。3.对GOCE卫星重力梯度数据进行了预处理,基于重力梯度的测量原理和误差特性设计出3种重力梯度数据的滤波方法,并对3种滤波方法的滤波效果进行比较,选取其中一种效果最好的方法作为重力梯度数据的固定滤波方法。分别利用空域法和时域法基于重力梯度数据恢复了重力场模型。为解决因GOCE卫星两极空白而带来的病态问题,采用了正则化处理,并比较了标准正则化和球冠正则化。结果显示,球冠正则化效果更好。推导出了用于球冠正则化法积分计算的4类三角函数的原函数。导出了一种联合GOCE轨道数据和重力梯度数据恢复重力场模型的时域解法。利用近1年的GOCE卫星观测数据反演出一个200阶次的静态重力场模型SWJTU-GO2013,该模型的空间分辨率约为100km(半波长),大地水准面误差约为±20.32cm,与ICGEM公布的GOCE卫星第3代时域法模型进行比较,具有同等级的精度。4.针对GOCE卫星观测数据,编写了一款恢复重力场模型的软件系统SWJTU-GOCE,编写该软件系统主要使用了C#语言和Fortran语言。为使耗时巨大的重力场恢复计算在一般的PC电脑上也能开展,在Fortran代码中调用了具有高度优化和并行特性的Intel MKL函数。在可视化方面,软件可自动生成Matlab或GMT等软件的脚本程序,运行脚本程序即可得到可视化结果。软件模块涵盖了从数据预处理到精度评定全部流程。5.详细分析了目前道路工程勘测所存在的问题:GPS系统的参考基准为法线,全站仪系统的参考基准为垂线,两者混合使用时存在明显的系统误差。分别基于勘测单位和设计单位的角度,在理论上提出顾及地球重力场模型的3种道路工程勘测方案。推导出利用GPS平面坐标恢复道路工程渐变坐标系的一整套公式和精度评定公式。最后,将利用GOCE数据恢复的模型SWJTU-GO2013应用到试验计算中,并用EGM2008的计算结果进行验证。
史少龙[7](2014)在《空间望远镜精密稳像控制关键技术研究》文中研究说明随着天文学和科学技术的发展,需要研制高分辨率、大视场、宽波段的天文望远镜。由于大气扰动效应、色散效应、臭氧对紫外线的强烈吸收以及大气背景噪声的存在,地基天文望远镜的观测受到了一定限制。空间天文观测可以彻底摆脱大气的影响,观测波长范围广,具有较低的天空背景噪声,望远镜角分辨率可以接近衍射极限,这些有利条件促使空间天文望远镜成为天文观测领域的研究热点。然而,由于空间天文望远镜是以航天器为平台,航天器的姿态变化、轨道进动、运动部件的轻微振动甚至航天员的走动都能对空间探测产生影响,甚至无法捕获观测目标。即便能够捕获观测目标,在成像探测器曝光时间内,航天器平台的随机振动造成的干扰将造成像点相对传感器的移动,致使图像模糊,严重影响空间天文望远镜的探测精度。为达到空间天文望远镜预期的探测精度,必须采取措施抑制平台振动等原因引起的图像模糊,达到稳像的目的。目前空间平台一般采用被动隔振并设计有优良扰动抑制能力的精跟踪系统来抑制平台的振动。对稳像的研究,主要有两个方面,一是对反馈补偿控制方法以及补偿机构的研究,另一个方面是对振动检测方法和仪器的研究。本课题以空间天文望远镜为背景,首先调研了国内外空间天文望远镜精密稳像系统发展现状。其次,分析了影响空间天文望远镜视轴稳定度的扰动来源,根据空间望远镜平台的振动功率谱,将空间天文望远镜的稳像系统分为:隔振系统、指向跟踪系统和精密稳像系统三个大部分,划分出各级稳像系统的带宽范围。然后,以精密稳像系统为课题研究重点,提出初步的技术指标并研究技术方案。围绕精密稳像系统三大组成部分:大口径快摆镜视轴补偿系统和精细导星模块以及精密控制算法进行研究,分析各子系统的软硬件架构及控制模式。设计并实验验证了适用于精细导星模块的改进型亚像素质心定位算法;完成包括DSP数字控制器、压电陶瓷驱动电源以及SGS微位移检测电路的大口径快摆镜视轴补偿系统电子学硬件设计和验证;设计并完成大口径快摆镜系统辨识实验,设计出高精度的精密稳像控制算法。本课题主要有3个创新点:在研究了国内外空间天文望远镜稳像技术案例和空间平台扰动源及其频谱范围和强度的基础上,提出了隔振系统、指向跟踪系统和精密稳像系统三级控制的空间望远镜稳像技术方案,主要针对属于望远镜核心技术之一的精密稳像控制系统进行了详细研究,为我国未来实现大口径、大视场、高像质观测的空间望远镜进入工程应用打下了实用基础。根据精密稳像控制系统总体方案,提出一种大口径(340mm×330mm)快摆镜系统辨识方法,通过分析快摆镜机构的一阶频和数学模型,设计出稳定的精密稳像系统内闭环和光闭环控制环路,使精密稳像系统的光闭环带宽实现了优于8Hz的预期设计指标。针对精密稳像控制系统中的精细导星检测环节,研究对比了各种亚像素质心细分算法,设计出一种兼顾精度和效率的改进型亚像素质心细分算法,通过实验证明,该算法在星图信噪比为20,帧频为110fps的条件下,能够实现1/50pixels的亚像素质心细分精度,解决了精细导星模块要求高精度、高帧频的技术难题。针对精密稳像控制系统中的执行器补偿环节,设计了大口径快摆镜仿真验证系统,搭建出集DSP数字控制器、压电陶瓷驱动电源和SGS微位移检测技术于一体的大口径快摆镜驱动控制软硬件环境。该系统的PZT驱动电源5kHz以下纹波噪声小于0.12mV,电压分辨率0.5mV,性能比国内同类产品高一个数量级,为大口径快摆镜实现高精度驱动控制创造了有利条件。
