宇航计测技术

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1. 量子精密测量技术及其在测量领域的典型应用

葛萌, 张铁犁, 刘浩, 宋艳, 吴宸

宇航计测技术 2023, 43 (6): 1-6. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.06.01

摘要（116）

PDF （4203KB）（258）

量子精密测量技术是根据量子力学基本原理，利用光、原子和磁之间的相互作用对待测物理量进行测量。通过阐述量子精密测量概念及量子精密测量中的技术原理为切入点，开展量子精密测量技术在测量领域中的典型应用调研总结，分析了飞秒光频梳技术、原子系综精密测量技术及量子态光场光学精密测量技术的原理、应用及发展现状,可为我国量子计量技术发展提供借鉴。

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2. 宽带微波电场量子化计量技术研究

成永杰, 靳刚, 韩斌斌, 彭博, 黄承祖, 刘星汛, 齐万泉

宇航计测技术 2023, 43 (3): 1-4. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.03.01

摘要（62）

PDF （1606KB）（84）

随着国际单位制7个基本单位已由基本物理常数定义，计量单位进入了量子化时代。基于里德堡原子干涉效应的微波电场测量技术，依托里德堡原子的稳定性、可复现性等特点，可实现对微波电场的高灵敏度、低不确定度测量，将微波场强幅值直接溯源至时间频率单位，实现场强参数溯源链路的扁平化。文章利用室温铯原子蒸汽室作为探头，采用AT分裂方案和外差法方案，实现了微波频率范围(1~40) GHz，场强幅度范围5 mV/m~10 V/m的微波电场精确测量。本工作在计量、雷达、太赫兹通信、电磁信号监测等领域有广泛的应用前景。

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3. 基于双光梳光谱技术的气体温度测量研究

高小强, 刘浩, 张志涛, 吴伟伟

宇航计测技术 2023, 43 (6): 12-16. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.06.03

摘要（53）

PDF （2609KB）（142）

双光梳光谱作为一项新兴技术，具备响应快、分辨率高、灵敏度高、光谱范围宽等优点，在分子精密光谱分析领域中有独特的优势和广阔的发展前景。提出了一种基于双光梳光谱的高温气体测量方案，利用两个存在微小重频差的光梳通过异步采样实现高温气体吸收光谱的高精度测量，并利用光谱-温度反演算法得到气体温度值。试验中采用了重复频率约为205.315 MHz和205.365 MHZ的双光梳系统，实现了1 057 K温度下CO₂气体在4.2 μm波长附近吸收光谱的高精度测量。结果表明，该技术作为一种主动式测温技术，具备高温气体的准确测量能力，在国防军工装备高温计量测试领域有重要的应用前景。

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4. 量子计量学理论背景

丁国, 郭胜, 朱敬华, 邓鹏波

宇航计测技术 2023, 43 (6): 44-48. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.06.08

摘要（49）

PDF （736KB）（75）

概述了量子力学的历史，介绍了薛定谔方程及其波函数的解释、泡利不相容原理、海森堡测不准原理，对海森堡测不准原理使用样本数值计算来说明。简要讨论了量子效应在计量学中的应用、介绍和比较了传统标准和量子标准的精度和分辨率的限制，并论述了量子效应在新国际单位制中的作用。虽然量子效应的应用范围广泛，但因为其理论性较强，难于被大众所理解，体现在2018版SI中存在诸多的缺点和不足。最后，展望了量子计量学广阔的发展前景。

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5. 高精度主给水超声波流量计的不确定度分析方法

刘岩, 魏华彤, 白天, 王枫宁, 任大呈, 刘莉, 崔希炜, 郭林

宇航计测技术 2023, 43 (4): 1-7. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.04.01

摘要（47）

PDF （994KB）（95）

针对华龙一号等国内核电机组为实现小幅功率提升而提出的主给水流量高精度测量需求，通过对比分析高精度主给水超声波流量计的工作原理，确定了校准系数与介质密度等超声波流量计测量不确定度分量来源。此外，从仿真和实测相结合的角度出发，结合超声流量计的结构、测量原理和高温高压复杂工况等条件，对影响质量流量的声道几何因子和管道截面积两个分量，给出了针对不同情况下的不确定度评估方法。分析了实际安装环境对流量测量的影响，提出了如何评定流场流速所引入的不确定度，最终结合几种不确定度评价方法建立了高精度主给水超声波流量计的计量溯源方法。

