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。     

接触网几何参数的道外测量

论述了激光脉冲相位高精度测距技术和增量式光栅测角技术。激光接触网速测仪融合以上两种技术并配合独特的测量方法实现了接触网几何参数的道外测量。最后提出了激光接触网速测仪的设计方案。     

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.     

提高相位激光测距精确度的研究

提出了提高相位激光测距测量精度的方法，给出了用多个辅助频率进行相位激光测距时的精度公式，解决了单一频率测量的矛盾，扩大了测量范围，达到了测距时高精度、大范围的工程应用要求。     

提高相位激光测距精确度的研究

提出了提高相位激光测距测量精度的方法 ,给出了用多个辅助频率进行相位激光测距时的精度公式 ,解决了单一频率测量的矛盾 ,扩大了测量范围 ,达到了测距时高精度、大范围的工程应用要求     

基于OOK体制的激光统一测控系统设计与实现

激光统一测控系统采用激光链路同时实现高速通信、高精度测距和时钟同步.为了实现激光统一测控系统,根据异步应答测距方法,设计研制了基于OOK体制的激光统一测控系统原理样机,样机包含两套激光模拟终端,分别向对方发送包含测量数据帧的激光调制信号,并记录发送测量数据帧和接收测量数据帧的本地钟时间,据此计算得到距离、钟差、相对频差的测量结果.样机有线对接试验表明,在码率为2.5 Gbit/s的双向激光通信条件下,测距随机误差为6.2 mm,测距系统误差为1.3 mm,钟差测量随机误差为27 ps,相对频差测量随机误差为2.7×10-13.该样机为激光统一测控设备的研制和应用提供了技术支撑.      

双路调频激光绝对距离测量系统的设计

结合双路调频干涉的高精度优点,以四波混频技术取代其中一路调频激光器,设计了双路调频激光绝对距离测量系统。Matlab数值模拟结果显示:在不考虑四波混频等非线性效应影响的情况下,双路调频激光绝对距离测量系统的测量精度较单路调频测距系统提高了近1个数量级,可以显著降低单路调频测距系统因待测物体振动、气流扰动等因素对测距精度的影响,所设计的系统是合理有效的,并具有简便性和经济实用性的特点。     

中远程相位式激光测距系统设计与实现

该文介绍了一种适用于中远程范围的激光测距系统,采用相位法计算待测距离,根据反射信号携带的相位信息计算得出测量距离.采用差频测相的方法,通过自动增益控制的预处理,将计算的相位差由高频转变为低频,提高了相差测量的稳定性并降低了测距误差.在数据处理方面,采用最大似然估计法对信号进行处理.采用DDS和PLL环外混频方法,使得到...     

弹载毫米波合成孔径被动精确探测系统

合成孔径技术在弹载毫米波被动探测系统中的应用可以弥补被动探测不能给出目标距离的缺点,大大提高了系统的性能.本文首先介绍了近程毫米波合成孔径技术,其主要特点是成像公式中存在二次相位补偿因子,相位补偿后会使近程脉冲响应变窄,幅值提高;然后提出近程条件下的合成孔径被动测距原理,近程辐射球面波,其波前曲率和传播距离呈反比,测距原理是通过估计二次相位因子的调频斜率确定电磁波的传输距离;最后采用了双正交傅里叶变换算法进行被动测距,这种变换可以有效地估计多线性调频信号的调频斜率.     

基于调频测相的激光引信测距方法研究

为提高激光引信测距精度和实时性并降低系统实现难度,提出了一种基于调频测相的激光测距方法,该方法采用正弦调频+相位测距的方式实现测距. 重点分析了调频测相激光测距原理,指出了影响测距精度的主要因素. 提出采用基于Hilbert变换的相位差测量方法可提高测相精度,并进行了相关的仿真验证. 仿真结果表明,在信噪比为14 dB的情况下测距精度优于0.1 m,且有较强的测距实时性,此方法可用于激光近炸引信.     

