系统参数变化对输电线路故障测距精度的影响

本文就故障电流分量相位修正阻抗法中系统参数变化对测距精度的影响作了全面分析。大量的数字仿真表明,相位修正阻抗法中由于采用了故障电流分量和迭代计算,系统数参大范围变化时对测距精度影响不大,测距偏差一般在2％以下。     

基于最小二乘法的相位式激光测距仪

针对传统便携式激光相位测距仪测量精度较低和实时性不够的缺点,设计了一款高精度快速相位式激光测距仪.首先由ARM芯片对回波信号采样并使用最小二乘法求解信号相位;然后根据粗测尺求得待测目标的模糊距离,计算不同频率信号的周期差,构建超定方程组;最后应用最小二乘法求解出待测距离.对2台测距样机和1台K60测距仪在精度为0.18mm的国家标准基线上进行测距比较试验,结果表明:测距仪的平均测量误差不大于0.95mm,标准不确定度不大于0.50mm,平均测距时间不大于1.55s,测距精度和测距速度比K60测距仪都有了较大提升,满足市场上测距仪误差小于2mm和测距时间小于3s的应用要求.     

渐进提高精度的载波相位测距技术

提出了一种静止、可视两目标之间基于载波相位高精度测距技术:第一步,借助GPS、伪随机码相位自主测距或超宽带等辅助测距手段得到一个距离粗测值和测量精度;第二步,基于已有距离粗测值和测量精度选择载波频率对,消除基于载波相位测距时引入的整周模糊度问题,然后基于载波相位双-单边测距技术,并借助伪码相位消除两目标上面载波相位观测时间差,得到一个精度更高的距离测量值;基于新得到的距离测量值和测量精度,重复第二步过程,渐进提高测距精度直到满足需要的精度为止。理论分析和现有工程技术实现表明,最终测距精度可达微米级。     

测量范围可调的高精度激光相位测距系统研究

提出了距离范111可调的高精度激光相位测距秉统的研究方法。系统采用脉冲测距方法预测距离范围,定位目标后,运用多个辅助频率激光相位洲距技术进行精确测距。秉统内外接收电路独立分开,并采用了自动数字测相技术,达到了高精度,洲量范围可调的实际要求。     

一种高精度相位激光测距方法的实现

在众多的测距方法中,激光测距因其良好的精确度特性而广泛应用在军事和民用领域.实现了一种针对合作目标的正弦调幅激光相位测距方法,使用CPLD和单片机,利用脉冲填充法提高了测距精度.此方法设计的测距仪具有系统简单、响应速度快和精度高等特点.     

一种高精度相位激光测距方法的实现

在众多的测距方法中,激光测距因其良好的精确度特性而广泛应用在军事和民用领域。本文实现了一种针对合作目标的正弦调幅激光相位测距方法,使用CPLD和单片机,利用脉冲填充法提高了测距精度,以此方法设计的测距仪具有系统简单,响应速度快和精度高等特点。     

基于双探测器的手持式激光测距仪系统设计与实现

针对传统激光测距仪测距精度低、成本高以及速度慢等问题,设计一种基于双探测器的手持式激光测距仪。该测距仪使用分束镜实现光路内校准,设计检相电路将信号相位转变为带有相位信息的直流电平,并使用CORDIC数字计算方法求解相位,最后应用基于超定方程组的测距解模糊算法求解待测距离,对3台双探测器测距仪和2台K60测距仪以精度0.18 mm进行测距比较试验。研究结果表明:与传统测距仪相比,光路内校准可以消除电路附加相移,检相算法简单快速,解模糊避免对最优距离的搜索,因此提高了测距精度和测距速度。在0~60 m的测程内,3台双探测器测距仪的平均测距时间小于1.8 s,平均测量误差小于2 mm,测量标准差小于1 mm。与K60系列测距仪相比,双探测器测距仪测距精度和测距速度都有较大提升,验证了该设计方案的可靠性。     