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6. 基于压缩光与纠缠光的量子干涉精密测量及应用

张永超, 张铁犁, 高小强, 刘晓旭, 徐永垚

宇航计测技术 2023, 43 (6): 25-30. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.06.05

摘要（44）

PDF （3194KB）（96）

量子精密测量技术以其突破标准量子极限（SQL）的优势，在众多领域中表现出了广阔的应用前景。介绍了基于压缩光与纠缠光的量子干涉测量的基本原理，主要包括基于Hong-Ou-Mandel（HOM）干涉测量以及Mach-Zehnder（MZ）干涉测量的原理。综述了目前量子干涉测量技术的主要应用方向，包括在微小位移与角度多参数同时测量、引力波测量、气体浓度检测以及量子成像等方面的应用，展望了量子精密测量技术的未来发展与应用前景，并对目前存在的问题及其未来的发展趋势进行了分析。

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7. 质量量子基准变革与功率天平的发展

杨荣淇, 王思贤, 王勋

宇航计测技术 2023, 43 (6): 7-11. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.06.02

摘要（44）

PDF （1573KB）（94）

论述了对SI基本单位——千克的定义演变历程，阐明了驱使质量单位快速实现量子化的具体成因，以及实现量子化后对质量计量和电学计量所产生的影响。讨论了基于阿伏伽德罗常数和基于普朗克常数这两种实现质量单位量子化途径的内在逻辑，重点关注了利用功率天平来建立宏观质量与普朗克常数之间联系的具体原理与工作过程。介绍了NPL、NIST、NIM等六个计量技术研究机构关于功率天平的研制工作与测量结果。数据表明，我国在质量量子计量基准研究领域已迈入国际先进水平。

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8. 单光子探测器校准技术研究进展

刘长明, 张鹏举, 林永杰, 沈荣仁, 刘红波, 史学舜, 庄新港, 吴斌

宇航计测技术 2023, 43 (3): 34-39. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.03.07

摘要（41）

PDF （1028KB）（107）

随着量子信息技术的快速发展，单光子探测器作为量子保密通信等领域的核心器件，一直是行业内的研究热点之一。近年来各类新技术的应用使单光子探测器的性能得到很大提高，同时，对其测试、校准技术的研究也受到关注，尤其是基于量子物理效应的新型量子计量方案得到国内外计量机构的重视。文中对单光子探测器的工作机制和单光子探测器国内外校准技术的研究进展进行了简述，梳理了国内外基于标准探测器和相关光子对开展探测效率校准以及后脉冲概率、时间抖动参数的校准技术现状，可为相关领域研究人员提供参考，并对未来技术发展方向提出展望。

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9. 基于冷里德堡原子电磁感应透明和Autler-Townes分裂的原子矢量微波电场计

刘修彬, 贾凤东, 周飞, 俞永宏, 张剑, 谢锋, 钟志萍

宇航计测技术 2023, 43 (3): 5-10. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.03.02

摘要（37）

PDF （1127KB）（162）

利用冷原子温度低、里德堡电磁感应透明（EIT）谱峰窄、原子量子态明确的优势，在冷铷原子样品中基于里德堡EIT和Autler-Townes（AT）分裂效应直接通过光谱频率间隔测量了微波电场的极化。结果表明，里德堡EIT-AT分裂间隔随微波电场极化方向的改变呈现单调变化，并与微波电场极化在探测光偏振方向上的投影成正比，实现了微波电场极化分辨率3.2 °。相比于传统的热原子蒸汽池中利用EIT共振处探测光透过率变化的方法而言，基于冷原子的EIT-AT分裂间距测量微波极化的方法具有更为直接、准确和分析简单等优点。该工作对微波极化的绝对测量和电场强度的校准都具有重要的意义。