于化鹏[8](2014)在《恒速偏频激光陀螺寻北系统精度与快速性影响因素与机理研究》文中指出传统摆式陀螺寻北仪一般只能在完全静止状态下使用,虽然可达到数角秒的精度,但抗扰动性较差,且寻北时间较长。近年来,高精度激光陀螺和高精度石英挠性加速度计的研制不断取得进展。因而,高精度自主式捷联式寻北系统正越来越成为惯性技术领域的研究热点。提高寻北精度、缩短反应时间是寻北系统研制过程中的核心任务。为了满足高精度快速寻北需求,本论文重点研究了陀螺随机误差、IMU旋转调制方案、系统参数误差和典型环境对连续旋转式寻北系统的寻北精度与快速性的影响机理,针对相应的实际工程应用问题进行了详细分析,通过仿真与实际测试验证了所提出的各种算法的有效性。论文的主要研究工作和研究成果总结如下:1.提出采用快速正交搜索算法分离陀螺测量输出中恒速偏频转速不平稳、系统中周期性信号干扰等影响因素,并通过陀螺随机误差序列求差消除了偏频转台随机误差的影响,提取出陀螺随机噪声误差序列,通过提高陀螺随机噪声误差的采样频率,有效地测定了恒速偏频激光陀螺的平均角随机游走误差系数,验证了恒速偏频激光陀螺相对于抖动偏频激光陀螺角随机游走误差较小的优势,为寻北系统综合设计和器件遴选奠定了基础。2.提出采用随机线性系统理论的解析分析方法,建立了寻北系统静基座对准Kalman滤波器模型,采用随机可控制性能够定量分析转台恒速转动情况下陀螺随机噪声误差对系统滤波状态估计精度的影响,采用基于随机可观测性的可观测度解析方法能够定量分析速度观测噪声、角速率观测噪声和转台转速等对系统滤波状态收敛快速性的影响。通过定量分析噪声统计特性对方位连续旋转式寻北系统滤波状态的收敛速度和精度的影响,并利用单轴恒速偏频激光陀螺寻北系统原理样机进行实际测试,揭示了恒速偏频激光陀螺相对于抖动偏频激光陀螺寻北精度高的机理。3.提出基于扩张线性测量的观测模型对传统静基座对准Kalman滤波器模型进行改进,通过分析方位连续旋转式寻北系统中IMU测量输出的误差特性,得到寻北系统滤波状态的线性等价约束测量信息,从而提高了方位角收敛的精度和快速性。静基座单位置实验结果表明,对准时间为600 s时,采用传统滤波模型寻北精度为24.83″(1σ),而采用改进滤波模型寻北精度能够达到6.78″(1σ)。4.提出将主要系统参数误差对航向敏感误差的作用量进行整体标定,分析了航向敏感误差产生的机理,在不需外部基准和拆卸设备的情况下,采用最小二乘算法对航向敏感误差进行了有效的在线补偿。静基座多位置实验结果表明,在不需要系统完全调平(<3o)的情况下,采用改进滤波模型、对准时间为600 s时,未补偿航向敏感误差时寻北精度为16.19″(1σ),而补偿航向敏感误差后系统寻北精度能够达到8.97″(1σ)。5.提出利用对准过程中速度残差序列加窗估计观测噪声协方差,并对观测信息进行去相关处理,得到了测量去相关改进的基于速度残差的观测噪声自适应滤波算法,该方法不需要预先得到观测噪声的精确统计特性,提高了系统的工程实用性和抗扰动性,进而有效地解决了扰动基座对准中采用标准Kalman滤波器存在的局限性。
曹芬[9](2014)在《基于转发测距数据的GEO导航卫星定轨方法研究》文中研究指明GEO卫星覆盖性能好,在WAAS、IRNSS、QZSS、EGNOS、BDS、CAPS等区域增强和区域导航系统中得到广泛应用。GEO卫星精密定轨及预报对高精度的导航和精密实时定位用户来说具有至关重要的作用。因此开展GEO卫星精密测定轨理论与方法研究对卫星导航系统、区域增强系统的建设具有积极的推动作用。GEO卫星与地面相对静止,站星之间几何关系变化小,钟差及测站偏差等系统误差难以分离;系统跟踪站局限于国内,地面观测几何结构不好使轨道精度不高;GEO卫星的频繁机动控制,给GEO卫星精密轨道的确定和预报带来较大困难。转发器式卫星测轨方法具有将卫星轨道和星地钟差分离的优势,被应用于CAPS。本论文围绕上述问题,基于C波段转发测距方法及VLBI、SLR测量方法,在以下几个方面进行深入探讨和研究:1.自发自收及差分模式的GEO卫星定轨预报针对转发模式自发自收数据的径向约束能力强、横向约束能力弱的问题,依据VLBI测量原理、自发自收模式、一发多收模式,提出了转发模式副站与副站差分模式,详细推导了该模式的观测方程及测量矩阵,并克服了副站之间没有直接TWSTFT比对链路,无法直接得到副站站间钟差的问题。利用2005年6月的C波段自发自收测距数据、副站差分数据进行了联合定轨预报试验,C波段转发测距数据单独定轨预报试验,分析了副站差分对轨道横向精度的影响,预报残差与预报轨道差的关系。2.基于国际SLR数据的自发自收轨道精度评估系统建成后,由于租用的GEO卫星上并未安装激光反射器,因此基于CAPS的GEO卫星轨道从未使用SLR数据进行评估;CAPS测站系统差从未基于SLR数据进行标校。本文给出了CAPS中的外环时延测量方法及时延组成要素、转发模式自发自收测距测量模型,并首次利用国际SLR数据对基于CAPS的GEO卫星轨道进行了精度评估,利用国内SLR数据对CAPS测站系统差进行标校;分析了CAPS的测站分布对GEO卫星定轨精度的影响、系统差标校精度。经试验验证,国内激光站的视向检验残差较小,约为0.5m,而南半球激光站的视向检验残差较大,约为3.3m。3. GEO卫星分时观测模式研究针对目前CAPS常规连续观测模式,无法实现1天内对多颗GEO卫星进行观测的问题,论文探究了CAPS在GEO卫星非机动期间的单天线对多颗卫星的分时观测模式及策略;基于2005年6月的转发模式连续观测资料,生成了3种分时观测资料,并最终给出了满足轨道精度优于2m的单天线对多颗GEO卫星的分时观测策略。4. GEO卫星跨机动定轨及预报方法研究为了满足导航用户对于机动期间轨道及机动后轨道快速恢复的需求,在卫星机动期间,通过建立等价的机动力模型,研究跨机动期间的定轨方法和优化策略,保证轨道的连续性。并基于机动前不同时段的C波段观测资料,分析了机动前的资料对跨机动定轨及预报精度的影响,分析了机动后短弧定轨预报与跨机动定轨预报的优劣性。5.基于VLBI与C波段转发测距数据的联合定轨试验GEO卫星机动后短弧资料较少,且C波段自发自收数据横向约束能力弱。论文利用2010年中国VLBI网与C波段测轨网的VLBI和C波段转发测距资料进行了分析处理,为实现VLBI应用于轨道机动后轨道快速恢复提供试验支持。论文进行了C波段转发测距数据单独定轨试验、VLBI时延与时延率定轨试验、联合定轨试验,并分析了不同基线对C波段测站系统差标校精度的影响,单条基线对测距资料定轨预报的影响。
