宇航计测技术

张晋铠, 姜祝, 胡家鑫, 王兵

2024, 44(4): 1-10. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.04.01

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以对电压量子基准发展及其现况的讨论为核心，阐述了约瑟夫森效应以及由此诞生的约瑟夫森结及约瑟夫森结阵列的原理，描述了随着测量需求从直流扩展到交流，从传统约瑟夫森电压基准过渡到可编程约瑟夫森电压基准的过程。着重探究了作为当下前沿研究领域的基于二进制划分阵列与脉冲驱动阵列的可编程电压基准这两大重要电学计量课题的发展历程、研究成果及其应用。最后概括了电压量子基准多年来的发展成果并对其未来发展方向加以展望。

光纤光栅六维测力仪耦合误差原位校准

陈发银, 席勇辉

2024, 44(4): 11-16. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.04.02

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不同于应变型测力仪，光纤光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）六维测力仪采用结构型测力原理及光无源器件，耦合误差是其主要指标参数之一，且由于其应用场景限制，通常进行原位校准。文中分析了FBG六维测力仪的传感结构及原理，根据耦合误差模型，设计了无标准力源的原位校准装置，提出基于机械臂的耦合误差原位校准方法，实现了校准操作流程的简化和不确定度来源的控制。通过结合实际算例，分析了校准结果不确定度，验证了该方法的有效性。

压力传感器温度响应特性校准装置研究

高炳涛, 孙海涛, 霍瑞东, 郭一梦, 王小三, 黄其刚

2024, 44(4): 17-22. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.04.03

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为确保测量数据的准确性，需对压力传感器在高低温环境下温度响应特性参数进行校准，通过开展标准压力源、温度隔离单元、多点测温校准腔等系统设计，研制了一套压力传感器温度响应特性校准装置，实现了在-50 ℃至100 ℃环境温度条件下，对绝压2~500 kPa范围内压力传感器校准，校准装置测量不确定度优于0.05%（k=2），为开展压力传感器温度响应特性研究奠定了基础。

屏幕侧投影式光学目标模拟系统校准方法研究

苏筱婷, 李奇, 陈钊, 朱斐越, 王超峰, 杨扬

2024, 44(4): 23-29. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.04.04

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针对屏幕侧投影式光学目标模拟系统无法利用常规实体基准校准的问题，提出了一种利用激光水平仪投影来获得标定基准线，进而对目标视线角进行校准的方法。分析了影响目标视线角模拟精度的主要因素，针对激光基准线和屏幕平整度误差两项主要误差源及其叠加效应建立了目标视线角模拟误差分析模型，结合某屏幕侧投影式目标模拟系统的设计参数和实测数据，分析计算得到该系统视线方位角误差绝对值范围在0.008 5°至0.042 4°，视线俯仰角误差绝对值范围在0.003°至0.120°，可满足半实物仿真试验需求。

微波着陆模拟器波束宽度校准方法研究

徐涛, 高燃

2024, 44(4): 30-34. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.04.05

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波束宽度是微波着陆模拟器（Microwave Landing Simulator，MLS）的重要参数，对波束宽度参数进行定期校准非常必要。文中研究了MLS输出的波束宽度参数的校准方法，重点研究了信号的提取与解算。首先，对MLS输出微波信号进行采集和处理，获取模拟器输出的飞行器与着陆设备之间相对位置和角度相关的原始数据，对原始数据进行处理和解算；其次，针对波束宽度参数，实现了往扫描波束和返扫描波束的脉冲3 dB点的提取。最后，通过实际应用验证所提出的方法，评估其在MLS中的有效性和可靠性，并对波束宽度的校准进行了不确定度分析评定。研究成果可为MLS的波束宽度参数校准提供新的方法和技术支持。