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10. 量子点在量子领域的应用展望

张雨, 钟文旭, 刘霞, 王威, 张军英, 林帅

宇航计测技术 2023, 43 (3): 51-55. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.03.10

摘要（37）

PDF （1343KB）（139）

量子点是一种新型半导体纳米晶体，作为一种新兴的光电活性材料，可以实现光电转化，具有亮度高、斯托克位移大、吸收光谱宽、摩尔消光系数高、量子产率高、光稳定性好、荧光寿命长等特点。同时，最初量子点概念的提出和成功制备也对量子限域效应的认知提供了一定的帮助。量子点的尺寸在纳米量级范围内，尺寸限域产生了量子限域效应、宏观量子隧道效应、尺寸效应和表面效应，使其具有了独特的性能。随着对量子点的不断深入研究，其在非线形光学、磁介质、催化、医药、功能材料、生命科学和信息技术等领域的应用逐渐开拓，其在量子密钥分发、量子计量学和量子信息处理等应用领域的研究工作也逐渐提上日程。

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11. 冷原子量子真空测量设备小型化研究进展综述

成永军, 董猛, 孙雯君, 吴翔民, 张亚飞

宇航计测技术 2023, 43 (6): 17-24. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.06.04

摘要（37）

PDF （7384KB）（88）

量子真空测量是未来真空计量技术的重要发展方向，其基于物质的本征物理性质开展，具有无需校准、对真空环境扰动小、精度高等特点。目前，实验室规模的冷原子量子真空测量设备已经表现出了优秀的性能，科学家们正在努力推进量子传感器的实际应用，这意味着冷原子量子真空测量设备必须从实验室规模的大型平台转变为紧凑的小型化量子传感器。这要求小型化冷原子量子传感器同时具有很小的体积，以及在极端动态条件下优秀的工作性能。在本文中，介绍了冷原子量子传感器小型化的最新进展，重点关注了原子冷却所需的关键元件，包括激光系统、原子源、磁光阱和线圈等。讨论了各元件的小型化方案以及对传感器性能的影响，并对冷原子量子真空传感器的发展进行了展望。

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12. 热流现场校准装置研制及不确定度分析

张俊祺, 李晨源, 刘宝举, 周铭锐, 吴伟伟, 赵化业, 刘鑫

宇航计测技术 2023, 43 (4): 8-12. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.04.02

摘要（36）

PDF （1988KB）（80）

为满足辐射热流测量系统的现场校准需求，基于高功率半导体激光热源发生技术，研制热流现场校准装置，介绍了热流现场校准装置的组成以及装置各组成部件的设计参数，通过光学分析软件对热流源进行光路设计，通过分析现场校准装置的各不确定度分量及计算合成的扩展不确定度，该装置实现扩展不确定度为2.7%，能够满足热流现场校准需求。

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13. 浅析航天型号计量师系统建设

冯志军, 苗春林, 刘丹宁, 杜俊鹏, 周凯, 刘凯

宇航计测技术 2023, 43 (4): 86-89. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.04.14

摘要（35）

PDF （672KB）（77）

航天型号工程是一项复杂的大型、综合系统工程,计量作为型号研制的技术基础，是提高型号研制水平和效益的有效手段。结合航天型号研制工作流程中计量工作内容，分析了型号计量师系统建设的必要性，提出了型号计量师系统的建设思路，研究了该系统的具体组成和主要职责，分析了建立该系统的意义。航天型号计量师系统建设方法将为军工各行业提供借鉴。

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14. 冷原子一体化全自主高精度导航研究进展

谢宏泰, 康泽豪, 胡栋, 王宇

宇航计测技术 2023, 43 (6): 31-38. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.06.06

摘要（34）

PDF （3238KB）（131）

全自主导航可在不与外界进行信息交换前提下实现全天候、高抗干扰、高隐蔽性定位、导航和授时。冷原子干涉仪由于其物质波和能够提供绝对测量的特性，具有超高的灵敏度和稳定度潜力，有望打造出惯性导航及重力与重力梯度地图匹配辅助导航一体化的全自主高精度导航系统并应用于长时航程载体。从原子干涉仪的构型出发，综述了近十几年国际上的冷原子传感器相关研究，并对各类技术方案进行分析，为适用于一体化全自主导航的方案选择提供参考。