一种基于RSSI和TOF的优化混合测距方法

随着移动网络技术的快速发展和对矿井人员安全问题的日益重视,对矿井人员安全定位系统的定位精度提出了更高的要求,而高精度的定位离不开高精度的测距方式。飞行时间(TOF)作为一种常用的测距技术,由于时钟分辨率问题,会导致近距离测距误差较大。针对近距离测距中TOF存在的问题,提出了采用TOF和信号强度(RSSI)融合的矿井人员测距方法。该方法通过分析近距离无线测距中RSSI测距精度的特性,提出了采用优化指纹库和EWKNN减小测距误差的方法来减小RSSI测距误差,并针对融合测距中数据选择比较单一的问题,提出变化权重的数据权重选择方式,从而保证测距精度。实验仿真结果表明,在近距离测距时,采用优化的融合测距方法比单一TOF测距方法的测距精度有明显提升,30 m范围的测距精度在3 m以内。该方法适用于精度要求较高的复杂环境场合。     

一种光纤组量程扩增的激光频率扫描干涉绝对测距系统

为解决激光频率扫描干涉(FSI)测距系统随着目标距离增大测量精度下降的问题,提出了一种利用光纤组量程扩增技术实现大尺寸绝对测距的精度补偿方法。采用参考光路光程可变递增的方法,建立了光纤组量程扩增的激光频率扫描干涉绝对测距系统,通过FSI原理实现了量程扩增部分光程差的自标定。对应不同测量目标,通过粗测和精确测量,实现了系统原点自标定、光纤通道切换和目标值的精确测量。实验结果表明,在测量距离大于3 000mm后,光纤组量程扩增测距系统具有更高的绝对距离测量重复精度,在6 700mm目标位置的绝对距离重复精度比FSI测距系统的重复精度提高了2.4μm,并且在大尺寸测量方面更具有一定的优势。     

距离测量方法探讨

距离测量是测绘技术中的基本工作,也是重要的测量元素之一。对传统的钢尺量距、视距测量和光电测距进行了详细论述,对高新测绘仪器中采用的激光干涉测距和精密比对测距的原理进行了分析。     

一种合作式高精度快速单站定位方法的研究

针对空中移动目标的定位必须实现快速和稳定跟踪的要求,该文提出了一种通过快速测量空中目标辐射源到达方位角、俯仰角和目标与固定观测站点的距离,实现固定单站对三维运动无线电辐射源的合作式高精度定位方法。并介绍了相位干涉仪测角和伪码测距系统的工作原理,对测角和测距误差,以及从而引起的定位误差进行了深入的分析。     

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。     

一种基于电压相位关系的单端测距方法

本文提出一种新的单端测距方法,基本原理是利用故障点的故障前电压与故障后的初始电压相位相差为π的特征,通过测量点处的电流、电压得到线路上各点的故障前电压和故障后的初始电压,找到其相位相差π的点对应的距离即为故障距离.该方法简单易行,测距精度较高,解决了远端故障测距不准确的问题,仿真结果验证了方法的有效性.     

一种单模垂直腔面发射激光器自混合测距系统研制

研究了一种小调制高精度单模垂直腔面发射激光器(VCSEL)自混合测距系统,根据单模VCSEL的特性曲线可知,其波长Δλ/ΔI非线性失真严重,且与调制电流幅度ΔI大小相关,该特性严重地影响系统的测距精度.通过对单模VCSEL进行小电流幅度调制以及采用专用的光电信号处理技术,明显提高了系统的测距精度.实验结果表明当使用调制电流幅度ΔIp-p=0.28 mA,调制频率fm=500 Hz对单模VCSEL进行频率调制,并且应用差频模拟锁相环(APLL)处理带有相位突变的自混合拍频信号,在采样时间为0.1 s,系统测距动态范围为50～500 mm,测距精度优于2 mm.     

光纤在激光动态定距测量中的应用

该文介绍了一种利用光纤本身具有的高精度相位延迟的性质,将光纤传感技术应用于激光动态定距测量系统中,通过测量参考光路与测试光路的光信号之间基于光程差而引起的相位差,来测量预定距离的一种原理方案。根据鉴相的理论基础,该文阐述了光纤传感器在动态定距测量系统中的功能;针对待定的环境,对鉴相系统作了重要改进;分析了改进后系统的测距灵敏度、精度,讨论了改进后系统所具有的优点,并对系统的应用和发展前景作出评估。     

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。     

基于激光通信链路的星间时间同步技术

时间同步技术对于导航、定位、授时都有重要作用,是空间应用领域的热门方向.激光通信技术具有通信容量大、保密性和抗干扰性强等优点,因此受到越来越广泛的应用.本文提出了基于激光通信链路的时间同步技术,通过数据帧头实现粗测距,通过接收时钟相位实现精测距.通过理论分析,获得了基于激光通信链路的时间同步精度的理论极限,并进行模拟仿真计算.在双向单程测距条件下,1 Gbps通信速率时可以获得毫米级的测量精度和皮秒级的时间同步精度.采用BPSK相干通信体制,在实验室进行了基于激光通信链路的时间同步试验,结果符合理论预期.