韩团军[10](2013)在《基于锁相环的数字式频率合成器研究与设计》文中进行了进一步梳理频率合成器作为科研、教学试验及各种电子测量技术中的重要部件,而且随着通信技术的快速发展,各种高精度测量对信号源的频率稳定度、准确度及分辨率的要求越来越高。更加显示了频率合成起的重要性。它通过产生大量与参考信号源具有同样精度和稳定度的离散信号,为频率转换提供基准的本地振荡信号。频率合成器设计的优劣直接影响到无线通信收发机的性能、成本,故其实现方式一直给设计者提出挑战。该研究所要阐述的重点是锁相环频率合成器的设计实现。该论文研究设计了一种用于雷达系统的频率合成器,雷达频率合成器通常比其它类型的合成器对噪声和寄生信号具有更严格的要求,经过对比,采用了基于锁相技术的频率合成器,通过模块化设计思想进行理论分析,得出系统的传输函数,计算具体电路的参数,最终设计出了具体电路。该设计方法是利用大规模集成锁相频率合成器芯片145152-2为核心器件,高速双模分频器芯片MC12017为具体电路的前置分频器,集成压控振荡器MC1648为电路的振荡输出,集成运放LM358构成具体电路的环路有源低通滤波器,通过以上的模块设计得到了锁相式频率合成器总体电路,通过单片机对预分频器进行自动控制,输出采用LED进行显示。该电路结构比较简单,总体电路的成本低。最后通过对系统进行调试及测试,结果表明该系统频率分辨率较高,频率范围分布较宽,输出信号频谱纯净,可智能控制。性价比高,具有良好的应用前景。
二、应用AD9850实现正弦标校信号的产生(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、应用AD9850实现正弦标校信号的产生(论文提纲范文)
(1)非接触水质电导率检测方法与系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 电导率测量的背景和意义 |
1.2 电导率测量的方法 |
1.3 课题国内外研究现状及趋势 |
1.3.1 国外研究现状 |
1.3.2 国内研究现状 |
1.4 本文主要任务及结构安排 |
第2章 磁感应式电导率检测系统的原理及总体设计 |
2.1 磁感应水质电导率测量法的基本原理 |
2.2 磁感应水质电导率检测系统的总体设计 |
2.3 本章小结 |
第3章 磁感应水质电导率检测系统的关键技术 |
3.1 基于DDS技术的激励源部分的设计 |
3.1.1 DDS的基本原理及激励源结构 |
3.1.2 MCU控制模块的选取 |
3.1.3 DDS芯片AD9850的电路设计 |
3.1.4 滤波器的设计 |
3.1.5 功率放大器的设计 |
3.1.6 软件设计 |
3.1.7 激励源部分的性能验证 |
3.2 系统测量模型部分的设计 |
3.2.1 激励线圈和检测线圈模型的设计 |
3.2.2 实验模型性能分析 |
3.3 检测信号处理部分的设计 |
3.3.1 信号前置滤波放大电路 |
3.3.2 仪用差分放大后置电路 |
3.3.3 检测信号处理部分的性能验证 |
3.4 鉴相部分的设计 |
3.4.1 相位检测的原理及鉴相器结构 |
3.4.2 AD8302鉴相电路的设计 |
3.4.3 A/D转换电路的设计 |
3.4.4 LCD液晶显示的设计 |
3.4.5 鉴相部分的软件设计 |
3.4.6 鉴相器的性能验证 |
3.5 本章小结 |
第4章 实验与结果分析 |
4.1 非接触水质电导率检测系统性能实验 |
4.1.1 系统一体化封装 |
4.1.2 系统相位分辨率的验证实验 |
4.1.3 不同氯化钠溶液的检测实验 |
4.2 不同水质检测实验 |
4.2.1 实验步骤 |
4.2.2 实验结果与分析 |
4.3 本章小结 |
第5章 结论 |
参考文献 |
附录A 水质检测系统各部分源程序 |
在学研究成果 |
致谢 |
(2)脉冲信号辐射源个体识别技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.2 辐射源个体识别问题研究现状 |
1.2.1 指纹特征研究现状 |
1.2.2 指纹特征机理研究现状 |
1.2.3 接收机系统研究现状 |
1.2.4 分类识别算法研究现状 |
1.3 一般系统理论及其模型的研究现状 |
1.4 本文的研究内容 |
第二章 辐射源个体识别的内蕴指纹特征 |
2.1 引言 |
2.2 辐射源个体识别的指纹特征机理分析 |
2.2.1 基于辐射源个体非理想子系统(或器件)的指纹特征机理分析 |
2.2.2 信号无意调制的机理分析 |
2.3 当前辐射源个体识别领域的难点问题 |
2.3.1 辐射源个体识别机理分析研究中的主要问题 |
2.3.2 辐射源个体识别工程领域的主要问题 |
2.3.3 现有信号模型的局限性 |
2.4 辐射源个体识别的系统分析方法及内蕴指纹特征 |
2.4.1 辐射源个体识别问题的系统分析方法 |
2.4.2 随机微分几何相关基础知识介绍 |
2.4.3 内蕴指纹特征 |
2.5 外场实验数据测试及仿真实验分析 |
2.5.1 外场实验数据测试概述 |
2.5.2 S模式应答机信号的内蕴瞬时参数估计 |
2.5.3 内蕴瞬时参数可分性分析 |
2.5.4 内蕴瞬时参数的稳定性分析 |
2.5.5 基于内蕴瞬时参数的辐射源个体识别实验 |
2.6 本章小结 |
第三章 具有有意调制的信号的内蕴指纹特征及其提取方法 |
3.1 引言 |
3.2 信号扩散模型与扩散映射的联系 |
3.3 扩散映射及其在内蕴指纹特征提取中的应用 |
3.3.1 扩散映射概述 |
3.3.2 基于扩散映射的内蕴特征提取算法 |
3.4 有限观测条件分析 |
3.5 仿真实验与分析 |
3.5.1 扩散指纹特征提取及有效性验证 |
3.5.2 基于扩散指纹特征的辐射源个体识别仿真 |
3.5.3 连续调制信号扩散指纹特征辐射源个体识别仿真 |
3.5.4 扩散指纹特征的兼容性实验 |
3.6 本章小结 |
第四章 多径条件下的信号内蕴指纹特征提取方法 |
4.1 引言 |