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15. 新一代运载火箭基准方位偏差对瞄准精度的影响

齐映红, 陈秀平, 郭金刚, 郭振, 宋晶

宇航计测技术 2023, 43 (6): 59-62. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.06.11

摘要（34）

PDF （938KB）（81）

新一代运载火箭采用近距离光学平瞄方法，将光电瞄准仪架设在与火箭距离较近的发射塔架上。由于发射塔架不稳固，导致光电瞄准仪引入的基准方位存在误差。针对此问题，采用光学矢量传递理论，推导基准方位误差对瞄准精度的影响公式。数学仿真结果表明，瞄准基准设施的建设应满足一定的稳固度要求。

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16. 低成本高集成一体化测发控系统设计研究

王旭, 荣刚, 常曦, 姜悦, 麦吉

宇航计测技术 2023, 43 (6): 76-82. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.06.14

摘要（34）

PDF （3144KB）（75）

运载器的测发控系统设计直接关系到地面数据传输的效率和可靠性。文中提出了一种通用性的低成本高集成一体化测发控系统，可以在保证远距离高效传输试验供配电等时序指令和遥测数据的同时，高效实现实时和事后对试验数据的解析和判读，地面软件接收器上数据完成飞行器的故障检测、健康状态评估及寿命和数据管理，将各系统功能及软件实现方法融为一体，简化了系统架构，降低了系统研制和维护成本，提高了系统集成性、可靠性及维护性。

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17. 压电类冲击传感器内置变换器设计

房远勇, 张健, 吴健, 杨克辛

宇航计测技术 2023, 43 (6): 63-70. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.06.12

摘要（33）

PDF （1183KB）（74）

压电冲击传感器大多采用电荷型输出，内置变换电路压电冲击传感器较少。造成压电冲击传感器采用电荷输出的原因是内置变换电路对冲击信号适应性差，受到传感器内部结构限制，内置变换电路很难达到冲击信号测量要求。为了设计能够满足冲击传感器内置使用的变换电路，从冲击信号特点分析开始，对于压电传感器两种内置变换电路特性进行了分析，并通过分析电荷变换与电压变换电路特点，得出了电压变换电路适合作为传感器内置变换电路的结论，并对内置电压变换电路传感器进行了测试验证。

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18. 基于可编程约瑟夫森直流电压标准的量子直流纳伏电压标准研究

朱珠, 康焱, 张力丹, 胡毅飞

宇航计测技术 2023, 43 (3): 21-25. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.03.05

摘要（31）

PDF （2707KB）（97）

介绍了量子直流纳伏电压标准的基本原理、标准的组成、实现方案以及试验数据等等。量子直流纳伏电压标准基于交流约瑟夫森效应，利用可编程约瑟夫森直流电压标准的差分原理实现直流纳伏电压的产生。提出了量子直流纳伏电压标准的基本方案及改进设计方案，进一步提升了标准的性能。量子直流纳伏电压标准能够提供高准确度纳伏级量子化直流电压信号，不仅为纳伏级直流电压的精密测量提供了新的手段，还可以解决纳伏级直流电压的量值溯源难题。

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19. 片上孤子光学频率梳集成与测试研究

刘浩, 高小强, 段硕, 吴宸

宇航计测技术 2023, 43 (6): 39-43. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.06.07

摘要（30）

PDF （7899KB）（52）

光学频率梳由一系列等间距分布的相干激光组成，作为高精度频率标准可以实现气体吸收光谱的超精细扫描，在光谱分析、燃烧诊断等领域有重要应用。基于克尔效应的微环谐振腔，具备尺寸小、重量轻、功耗低等优点，有望成为新一代集成光源。开展了片上孤子光学频率梳集成与测试研究，实现了孤子光学频率梳的集成封装，试验观测到了孤子的演化过程，实现了宽带孤子光频梳波长范围大于100 nm，重复频率大于49 GHz。同时，基于双微环谐振腔构建了双梳系统，重频差14.69 MHz，实现了C₂H₂吸收光谱的精细扫描。

