现有国产非制冷红外探测器多采用挡板校正进行非均匀性校正,影响了红外探测器的观测效果与目标搜跟.为了拓展红外探测器的应用方向与领域,提出了一种国产非制冷红外探测器新型场景校正方法,通过改进的神经网络场景校正方法去除高频非均匀性,再通过时空联合的低频滤波去除低频非均匀性.应用该方法的某国产非制冷红外机芯,工作lh后图像非均匀性为0.5％.该方法具有良好的校正效果,并且能够有效地抑制"鬼影"现象,有利于减少红外成像系统的体积与功耗,有利于国产非制冷红外探测器在航天、航空、武器装备等多领域的应用.
空间目标监视和检测是维护空间环境安全的重要保障,天基观测是其中的一个重要观测手段.在天基观测图像中,恒星和空间小目标形状、大小相似,影响空间小目标的检测.且空间环境复杂,图像的噪声也会对空间小目标检测造成干扰.针对以上问题,提出了一种基于轨迹预判的空间小目标在轨检测方法.首先对图像进行预处理,包含使用图像滤波剔除坏像元和背景影响以及阈值分割.对相机进行畸变误差校正,再进行坐标系转换以及匹配星表剔除大部分恒星.然后采集多帧图像,对候选目标进行轨迹关联、预判,确定搜索范围.最后实现对空间小目标的检测.本检测方法具有以下几方面的优势:在低信噪比下,实现高检测精度和低虚警率;减少搜索范围,提高在轨实时检测能力;具备对连续帧图像上目标不连续出现的检测能力,适应更复杂的空间环境下目标检测需求.本检测方法的检测能力在硬件系统上得到了验证,实验结果表明,该算法在检测信噪比为2的目标时也具有99.9％的检测率和0.002％的虚警率,为在轨空间小目标检测提供参考.
全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)时间传递技术以其低成本、高精度、广覆盖范围等特点,广泛应用到高精度时频领域.传统卫星共视技术利用全球卫星导航时间比对标准(Common GNSS Generic Time Transfer Standard,CGGTTS)共视文件实现事后高精度时间传递,很难实现实时时间传递.为满足数字换流站、电力物联网、移动通信等对实时、高精度时间传递的需求,研究了基于北斗三号全球卫星导航定位系统(BDS-3)伪距观测数据的实时卫星共视技术,开展了短基线和西安-三亚长基线北斗实时卫星共视时间传递实验来评估实时共视时间传递性能.实验结果表明北斗实时卫星共视时间传递精度优于1 ns,可为时频系统、数字换流站等应用领域提供纳秒级时间同步和纳秒级时间溯源服务.
考察倾斜表面纳秒激光抛光后的表面形貌演化规律及表面倾斜程度对抛光效果的影响规律,可以为增材制造中的自由曲面激光抛光提供参考.采用纳秒激光对不垂直于光轴的粗糙平面进行激光抛光,并采用激光共聚焦显微镜对激光抛光后的表面形貌进行测试分析.结果表明:表面倾斜30°时,抛光后的表面在距离起始点4 mm附近存在表面轮廓波动异常增大的现象,表面粗糙度值增大到15.80 μm;倾斜角度增大到45°时,表面轮廓波动异常增大的位置变化到2mm附近;倾斜角度为60°时,未发生表面轮廓波动异常增大现象.表面轮廓波动异常增大现象反映了激光抛光从过熔型抛光到浅熔型抛光的过渡过程;自由曲面的激光抛光工艺需要根据抛光区域的倾斜程度和表面粗糙度选定合适激光功率密度和离焦量,从而实现良好的激光抛光质量.
针对线阵光纤激光相干合成系统中对合成光束的质量、控制速度、控制精度的需求,完成了线阵光纤激光相干合成控制器的设计.该控制器以DSP2812和CPLD为核心处理器,通过AD976A模/数转换器接收光电探测器的电压信号,AD8544数/模转换器输出模拟电压控制压电陶瓷相位控制器,进而控制激光的相位变化.为了实现控制器与目标图像检测板和上位机的通信,设计了两路串口通信接口,并编写了相关测试程序,最终在线阵光纤激光相干合成系统中完成了四路1 064nm激光的相干合成、扫描、跟踪实验.实验结果表明,该控制器搭载随机并行梯度下降(SPGD)算法,在光电探测器的配合下能够实现光纤激光锁相,控制主瓣能量变化优于±5％,锁相后主瓣能够完成±λ的扫描,扫描频率约为25Hz,同时结合目标图像检测板完成了目标跟踪实验,实现激光相干合成条纹的目标跟踪.