4.2 多径条件下的观测信号稀疏模型 |
4.3 变分贝叶斯方法简介 |
4.4 已知参考信号的多径条件下辐射源个体识别方法 |
4.4.1 观测信号时延相关矢量模型[109] |
4.4.2 基于变分贝叶斯方法的多径条件下信号内蕴指纹特征提取方法 |
4.4.3 基于变分贝叶斯方法多径信号时延估计的辐射源个体识别算法 |
4.5 未知参考信号的多径条件下内蕴指纹特征提取方法 |
4.5.1 多径条件下信号扩散指纹特征提取的一般模型 |
4.5.2 多径条件下信号扩散指纹特征提取算法 |
4.6 仿真实验与分析 |
4.6.1 已知参考信号的多径信号辐射源个体识别仿真实验 |
4.6.2 未知参考信号条件下的多径信号辐射源个体识别仿真实验 |
4.6.3 多径连续调制信号辐射源个体识别仿真 |
4.7 本章小结 |
第五章 辐射源个体识别中的接收机校准技术研究 |
5.1 引言 |
5.2 接收机系统对内蕴指纹特征提取精度的影响因素分析 |
5.2.1 采样频率因素 |
5.2.2 接收机个体差异性因素 |
5.3 针对内蕴特征的接收机系统校正技术 |
5.3.1 基于共轭梯度算法与迭代重加权最小二乘算法的采样误差校正 |
5.3.2 接收机不同个体之间系统状态流形差异性校准的思路 |
5.3.3 基于变分贝叶斯和重要性采样的接收机个体差异性校准算法 |
5.4 仿真试验及结果分析 |
5.4.1 SCG-IRLS采样校正算法的仿真分析 |
5.4.2 接收机个体差异性校准算法的仿真分析 |
5.5 本章小节 |
第六章 结论与展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者在学期间取得的学术成果 |
攻读博士学位期间参与的科研项目 |
附录A 内蕴瞬时参数的估计 |
附录B 扩散映射无穷小生成子的推导 |
(3)大口径红外辐射特性测量设备目标识别与跟踪关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 红外辐射特性测量设备关键技术分析 |
1.3 目标识别与跟踪关键技术研究现状 |
1.4 本论文的主要研究内容 |
第2章 大口径红外辐射特性测量设备简介 |
2.1 系统功能及组成 |
2.2 红外辐射特性测量系统介绍 |
2.3 本章小结 |
第3章 目标识别与图像处理关键技术研究 |
3.1 引言 |
3.2 红外图像非均匀性校正 |
3.3 红外图像的噪声去除 |
3.4 红外图像增强 |
3.5 弱小目标检测 |
3.6 本章小结 |
第4章 系统模型辨识技术研究 |
4.1 引言 |
4.2 直流伺服系统 |
4.3 人工神经网络理论 |
4.4 基于BP神经网络的系统辨识 |
4.5 基于RBF神经网络的系统辨识 |
4.6 转台系统辨识研究 |
4.7 本章小结 |
第5章 大惯量高精度伺服控制技术研究 |
5.1 超前滞后控制方法 |
5.2 传统PID控制方法 |
5.3 模糊控制理论 |
5.4 模糊PID控制器的实现 |
5.5 模糊PID控制试验 |
5.6 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 论文工作总结 |
6.2 论文的创新点 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
在学期间学术成果情况 |
指导教师及作者简介 |
致谢 |
(4)88Sr光晶格装载及钟跃迁探测的实验研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
目录 |
图目录 |
表目录 |
第一章 绪论 |
1.1 背景概述 |
1.1.1 原子钟的研究背景和意义 |
1.1.2 原子光钟的发展与现状 |
1.2 锶原子光晶格钟 |
1.2.1 物理特性 |
1.2.2 能级结构 |
1.2.3 锶原子光晶格钟 |
1.3 本论文的研究内容及结构 |
第二章 锶原子的Doppler冷却和囚禁 |
2.1 激光冷却和囚禁的基本原理 |
2.1.1 Doppler冷却 |
2.1.2 磁光阱 |
2.2 锶冷原子实验装置系统 |
2.3 锶原子的一级冷却优化 |
2.3.1 锶原子束的二维准直 |
2.3.2 重泵浦激光的频率锁定 |
2.4 锶原子的二级冷却 |
2.4.1 二级冷却光源 |
2.4.2 锶原子的二级冷却实验 |
2.4.3 二级冷却锶原子的温度 |
2.5 本章小结 |
第三章 晶格光源的强度噪声抑制 |
3.1 模清洁器噪声谱特性理论分析 |
3.2 平衡零拍探测法 |
3.3 半导体激光器强度噪声抑制实验系统 |
3.3.1 模清洁器的腰斑 |
3.3.2 半导体激光器的腰斑 |
3.3.3 模式匹配透镜的理论计算 |
3.4 半导体激光器强度噪声的抑制结果 |
3.5 本章小结 |
第四章 锶冷原子的一维光晶格装载 |
4.1 光晶格的理论 |
4.1.1 光晶格的囚禁势阱 |
4.1.2 Lamb-Dicke区域 |
4.1.3 锶原子的光晶格势阱 |
4.1.4 锶原子的“魔术”波长光晶格 |
4.2 锶原子的一维光晶格装载实验 |
4.2.1 光晶格光学系统 |
4.2.2 时序控制系统 |
4.2.3 锶冷原子的一维偶极俘获 |
4.2.4 锶冷原子的一维光晶格装载的实现 |
4.3 囚禁于一维光晶格中的锶冷原子的参数测量 |
4.3.1 锶冷原子的寿命测量 |
4.3.2 光晶格中锶冷原子的温度 |
4.4 锶原子在光晶格中的平均占有数 |
4.5 本章小结 |
第五章 锶原子钟跃迁信号的实验探测 |
5.1 698nm钟激光系统 |
5.2 锶原子钟跃迁谱的探测 |
5.2.1 ~(88)Sr磁诱导激发跃迁 |
5.2.2 钟跃迁的探测机制 |