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20. 用于金属磁微量能计信号读出的两级SQUID放大电路研究

李泰宇, 郑亦宁, 徐元星, 陈滢宇, 唐丽红, 赵越, 王超群, 谢颃星, 高波, 王镇

宇航计测技术 2023, 43 (3): 16-20. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.03.04

摘要（29）

PDF （1176KB）（80）

金属磁微量能计（Metallic Magnetic Calorimeter，MMC）是一种具有极高能量分辨率的低温光子探测器。它通过顺磁材料磁化率在低温下随温度急剧变化的特性来实现对光子能量的精确测量。金属磁微量能计通常使用超导量子干涉器进行信号读出。研究介绍了一种用于金属磁微量能计信号读出的两级超导量子干涉器电路。初级放大器的设计采用了二阶梯度计构型，测试结果显示该设计方案有效的抑制了环境噪声的干扰。在液氦温度下，两级放大电路在磁通锁定环模式下实现了27 400 V/A的跨阻增益，白噪声水平达到11.5 pA/Hz^1/2。

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21. 基于量子增强的光学测量技术综述

王曼, 王惠林, 李皓, 孟合民, 马昀楷, 高泽东, 王律, 王希骋, 程洪亮

宇航计测技术 2023, 43 (3): 26-33. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.03.06

摘要（28）

PDF （5930KB）（78）

量子技术赋予科学家直接操纵光子的能力，与传统的光辐射体系相比，测量精度得到了飞跃性的提升。但是，这种测量的精度极限在哪里？能否实现准确度更高的测量？针对上述问题，从量子测量理论切入，综述了近年来相关研究对量子测量不确定度极限的探索，并对其中涉及到的具体技术方法给出简明阐述，回顾了与计量学相关的量子光学基本工具和技术，描述实现量子增强光学测量的主要协议和策略，并总结了该领域的主要实验成果和突破。最后，探讨了为推动量子光学计量技术，未来仪器领域应重点发展的重点方向。

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22. 一种动基座下设备姿态关系的标定方法

李永刚, 王春喜, 周玉堂, 王蕾, 张忠武

宇航计测技术 2023, 43 (6): 53-58. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.06.10

摘要（28）

PDF （914KB）（60）

惯性测姿设备应用于动基座条件下的姿态测量时，其姿态角通过光电准直经纬仪等光学设备向目标传递。为了确保传递精度，惯性测姿设备与姿态传递设备之间的姿态关系需进行标定。动基座下，光电准直经纬仪对准惯性测姿设备的基准立方镜测量，利用同步数据采集器对惯性测姿设备、伺服稳定平台和光电准直经纬仪进行同步数据采集，依据姿态角的坐标转换建立传递方程组，通过求解方程组中的未知参数，实现惯性测姿设备和传递设备之间姿态关系的动态标定。利用惯性测姿设备和传递设备进行试验，验证了该动态标定方法的可行性。

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23. 振动传感器温度灵敏度校准不确定度评定

朱刚, 田俊宏, 戴宜霖, 刘鹏, 杨晓伟

宇航计测技术 2023, 43 (6): 49-52. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.06.09

摘要（26）

PDF （764KB）（91）

ISO16063-34给出了采用激光干涉绝对法进行振动传感器温度灵敏度校准的方法，解决了其溯源问题。文中给出了采用绝对法进行振动传感器温度灵敏度校准的不确定度评定方法，在深入研究影响振动测量因素的基础上,根据试验结果和经验数据给出了校准不确定度评定实例，为后续开展振动传感器温度灵敏度的不确定度评定提供参考，同时为高低温振动测量准确度的评估提供依据。

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24. 无人机协助无线通信系统的链路仿真分析

谢海波, 邱春荣, 唐金鹏

宇航计测技术 2023, 43 (3): 78-84. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.03.15