温度传感器热响应时间测试及分析

刘宝举, 郭亚飞, 张俊祺, 张中杰, 吕月元, 刘林, 陈逸清

2024, 44(4): 35-39. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.04.06

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国内对于温度传感器的热响应时间测试大部分采用油浴法，即在90 ℃硅油中进行测试，测试方式单一，没有考虑温度传感器实际使用环境与测试环境之间的关系，且测试方式为人工测试，效率较低，复现性差。针对此问题，基于Labview软件设计了温度传感器热响应时间自动测试装置，对PT100铂电阻、PT1000铂电阻和热敏电阻三类温度传感器的热响应时间进行测试，并分析不同封装方式以及不同加热方式对温度传感器热响应时间的影响，证明了不同封装方式和加热方式对热响应时间测试存在较大影响。研究的测试装置可应用于所有类型温度传感器的响应时间测试。

红外材料光谱发射率与半球发射率测量方法研究

王瑞琴, 韩颖, 高原

2024, 44(4): 40-43. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.04.07

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针对红外材料表面发射率准确测量的迫切需求，在实验室常温环境下，分别利用搭载积分球附件的光谱测量设备与便携式发射率测量仪，对样品材料表面的定向光谱发射率和半球全发射率进行了测量，并对结果进行转化。通过两种测量方法的对比研究，表明红外材料的光谱发射率与半球发射率测量结果具有一致性，验证了所述测量方法的有效性，为红外材料表面发射率参数的测量提供了参考。

小圆柱圆度误差的线性扫描拼接方法研究

丁国, 郭胜, 朱敬华, 李鹏, 王前

2024, 44(4): 44-50. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.04.08

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提出了一种替代传统旋转扫描法的小型圆柱体圆度测量新方法，即线性扫描拼接法。该方法采用表面轮廓仪将固定于专用工装上的小圆柱在不同的角度位置进行线性扫描，采取径向及圆周方向拼接成一系列圆弧轮廓，不需要将圆柱体与旋转基准对准，便实现小/微圆柱体的圆度测量。阐述了新方法的原理，基于新方法构建了圆度测量机，进行试验和不确定度分析验证了该方法的有效性，并使用传统圆度测量仪对试验结果进行了比较。

露点传感器响应时间测试方法研究

李晨源, 赵化业, 王永, 余震, 刘宝举, 张俊祺, 刘林, 陈逸清

2024, 44(4): 51-56. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.04.09

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论述了当前露点传感器响应时间特性测量在国内大型设备系统测试领域中的作用和意义，介绍了当前国内气体露点温度响应时间测量校准研究现状，设计了一种气体露点温度响应时间测试系统。该系统以测量准确度高、阶跃控制量程范围广、系统操作便捷等优势，为解决气体露点温度响应时间高精度测量的难题提供了技术支持。使用本装置分别对石英谐振露点传感器和氧化铝露点传感器的响应时间特性开展测试工作，研究结果可为未来露点传感器湿敏元件响应时间特性的研究和改进提供参考。

基于激光PSD的导轨直线度测量研究

金路, 钱陈, 武博, 石正波, 孙旭宁, 许运良, 王玮

2024, 44(4): 57-63. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.04.10

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针对航天型号导轨装配时直线度测量存在受导轨结构特征、导轨长度、装配位置等条件限制导致的测量效率问题，对基于激光PSD（Position Sensitive Detector,位置敏感器件）的导轨直线度测量方法进行了研究，设计了由PSD接收器、测距模块、信号处理单元及运动单元组成的自动化测量系统，使用激光跟踪仪作为标准器对系统的测量精度进行验证，测量精度优于±0.1 mm，测量效率提高5倍，经软硬件适用性改造后，亦可适用于多种大型导轨的空间直线度、宽度等尺寸测量。

计及横向边缘效应的摆式差动电容倾角传感器输出特性#br#

周江, 王福谦

2024, 44(4): 64-71. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.04.11

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为了研究计及极板横向边缘效应的摆式差动电容倾角传感器的输出特性，利用保角变换法和格林函数法，讨论电容式倾角传感器的电场，得到其电容量随角位移的变化关系，通过MATLAB软件绘制出该传感器输出特性曲线，并对影响该传感器输出特性的因素做了定量分析。仿真模拟结果显示，在传感器的动极板的宽度小于静极板时，增大两极板的宽度差，再适度增大极板的间距，并减小极板直缝隙的宽度，可提高该传感器灵敏度及线性度，改善其输出特性。