5.3 钟跃迁谱的实验探测 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(5)光测设备捕获能力检验中目标特性标校(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
图目录 |
表目录 |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 工程中数理统计的应用 |
1.4 论文主要研究内容 |
第2章 目标特性标校方法研究实验装置的建立 |
2.1 实验系统研制方案 |
2.2 实验系统测量数据统计分析的理论概述 |
2.3 本章小结 |
第3章 实验系统目标特性标校基准 |
3.1 标校基准建立的数理条件 |
3.2 目标特性标校基准的建立 |
3.3 本章小结 |
第4章 影响目标特性标校相关因素的评定 |
4.1 目标特性参数光学对比度不稳定性评价 |
4.2 光学系统的图像均匀性评价 |
4.3 光学系统的图像稳定性评价 |
4.4 本章小结 |
第5章 目标特性参数与光测设备捕获能力建模分析 |
5.1 目标光学对比度与图像对比度建模分析 |
5.2 目标特性参数与捕获能力的建模分析 |
5.3 拟合模型验证及捕获能力检验 |
5.4 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 研究工作总结 |
6.2 主要创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
附录 |
在学期间学术成果情况 |
指导教师及作者简介 |
致谢 |
(6)基于GOCE卫星的重力场模型反演及应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 卫星重力探测技术发展现状 |
1.2.2 重力场恢复的研究现状 |
1.3 研究内容和目标 |
第2章 基础理论方法 |
2.1 时间系统 |
2.2 坐标系统 |
2.3 Legendre函数的计算 |
2.4 地球扰动位及其相关泛函的计算 |
2.5 重力梯度数据的模拟计算 |
2.6 快速傅利叶变换 |
2.7 摄动的计算 |
2.8 插值计算方法 |
2.9 计算技巧和方法 |
2.10 本章小结 |
第3章 利用GOCE轨道数据反演重力场模型 |
3.1 反演计算方法 |
3.1.1 能量积分法 |
3.1.2 短弧长积分法 |
3.1.3 平均加速度法 |
3.2 GOCE轨道数据的预处理 |
3.2.1 Leve12数据产品介绍 |
3.2.2 轨道数据的提取 |
3.2.3 几何轨道的粗差探测 |
3.3 GOCE轨道重力场模型的计算 |
3.3.1 3种反演方法的比较 |
3.3.2 GOCE轨道反演能力的研究 |
3.4 GOCE轨道数据用于时变研究的探讨 |
3.4.1 重力场模型的计算 |
3.4.2 等效水高的反演算法 |
3.4.3 高斯滤波与扇形滤波 |
3.4.4 去相关误差滤波 |
3.4.5 南极冰盖质量变化研究 |
3.5 本章小结 |
第4章 利用GOCE重力梯度数据反演重力场模型 |
4.1 GOCE梯度测量 |
4.1.1 重力梯度测量原理 |
4.1.2 GOCE重力梯度的噪声特性 |
4.2 梯度数据的预处理 |
4.2.1 梯度数据产品介绍 |
4.2.2 重力梯度数据的滤波处理 |
4.3 空域算法的研究 |
4.3.1 重力梯度不变量法的数学模型 |
4.3.2 重力梯度数据的归算及格网化 |
4.3.3 空域法模型的评价 |
4.4 时域算法的研究 |
4.4.1 反演计算的数学模型 |
4.4.2 重力梯度解算的模型 |
4.5 正则化方法 |
4.5.1 Tikhonov正则化 |
4.5.2 Kaula正则化 |
4.5.3 球冠正则化 |
4.5.4 最优正则化参数的确定 |
4.5.5 正则化结果的比较 |
4.6 本章小结 |
第5章 联合轨道和重力梯度数据反演重力场模型 |
5.1 联合的数学模型 |
5.2 静态重力场模型SWJTU-GO2013的解算 |
5.3 重力场模型SWJTU-GO2013的评价 |
5.4 SWJTU-GOCE软件介绍 |
5.5 本章小结 |
第6章 地球重力场模型在道路工程勘测中的应用 |
6.1 理论背景 |
6.1.1 道路工程渐变坐标系 |
6.1.2 GPS平面坐标系 |
6.2 道路平面坐标系的统一 |
6.2.1 垂线偏差对精密工程测量的影响 |
6.2.2 3种解决方案 |
6.3 试验计算 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 |
(7)空间望远镜精密稳像控制关键技术研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 引言 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 空间天文望远镜国外发展历程及现状 |
1.3 空间天文望远镜稳像技术国内外研究现状 |
1.4 课题研究内容和意义 |
第二章 空间望远镜稳像系统分析 |
2.1 空间望远镜稳像的来由 |
2.1.1 稳像有关的基础概念及术语 |
2.1.2 影响像质、指向精度和指向稳定度的因素 |
2.1.3 指向稳定度确定 |
2.2 空间天文望远镜指向精度、稳定度误差源分析 |
2.2.1 轨道特性 |
2.2.2 航天器姿控水平 |
2.2.3 航天器颤振 |
2.3 国外经典空间天文望远镜稳像系统 |
2.3.1 SOFIA 空间天文望远镜稳像系统 |
2.3.2 JWST 空间天文望远镜稳像系统 |
2.4 空间望远镜稳像系统架构 |
2.4.1 被动隔振系统分析 |
2.4.2 指向跟踪系统 |
2.4.3 精密稳像系统分析 |
2.4.4 指向跟踪系统和精密稳像系统误差传递函数分析 |
2.4.5 指向跟踪系统和精密稳像系统干扰抑制传递函数分析 |
2.5 小结 |