摘要（26）

PDF （1573KB）（69）

将无人机作为移动转发节点是协助无线通信系统的重要技术。为此，针对由基站、无人机和用户组成的两跳转发的协助通信系统，分析了基于无人机协助的半双工、全双工模式下的协助通信系统的性能。先推导了系统的中断概率和吞吐量的闭合表达式。再分析了环路自干扰对基于全双工模式下中断概率的性能。性能分析表明，采用选择合并技术可降低链路的中断概率。此外，若在无人机端采用干扰消除技术，可有效地降低中断概率。

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25. RRT对工业摄影测量基准尺精度影响研究

王伟峰, 齐建伟, 黄桂平, 王新萍, 刘彦荣

宇航计测技术 2023, 43 (4): 22-30. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.04.05

摘要（26）

PDF （2989KB）（66）

针对工业摄影测量基准尺在实际工程中实测值与标定值互差较大、比例缩放不准确等问题，以RRT为研究对象，推导出了基准长度误差模型。从RRT圆度、中心定位稳健性、基准尺长度标定一致性以及标准长度测量等方面进行了试验研究。通过研究发现，模切覆膜型RRT圆度和中心定位稳健性远高于其它类型的RRT。模切覆膜型RRT基准尺长度标定间的重复性为1 μm，优于印刷型RRT基准尺长度标定的重复性。采用模切覆膜型RRT基准尺对标准长度的测量误差较印刷型RRT基准尺小约33%。选择模切覆膜型RRT作为基准尺的基准靶点对于提高工业摄影测量系统的测量精度具有重要参考意义。

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26. 基于表面成分检测的铝合金精准分类方法研究

张育刚

宇航计测技术 2023, 43 (4): 31-40. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.04.06

摘要（26）

PDF （2766KB）（63）

铝合金凭借其优良特性广泛应用于工业制造，产生了大量废旧铝合金，而新生产铝合金会消耗大量能源且对环境造成污染，因此回收再利用废旧铝合金有重要意义，须找到对铝合金进行分类回收的高效分类方法。基于表面成分检测技术-激光诱导击穿光谱技术（LIBS），先采集铝合金表面成分的光谱信息，再结合ELMAN神经网络、人工神经网络（ANN）以及随机森林（RF）模型分别对全谱数据和特征谱线数据进行了铝合金系列分类和牌号分类。研究表明：LIBS结合RF模型，能够更加快速准确的对6个系列11个牌号的铝合金进行分类，该结果为废旧铝合金系列及牌号的快速分类提供了参考方法。

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27. 基于电磁自动加载的姿控发动机推力架标定控制系统设计

张天亮, 姚娜, 王得志

宇航计测技术 2023, 43 (4): 17-21. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.04.04

摘要（25）

PDF （1679KB）（60）

推力是反映姿态控制发动机性能参数的关键指标，对推力测试系统的精确标定是准确测量推力矢量的前提，同时，提升标定系统的自动化程度是亟需解决的问题。重点介绍了一种应用电磁悬浮技术的姿态控制发动机推力测试平台，并设计了针对推力测量传感器的电磁自动加载标定系统。仿真与试验结果表明，该系统能实现满足精度需求的多回程自动标定，有效提升系统的自动化程度以及标定效率和准确度。

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28. 推进航天计量技术成果转化的思考

宗磊, 何锁纯, 刘丹宁, 王静茹, 杨帆, 宋景淇, 崔军

宇航计测技术 2023, 43 (4): 90-94. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.04.15

摘要（25）

PDF （771KB）（74）

科技成果转化作为科技创新的重要部分，是联结科技基础研究、应用研究与市场需求的关键环节，更是新时代创新驱动战略实施的重要引擎。在分析与把握当前科技成果转化发展现状的基础上，分析了航天计量技术成果转化面临的新要求，从开展核心技术攻关、探索转化模式、建立创新运行机制、注重示范平台建设以及转化考核评价等方面，对加快推进航天计量技术成果转化提出对策建议，为航天事业和国家经济持续健康发展提供有力支撑。

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29. 高稳频微弱激光量子源测量标定技术研究

周志刚, 王加朋, 杜继东, 白岩林, 高振威, 杨海生

宇航计测技术 2023, 43 (3): 47-50. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.03.09