基于中国剩余定理的Wi-Fi室内精密定位新方法

针对当前室内无线局域网Wi-Fi定位方法定位精度不高的问题,提出了一种基于中国剩余定理的Wi-Fi室内载波相位精密定位新方法。该方法通过深入探究Wi-Fi技术体制对于提升测距性能的潜在辅助效能,在不改变商用硬件结构的前提下,根据Wi-Fi信号多频调制的特性,利用多个频点的载波相位测量值构建同余式组,并基于中国剩余定理进行解算实现测距,有效消除了载波相位测距中的整周模糊度,并对所提方法的测距精度、噪声敏感等问题进行了分析,给出了一种提升测距精度并降低噪声敏感性的方法。根据实际定位应用需求,分别配置载波频率、SNR、和量测距离,搭建仿真系统,该方法与现有的RSSI和TOA测距各进行100次对比仿真实验,仿真结果表明,在20 dB SNR和25 m量测距离的条件下,所提方法的平均测距精度为8.8 mm,明显优于现有通用Wi-Fi定位方法,具有很好的理论和实际应用价值。     

超宽带距离测量误差来源分析

利用6段比较、旋转天线和回归分析等方法,采用PulsON 410测距仪实验分析测试测程、脉冲指数、大气折射、天线相位中心偏移、多路径效应、穿透介质等对超宽带(ultra wide band,UWB)测距精度、误差的影响。结果发现测程大小与脉冲指数成正相关,测距误差与测程成线性正相关,多路径对测距稳定性与测程的影响较大,是UWB测距误差的主要来源;而大气折射和天线相位中心误差引起的测距误差在毫米级至厘米级之间,可忽略不计;不同的介质对UWB的测距精度影响不同,在穿透不同介质时,UWB的测距误差表现出系统误差特性。在测前依据测程,对模块的比例系数、固定系数以及要穿透的不同介质系统误差进行标定,能有效提高测距精度。     

一种水下电磁测距的新方法

基于电磁波在海水中传播时产生的传播衰竭和传播相移随距离变化的对应关系,提出了将接收的电磁信号的幅度与相位分离处理后利用相位特征量进行比相测距的新方法,还进一步讲座了预先确知信号条件下采用直接比相测距,任意信号条件下采用间接比相测距的两种方式,通过推算与水池试验的验证,利用电磁辐射源在水下运行时伴随的传播相移不仅可以实现单站被动测距,并且可以获得较高的距离分辨率与测距精度。     

利用回波模拟对激光测距精度检验系统的设计

为解决激光测距在实际测量中受外部因素而导致结果不准确的问题, 设计了一种回波模拟系统对实测结 果进行检验。 测距系统向回波系统发射一束窄脉宽激光, PIN(Positive Input Negative)对激光采集和光电转换, 将转换完成的电信号发送至 FPGA(Field-Programmable Gate Array)中, FPGA 通过内置 PLL(Phase Locked Loop) 对电信号进行 15 倍频操作和高精度延时。 激光驱动部分利用 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)管开关性质产生窄脉冲信号, 对激光器进行调制模拟实际测量中的回波激光,最后在测距系统中得 出模拟结果。 通过对同一距离和不同距离的多次测量结果表明, 系统稳定性较高, 精度达到 0. 17 m, 误差为 0. 03 m。     

脉冲激光烧蚀氩晶体颗粒的分子动力学模拟

采用分子动力学方法对氩晶体颗粒在皮秒脉冲激光照射下内部发生的传热过程以及相变现象进行模拟研究.通过记录氩原子速度和原子位置随时间的变化情况分析了颗粒内热量的传递过程,并计算了单位体积内氩原子数目的空间分布情况以及随时间的变化规律,从而分析了颗粒内部的相变过程.研究结果表明:当激光强度较低时,晶体内部仅仅发生传热过程而没有熔化发生,加入的激光能量随时间由外向内传递;当激光强度增加到足够晶体熔化的时候会发生相变,此时固液相态之间并没有明显的界面,而是存在一个纳米级别的过渡区域;当照射的激光强度增加时,过渡区域的移动速度和移动深度都将增加.     

一种激光目标探测系统的模型仿真

为对激光探测系统的科学设计和性能评估提供有效指导,针对一种激光目标探测系统进行仿真建模,分析并建立了激光回波功率和光电转换模型,利用所建立的模型对探测系统进行仿真,经样机试验数据验证所建模型有效可行。通过对特定典型目标的仿真可以推断该激光探测系统能实现对目标的准确识别,并可以通过回波波形的差异区分具有不同外形的目标。     

超衍射相位板设计

对超衍射理论进行了研究和分析,通过利用优化算法设计了对应于横向、纵向,特别是三维超衍射的3种二元相位元件;模拟结果表明在飞秒激光微加工系统中,考虑双光子效应,这种相位元件的超衍射性能尤为理想.讨论了光源的光谱范围对相位元件超衍射效果的影响,结果表明当光谱较窄时,超衍射性能几乎与使用单波长光源时一样.所设计的超衍射相位元件可以应用于飞秒激光加工系统.     