第三章 精密稳像控制系统及关键技术 |
3.1 精密稳像控制系统软硬件架构 |
3.1.1 精密稳像控制系统硬件架构 |
3.1.2 精密稳像控制系统软件架构 |
3.2 精密稳像控制系统控制模式 |
3.2.1 开环控制 |
3.2.2 闭环控制 |
3.3 精密稳像控制系统技术参数分析 |
3.4 精密稳像系统关键技术 |
第四章 精细导星与亚像素质心细分算法 |
4.1 亚像素算法比较与选取 |
4.2 灰度质心定位算法窗口大小的选取 |
4.3 亚像素质心细分算法误差分析和改善 |
4.3.1 均化效应造成的误差 |
4.3.2 探测器噪声以及量化噪声造成的误差 |
4.3.3 曝光时间内光斑漂移对质心定位精度的影响 |
4.3.4 其他影响灰度质心算法精度的因素 |
4.4 改进型灰度质心定位算法 |
4.4.1 高斯曲面拟合估计星斑滤波模板 |
4.4.2 图像预处理、星斑粗定位 |
4.4.3 灰度质心精定位 |
4.4.4 仿真实验结果 |
4.5 三角形灰度质心法 |
第五章 大口径快摆镜补偿机构硬件设计 |
5.1 国内外 FSM 研究现状 |
5.2 FSM 驱动方式 |
5.3 FSM 控制系统硬件电路设计 |
5.3.1 DSP 数字控制器硬件设计 |
5.3.2 压电陶瓷驱动电源设计 |
5.3.3 SGS 信号调理电路 |
5.3.4 电路减噪设计 |
第六章 精密稳像系统控制器研究 |
6.1 大口径快摆镜系统辨识 |
6.1.1 LAFSM 系统辨识 |
6.1.2 系统模型辨识实验设计 |
6.1.3 模型参数辨识 |
6.1.4 模型检验 |
6.2 精密稳像系统控制器设计 |
6.2.1 内闭环控制器设计 |
6.2.2 精密稳像系统光闭环控制器设计 |
6.3 视轴稳定性的实现 |
第七章 精密稳像系统关键技术验证 |
7.1 精密稳像试验验证系统 |
7.1.1 隔振平台和平行光管 |
7.1.2 星点模拟源 |
7.1.3 扰动模拟快摆镜 |
7.1.4 CCD 像质验证相机 |
7.1.5 精细导星模块 |
7.1.6 LAFSM 及其控制系统 |
7.2 亚像素质心细分算法验证 |
7.2.1 测试方法 |
7.2.2 测试结果及分析 |
7.2.3 实验小结 |
7.3 压电陶瓷驱动器电源性能测试 |
7.3.1 分辨率测试 |
7.3.2 纹波和噪声测试 |
7.3.3 线性度测试 |
7.3.4 充放电速度测试 |
7.3.5 正弦波失真测试 |
7.3.6 小结 |
7.4 SGS 信号调理电路标定和测试 |
7.4.1 标定方法 |
7.4.2 标定结果 |
7.4.3 电路噪声测试 |
7.4.4 结果分析和改进方法 |
7.5 压电陶瓷驱动器闭环控制验证 |
第八章 总结与展望 |
8.1 总结 |
8.2 展望 |
参考文献 |
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(8)恒速偏频激光陀螺寻北系统精度与快速性影响因素与机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 寻北系统与寻北技术发展现状 |
1.2.1 国内外惯性寻北系统的研究进展 |
1.2.2 激光陀螺寻北系统相关技术的发展现状 |
1.3 激光陀螺寻北系统的寻北精度与快速性的关键影响因素 |
1.3.1 激光陀螺随机误差 |
1.3.2 旋转调制方案 |
1.3.3 系统参数误差 |
1.3.4 典型环境 |
1.4 论文拟解决的主要问题 |
1.5 论文的研究内容、组织结构和主要贡献 |
1.5.1 论文的研究内容和组织结构 |
1.5.2 论文的主要贡献和创新点 |
第二章 陀螺随机误差对恒速偏频激光陀螺寻北系统的影响机理分析 |
2.1 激光陀螺基本工作原理 |
2.1.1 抖动偏频激光陀螺 |
2.1.2 恒速偏频激光陀螺 |
2.2 恒速偏频激光陀螺寻北系统原理与原理样机组成 |
2.2.1 单轴速率转台主要性能参数 |
2.2.2 寻北系统中坐标系关系 |
2.3 激光陀螺角随机游走误差系数辨识 |
2.3.1 整周期采样法估计激光陀螺角随机游走误差系数 |
2.3.2 整周期采样法存在的缺陷 |
2.3.3 基于快速正交搜索算法的激光陀螺角随机游走误差系数估计 |
2.4 恒速偏频激光陀螺寻北系统等效东向陀螺剩余误差精度分析 |
2.4.1 寻北系统静基座对准Kalman滤波器模型的建立 |
2.4.2 等效东向陀螺剩余误差评估方法 |
2.4.3 实验结果与分析 |
2.5 基于随机可控制性的陀螺随机噪声误差传播机理分析 |
2.5.1 随机可控制性定义 |
2.5.2 基于随机可控制性的陀螺随机噪声误差传播机理分析 |
2.5.3 实验结果与分析 |
2.6 本章小结 |
第三章 旋转调制方案对恒速偏频激光陀螺寻北系统的影响机理分析 |
3.1 基于扩张线性测量的静基座快速对准Kalman滤波器模型 |
3.1.1 基于可观测性矩阵秩的分析方法 |
3.1.2 可观测性分析结果与讨论 |
3.1.3 基于扩张线性测量的观测模型 |
3.2 恒速偏频激光陀螺寻北系统的可观测度分析 |
3.2.1 随机可观测性定义 |
3.2.2 方位连续旋转式寻北系统的寻北快速性理论分析 |
3.2.3 恒速偏频激光陀螺寻北系统快速对准实验结果与分析 |
3.3 随机可观测性在多位置转停方案对准优化设计中的应用 |
3.3.1 二位置对准优化 |
3.3.2 三位置对准优化 |
3.4 本章小结 |
第四章 系统参数误差对恒速偏频激光陀螺寻北系统的影响机理与补偿方法 |
4.1 标定参数误差对恒速偏频激光陀螺寻北系统的影响机理 |
4.1.1 标定参数误差对航向敏感误差的影响 |
4.1.2 航向敏感误差的在线补偿方法 |
4.1.3 实验验证与分析 |
4.2 纬度误差对恒速偏频激光陀螺寻北系统的影响机理 |