摘要（25）

PDF （819KB）（57）

激光雷达探测系统需求稳定的单光子源作为定标光源，通过输出波长及功率可量化溯源的微弱光量子信号，对探测系统的探测不确定度进行分析，并对接收与探测系统性能进行评估。针对这一需求设计并研制一种输出激光波长稳定、输出平均光子数从10¹¹ s^-1量级至10³ s^-1量级的可调谐高稳频微弱激光量子源，并开展了相关测量标定工作。输出的微弱信号光波长稳定在532.269 nm处，功率覆盖79.3 nW至0.34 fW，平均光子数覆盖10¹¹ s^-1量级至10³ s^-1量级，在10⁵ s^-1量级的稳定度优于0.6 %，能够满足激光雷达系统探测不确定度分析与性能评估等方面的应用需求。

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30. 基于工业CT的零件低温微形变测量方法研究

杜德渝, 贾培智, 黎雄威, 刘林, 赵宾, 王晓宁, 宋金城

宇航计测技术 2023, 43 (6): 71-75. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.06.13

摘要（25）

PDF （1884KB）（70）

为解决低温条件下零件微形变直接测量难题，提出了基于高精度工业CT（Industrial Computerized Tomography，ICT）的零件低温微形变测量方法。基于工业CT搭建低温微形变测试平台，依照构建的电压电流参数组合表对样品在低温和常温环境下分别扫描测量。首先介绍了工业CT的成像原理，然后阐述了低温条件下零件微形变测量过程中的关键技术，最后详细描述了试验结果并进行了分析。结果表明，所提出的测量方法重复性好，解决了零件低温微形变无法直接测量的难题。对于材质线膨胀系数未精确测算的样品，可以使用工业CT测量样品微形变以替代使用借鉴的线膨胀系数估算微形变的方法。

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31. 露点变送器温度补偿方法研究

赵化业, 樊虎, 李晨源, 赵天承, 张俊祺, 刘鑫, 刘宝举, 陈逸清

宇航计测技术 2023, 43 (6): 83-88. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.06.15

摘要（24）

PDF （1029KB）（40）

为解决露点变送器测量准确度受环境温度变化的影响，分析了环境温度变化对露点测量准确度影响的机理，结合现用基于双谐振湿敏元件的露点变送器，提出了基于自适应分区拟合曲线的温度补偿方法，开展了测试验证。测试结果表明该方法可有效提高露点变送器温度环境适应性。

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32. 基于金刚石氮-空位色心的温度测量技术

董先启, 刘岩, 杨仁福

宇航计测技术 2023, 43 (3): 56-60. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.03.11

摘要（24）

PDF （1210KB）（92）

量子信息科学的高速发展推动了量子传感技术的研究，产生了很多重要成果，在精密测量领域产生了重要的影响。基于固态金刚石NV色心电子自旋探测的传感技术，可溯源至基本量子物理规律，在磁场、电场、温度、压力等传感领域的计量标准方面有重要的研究价值。金刚石NV色心优异的性质，使得严苛环境下可靠、稳定、高精度的传感应用成为可能。以其在温度测量领域上的应用为例，重点介绍最近十年来NV色心自旋探测原理和方法的发展，并结合最新的研究成果，论述固态量子温度计量的重要研究意义。

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33. （75~325）GHz毫米波量热计吸收负载研制

陈肇岭, 程春悦, 刘宇轩

宇航计测技术 2023, 43 (3): 61-65. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.03.12

摘要（24）

PDF （1730KB）（88）

功率作为微波毫米波计量的最基础参数之一，其测量结果对雷达、通信、遥感等领域的研究和应用具有重要参考价值。研制(50~75)GHz，(75~110)GHz，(110~170)GHz等频段的量热式功率计量标准时，传统吸收负载可采用内部嵌入微型表贴电阻的楔形吸波负载作为微波直流功率替代器件。这种负载存在的问题有以下两点：一是加工难度较大，很难继续向上进行频段扩展；二是传统的毫米波吸波材料在70 GHz以上频段体现出无磁性特征，吸波能力显著下降。基于以上背景，开展了(75~325)GHz直波导形式波导负载研究，包括基于多层体掺杂键合硅片形式的超宽带匹配负载研究。多层体掺杂硅片组合实现了宽频带低反射特性，研制了(75~110)GHz，(140~220)GHz，(220~325)GHz共3个频段的吸收负载。实测电压驻波比的典型值在1.12以下。