以方波为基波的感应同步器快速高精度融合

李太平, 黄巍

2024, 44(4): 72-75. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.04.12

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根据感应同步器的粗精通道融合原理和精度要求，设计并实现了一种融合算法，该算法采用多次基波叠加，自动计算基函数的相位和幅值，减小了融合偏差，提高了系统融合的稳定性和裕度。采用方波作为基波，只使用加法器，不需要使用乘法器，可以快速地进行FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）应用，节约FPGA硬件资源和时钟周期，在其他MCU（Micro-Controller Unit，微控制单元）上应用时也可以节约时钟周期。

支持多类数据接入的航天器综合测试数据处理方法

原晋谦, 尚叔楠, 李昆泽, 张昊骢, 高嘉慧, 卢娟

2024, 44(4): 76-81. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.04.13

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针对当前航天器测试多类型数据接入面临瓶颈的问题，介绍了一种多类数据接入的航天器综合测试数据处理方法，主要用于提高遥测实时性、接入卫星载荷数据、处理它星遥测和处理高速率遥测等问题。详细介绍了方法的设计思想、实施方法和应用情况，经实际应用检验，该方法有效缩短了测试所需时间，扩大了测试系统数据接口和极限解码效率，提高了卫星综合测试的自动化水平，具有测试系统解码模块支持可裁剪、低耦合、高效率的数据处理优势。

基于ABE系统的武装直升机智能校靶装置

保善英

2024, 44(4): 82-86. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.04.14

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参照《HB 6750-93机载武器火力控制系统校正与校靶通用要求》，针对现有校靶过程机型适用性低、占用场地面积大、设备笨重、工作效率低、操作复杂、准确度低等问题，基于ABE（Advanced Boresight Equipment，先进瞄准装置）系统和智能化理论构建的智能现场校靶系统，进行了基准轴测定关键技术、瞄准靶屏仿真关键技术和武器轴线指向引导关键技术的研究，研制了一套武装直升机智能校靶装置，实现了武装直升机在自由场景下轻便、智能、精准校靶。

基于舰艇运动状态的惯性导航系统仿真软件设计

张兴凡, 温朝江

2024, 44(4): 87-91. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.04.15

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舰艇惯性导航系统的工作性能，尤其是导航误差，与舰艇的运动有关。为便于开展舰艇运动状态对惯性导航系统误差影响的研究，设计了一套基于舰艇运动状态为激励输入的舰艇惯性导航系统仿真软件。对仿真系统的结构组成、舰艇运动状态仿真的架构原理和舰艇运动状态信息至惯导敏感信息的转换流程进行了设计，详细介绍了仿真软件的功能组成和设计使用，分析可知，在给定仿真参数的情况下，可以输出导航参数及导航误差。设计的仿真软件对研究受舰艇运动状态影响的惯导系统动态性能误差具有参考价值。

一种升降工作装置异常动作原因分析

范毅, 陈钊, 孙煜, 何欢

2024, 44(4): 92-96. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.04.16

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在复杂的设备布局空间中，各类机电产品和电子器件密集度不断提高，产品设计时需考虑电路、磁场、机械运动等各种因素的耦合作用，尤其需确认器件间特性匹配的情况。文中以一种升降工作装置异常动作的情况为例，对接近开关与步进电机共同工作时产生共频干扰的机理进行了说明，阐述了机电产品设计中器件特性匹配的重要性。

基于深度卷积迁移学习网络算法的遥感图像分类

王晓卓, 王楷, 曹澍

2024, 44(4): 97-102. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2024.04.17

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由于缺少对图形特征的重采样处理，导致最终分类精度较低，分类性能不理想。为此，提出基于深度卷积迁移学习网络算法的遥感图像分类。通过划分原始遥感图像的几何区域，提取畸变几何像素的描述符，结合尺度空间与像素配准，求取图像的旋转角度，完成遥感图像的几何校正。创新性地采用双流网络架构对像素频带进行通道拼接，结合图像一致性联合特征的交互结果，输出图像融合特征，并利用新像素值指标对特征进行重采样处理。采用深度卷积迁移学习网络算法计算输入图像在参考类别中的所属概率，以此实现遥感图像分类。实际应用结果显示，所设计的方法在遥感图像分类中具有较高的分类精度，分类性能更好。

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