4.2.1 纬度误差对粗对准方位角的影响 |
4.2.2 考虑纬度误差的寻北系统静基座对准Kalman滤波器模型 |
4.2.3 实验结果与分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 典型环境对恒速偏频激光陀螺寻北系统的影响机理分析 |
5.1 基座扰动对寻北系统的影响机理 |
5.1.1 基座扰动对寻北快速性的影响 |
5.1.2 基于观测噪声自适应滤波的扰动基座快速寻北算法 |
5.1.3 实验结果与分析 |
5.2 冷启动环境对寻北系统的影响机理 |
5.2.1 冷启动环境下惯性器件的温度特性分析 |
5.2.2 惯性器件漂移对寻北系统的影响 |
5.2.3 基于扩张线性测量的观测模型对陀螺温度漂移的抑制 |
5.3 典型应用条件下寻北系统精度与快速性指标的分配 |
5.3.1 初始对准中寻北精度与快速性指标的分配 |
5.3.2 二次对准中寻北精度与快速性指标的分配 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 论文总结 |
6.2 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者在学期间取得的学术成果 |
附录A采用连续旋转方案时 Φ(t,τ)的解析表达式 |
附录B Mathematica软件符号计算和仿真程序 |
附录C采用多位置转停方案时 Φ(t,τ)的解析表达式 |
(9)基于转发测距数据的GEO导航卫星定轨方法研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
图表目录 |
缩略词中英文对照表 |
第一章 概论 |
1.1 研究背景 |
1.2 GEO 卫星测定轨国内外研究现状 |
1.2.1 GEO 卫星测轨技术研究现状 |
1.2.2 GEO 卫星定轨研究现状 |
1.3 研究意义 |
1.4 论文主要研究内容 |
第二章 GEO 卫星力学模型选取方法及参数估计方法 |
2.1 GEO 卫星运动方程与观测方程 |
2.1.1 GEO 卫星力学模型选取及运动方程 |
2.1.2 GEO 卫星观测方程线性化及状态方程建立 |
2.2 参数估计方法 |
2.2.1 卫星初始状态量X 0赋值及偏导数计算 |
2.2.2 批处理算法及序贯处理算法 |
2.2.3 无偏估计检验及 C 波段数据处理中的逐次逼近方法 |
2.3 坐标系统转换与时间系统转换 |
2.3.1 坐标系统转换 |
2.3.2 时间系统转换 |
2.4 小结 |
第三章 多种观测手段的观测原理、测量模型及测量矩阵 |
3.1 观测方程及测量矩阵 |
3.2 自发自收模式的观测方程、测量模型及测量矩阵 |
3.2.1 自发自收模式的信号传递公式 |
3.2.2 自发自收模式的观测方程、测量模型及测量矩阵 |
3.3 SLR 测距的观测方程、测量模型与测量矩阵 |
3.3.1 SLR 测距原理 |
3.3.2 激光测距的观测方程、测量模型及测量矩阵 |
3.4 VLBI 时延与时延率的观测方程、测量模型与测量矩阵 |
3.4.1 人造地球卫星与射电源的 VLBI 测量原理 |
3.4.2 带光时解的 VLBI 观测方程、测量模型与测量矩阵 |
3.5 副站-副站差分模式的观测方程、测量模型与测量矩阵 |
3.5.1 副站-副站差分原理 |
3.5.2 副站-副站的站间差分生成公式 |
3.5.3 副站-副站差分模式的观测方程、测量模型及测量矩阵 |
3.6 几种测量模式的区别 |
3.7 小结 |
第四章 自发自收及差分模式轨道精度评估 |
4.1 轨道精度评估方法 |
4.1.1 定轨及预报残差 |
4.1.2 轨道差 RMS 计算方法 |
4.1.3 用户距离误差 URE 计算方法 |
4.1.4 激光检验残差 |
4.2 自发自收、差分模式定轨试验及内符合分析 |
4.2.1 卫星精密定轨参数解算策略 |
4.2.2 定轨残差 |
4.2.3 轨道重叠精度 |
4.2.4 预报轨道差及残差 RMS |
4.3 激光数据及广播星历对 C 波段轨道的精度评估 |
4.3.1 定轨残差 |
4.3.2 重叠弧段轨道差 |
4.3.3 基于激光数据进行轨道视向精度检验 |
4.3.4 C 波段轨道与广播星历轨道比较 |
4.4 小结 |
第五章 GEO 卫星分时观测模式研究 |
5.1 分时观测模式 |
5.1.1 分时观测模式 |
5.1.2 法化矩阵条件数 |
5.2 连续观测模式与分时观测模式的 2 天定轨试验 |
5.2.1 基于 5 个测站的卫星定轨试验 |
5.2.2 缺失 1 个测站对连续观测轨道及分时观测轨道的影响 |
5.3 小结 |
第六章 C 波段测站设备时延测定原理及系统差标校 |
6.1 SLR 与 C 波段测站设备时延测定原理 |
6.1.1 SLR 测站设备时延测定原理 |
6.1.2 C 波段测站设备时延测定原理 |
6.2 转发模式测站系统差标校原理 |
6.2.1 激光并置比对法标校测站系统差 |
6.2.2 联合定轨法标校测站系统差 |
6.2.3 转发器时延与测站设备时延分离 |
6.2.4 系统差标校前后的 GEO 卫星轨道视向检验残差 |
6.3 小结 |
第七章 GEO 卫星跨机动定轨及预报方法 |
7.1 GEO 卫星轨道机动控制的必要性及对 GEO 卫星定轨的影响 |
7.1.1 轨道机动控制的必要性及对 GEO 卫星定轨的影响 |
7.1.2 轨道机动控制策略及机动力加速度建模方法 |
7.1.3 GEO 卫星机动轨道确定及预报策略 |
7.2 GEO 卫星跨机动定轨及预报试验 |
7.2.1 基于机动前轨道进行轨道预报 |
7.2.2 跨机动定轨及预报试验 |
7.3 小结 |
第八章 C 波段测距与 VLBI 数据联合定轨研究 |
8.1 VLBI 数据与 C 波段自发自收测距数据的联合定轨试验 |
8.1.1 VLBI 数据及 C 波段测距数据统计 |