空间目标单光子探测建模及实验验证

为了对空间单光子探测系统的科学设计和性能评估提供有效的指导, 我们针对空间目标单光子探测系统进行仿真建模, 分析并推导了激光回波功率和回波光子数公式, 利用所建立的模型对探测系统进行仿真,得到激光回波光子数模型仿真值; 通过具体的地面模拟实验对应用在空间目标探测中的单光子探测器（SPAD）进行定标后,得到定标性能曲线,再通过具体的室内目标探测实验得到激光回波光子数实验值。两者进行对比,结果表明,实验验证所建模型有效且可行。     

振幅调制与位相畸变光束通过空间滤波-像传递系统的传输

针对有振幅调制和位相畸变的激光束通过空间滤波-像传递系统的传输进行了讨论,通过数值计算,分析了振幅调制和位相畸变大小对激光束传输的影响,并选取适当的滤波孔径来抑制传输光束的高频调制.     

Carrier-envelope phase locking of 5 fs amplified Ti:sapphire laser pulse at 1 kHz repetition rate

This paper reports the carrier-envelop phase （CEP） locking for the 5 fs re-compressed laser pulse generated from a chirped pulse amplified （CPA） Ti：sapphire laser at 1 kHz repetition rate. A phase locking feedback system with two loops was designed to control the fast fluctuation arising from the seeding laser and the slow fluctuation arising from the sub-mJ amplified pulse. The principle and structure of the phase control system, including the CEP detection, servo loop design and phase locking result, are analyzed. The experiment shows that our phase locking system can be well used to establish the stable phase locking of few-cycle amplified laser pulse, and the CEP variation of below 53 mrad （rms） was demonstrated during a locking period of more than 3 h.     

Numerical study of three phase shifts and dual corrugation pitch modulated (CPM) DFB semiconductor lasers based on reconstruction equivalent chirp technology

A distributed feedback (DFB) semiconductor laser with three phase shifts based on reconstruction equivalent chirp (REC) tech-nology is proposed and investigated numerically. With the combination of multiple phase shifts and corrugation pitch modulated (CPM) structure, we also propose a novel and more complex structure named dual CPM, which has a flatter light power distribution along the laser cavity compared with the true double phase shifts DFB laser diode (LD), while the P-I curves are nearly the same. The proposed dual CPM structure is also designed and analyzed based on REC technology. The simulation results show that, the DFB semiconductor laser with complex structure such as phase shifts, or even arbitrary variation of the grating period can be achieved equivalently and easily by changing the sampling structure. But its external characteristics are almost the same as those DFB lasers with true phase shifts, or true arbitrary variation of the grating period. The key advantage of the REC technology is that it varies only the sampling structure and keeps the seed grating (actual grating in sampling structure) period constant. So its fabrication needs only low-cost and standard holographic exposure technology. Therefore we believe this method can achieve the high-end and low-cost DFB LD for mass production.     

多光束相干合成的研究

从傅里叶光学的基本理论出发，对多光束耦合的机理进行了理论分析，得出了光栅耦合的数学模型．根据模型用研制的优化软件对耦合器件进行了优化设计，并用特定设计的二元位相光栅作为耦合器件，在参与合成的各激光束之间满足一定的位相关系组态时，可实现将多束入射光相干合成一束能量较大的同轴高斯光束．给出了实验结果及有关的结论     

三维激光成像探测系统建模与仿真

 激光成像探测系统仿真是评估现有激光成像系统的性能及开发新型激光成像探测技术的有效手段。研究激光脉冲回波信号特性并建立数学模型是应用回波信号检测技术处理回波,进行激光成像系统仿真的关键。为此以激光发射脉冲模型为基础对激光脉冲回波信号的建模过程和基于单位冲激响应的目标散射特性建模方法作了详尽的推导和描述,并建立检测算法模型,最后依据目标成像模板采用单元回波探测线阵化方式进行了推帚式三维激光成像仿真。结果表明,该仿真系统可实现不同探测条件下线阵推帚式激光成像的有效仿真。