8.1.2 VLBI 与 C 观测资料联合定轨残差 |
8.1.3 VLBI 与 C 联合轨道的重叠弧段轨道差 |
8.1.4 VLBI 与 C 联合轨道的外符合检验 |
8.1.5 C 波段测站系统差的标校精度分析 |
8.2 C 波段自发自收测距数据的单独定轨试验 |
8.2.1 C 波段自发自收测距数据单独定轨残差 |
8.2.2 基于 C 波段自发自收测距数据单独定轨的轨道与联合轨道差 |
8.3 VLBI 数据的单独定轨试验 |
8.3.1 VLBI 时延数据单独定轨试验 |
8.3.2 VLBI 时延率数据的单独定轨试验 |
8.3.3 VLBI 时延、时延率的联合定轨试验 |
8.4 各条基线的时延、时延率对测距资料定轨及预报的影响 |
8.4.1 各条基线的时延、时延率对测距资料 1 天定轨的影响 |
8.4.2 各条基线的时延、时延率对测距资料短弧定轨预报的影响 |
8.5 VLBI 对仅有 C 波段单站极端观测条件下的卫星定轨改善 |
8.5.1 VLBI 数据对 C 波段单站 1 天长弧定轨的影响 |
8.5.2 VLBI 数据对 C 波段单站 4h 短弧定轨的影响 |
8.6 小结 |
第九章 总结与展望 |
9.1 本文的主要创新点与工作 |
9.2 后续工作展望 |
参考文献 |
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(10)基于锁相环的数字式频率合成器研究与设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究的背景及意义 |
1.2 频率合成器的发展 |
1.2.1 直接模拟频率合成技术 |
1.2.2 直接数字频率合成技术 |
1.2.3 锁相环频率合成技术 |
1.3 论文的总体结构 |
第二章 系统设计要求和总体设计方案 |
2.1 方案论证 |
2.1.1 方案一:直接模拟式频率合成器 |
2.1.2 方案二:直接数字频率合成技术 |
2.1.3 方案三:锁相式频率合成技术 |
2.2 方案选择 |
第三章 锁相式频率合成的原理及理论分析 |
3.1 单环锁相频率合成器的工作原理 |
3.1.1 单环锁相频率合成器的性能分析 |
3.1.2 单环锁相频率合成器的缺陷及改进 |
3.2 变模分频频率合成器 |
第四章 频率合成器的电路设计 |
4.1 MC145152(锁相环集成频率合成器)的介绍 |
4.1.1 MC145152 的内部结构 |
4.1.2 管脚图及管脚说明 |
4.1.3 原理框图 |
4.1.4 鉴相器 |
4.2 MC145152 外围电路参数设置 |
4.2.1 MC145152 的参考频率(外接晶振)的计算 |
4.2.2 环路总分频比(M)的计算 |
4.2.3 总体连接电路 |
4.3 LM358(双运放)的介绍 |
4.3.1 LM358 的外部管脚 |
4.3.2 LM358 的原理图 |
4.3.3 典型应用 |
4.4 环路滤波器外围电路参数设置 |
4.4.1 参数计算 |
4.4.2 连接电路图 |
4.5 MC1648(集成压控振荡器)的介绍 |
4.5.1 MC1648 管脚图及说明 |
4.5.2 内部电路原理图 |
4.5.3 典型应用 |
4.6 压控振荡器外围参数设置 |
4.6.1 参数计算 |
4.6.2 连接电路图 |
4.7 MC12017(分频器)介绍 |
4.7.1 总体说明 |
4.7.2 连接电路图 |
4.8 单片机电路控制原理说明 |
4.8.1 键盘及显示部分电路 |
4.8.2 软件设计 |
第五章 调试的方法和过程 |
5.1 调试的方法 |
5.1.1 VCO(压控振荡器)部分 |
5.1.2 分频器部分 |
5.1.3 运算放大部分 |
5.2 调试过程 |
5.2.1 部分电路调试 |
5.2.2 总体硬件电路调试 |
5.2.3 系统电路的调试 |
第六章 实验结果及理论分析 |
6.1 捕获带的测量 |
6.2 同步带的测量 |
6.3 各输出端口波形测定 |
6.3.1 锁定状态(f=19.999 MHz) |
6.3.2 失锁状态 |
6.4 实验输出频率列表 |
6.5 频谱分析 |
总结与展望 |
附录 A |
附录 B |
附录 C |
附录 D |
参考文献 |
致谢 |
四、应用AD9850实现正弦标校信号的产生(论文参考文献)
- [1]非接触水质电导率检测方法与系统研究[D]. 刘晶. 沈阳工业大学, 2016(06)
- [2]脉冲信号辐射源个体识别技术研究[D]. 韩韬. 国防科学技术大学, 2013(11)
- [3]大口径红外辐射特性测量设备目标识别与跟踪关键技术研究[D]. 孙航. 中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所), 2015(10)
- [4]88Sr光晶格装载及钟跃迁探测的实验研究[D]. 田晓. 中国科学院研究生院(国家授时中心), 2015(10)
- [5]光测设备捕获能力检验中目标特性标校[D]. 黄欣. 中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所), 2015(10)
- [6]基于GOCE卫星的重力场模型反演及应用[D]. 黄强. 西南交通大学, 2014(12)
- [7]空间望远镜精密稳像控制关键技术研究[D]. 史少龙. 中国科学院研究生院(上海技术物理研究所), 2014(02)
- [8]恒速偏频激光陀螺寻北系统精度与快速性影响因素与机理研究[D]. 于化鹏. 国防科学技术大学, 2014(11)
- [9]基于转发测距数据的GEO导航卫星定轨方法研究[D]. 曹芬. 中国科学院研究生院(国家授时中心), 2014(02)
- [10]基于锁相环的数字式频率合成器研究与设计[D]. 韩团军. 长安大学, 2013(05)