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34. 计量量子化、数字化变革下的国内外计量技术发展趋势

杜晓爽, 胡毅飞, 冯英强, 谌贝, 曾吾, 费丰, 李玮, 屠治国, 杨晓伟, 翟玉卫, 郝新友

宇航计测技术 2023, 43 (5): 11-22. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.05.02

摘要（24）

PDF （8846KB）（75）

美欧发达国家高度重视计量技术发展，将量子、数智等前瞻性、基础性计量技术纳入国家发展战略，抢占科技制高点。近年来，中国在原子频标、冷原子重力计等计量领域取得了突破，已进入国际计量先进国家行列。随着国际计量的量子化、数字化变革，计量不断加速向量子化演进、量传方式逐渐向数智化转型、计量保障技术更加向实战化发展趋势凸显。通过搜集、整理国内外大量计量量子化、数智化和实战化等相关技术文献资料，归纳并分析了计量技术发展趋势，可为计量测试技术发展提供借鉴。

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35. 基于深度学习的电力数据分析研究

柳薇, 张波, 梁明源

宇航计测技术 2023, 43 (3): 97-102. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.03.18

摘要（24）

PDF （899KB）（100）

针对传统电力数据分析方法存在适用范围有限、模型复杂等导致电器分类准确率较差的问题，提出了一种基于多层堆叠长短期记忆（Long short-term memory，LSTM）网络的电力数据分析模型。首先，根据电力数据的频谱图、Mel频率倒谱系数（Mel-Frequency Cepstral Coefficient，MFCC）和Mel频谱图提取电力数据的特征，然后将其应用于深度学习模型并提高分类任务的性能，从而改善过拟合问题。其次，建立了一个多层堆叠LSTM模型，从而有效提高模型的分类和回归能力。最后，提出了一种改进的软独热编码和多尺度训练方法，从而防止峰值概率分布，提高模型的泛化能力。实验阶段，以家庭电力数据集为例，对所提模型进行验证。仿真结果表明，所提模型软独热编码及多尺度训练对加快训练效果具有一定效果，最终分类准确率到达89.85 %。

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36. 试验数据快速后处理多线程架构设计及应用

姜悦, 褚厚斌, 张丽晔, 蔡斐华, 李智

宇航计测技术 2023, 43 (4): 59-65. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.04.10

摘要（23）

PDF （1189KB）（69）

在试验数据后处理中，原有的单线程数据后处理解析方式容易导致主线程阻塞,效率不高。为了改善单线程模式效率低下的问题，提出了一种基于数据分解的多线程处理方法，通过采取数据分解方式实现并行化，将要处理的数据分为多个独立的数据块，然后每个核处理不同的数据块，分别进行格式处理及文件写入。本设计充分利用多核硬件的潜能完成数据后处理，缩短后处理时间，提升计算机资源利用率，更快给出数据详细结果，支撑试验成功判读。

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37. 基于相关光子对的单光子探测器量子效率校准技术研究

张鹏举, 庄新港, 刘长明, 刘红波, 史学舜, 沈荣仁, 林永杰

宇航计测技术 2023, 43 (5): 57-62. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.05.09

摘要（23）

PDF （1414KB）（55）

随着量子技术的发展，对极微弱光辐射的研究方向逐渐向量子化发展，利用相关光子对法对单光子探测器的相关参数进行测量。介绍了相关光子对法的原理及相关光子源中非线性晶体的关键参数设计方法，利用波长355 nm的激光器作为泵浦光源，泵浦相位匹配角为36°的BBO非线性晶体，实现了(450~1 675)nm的相关光子输出；泵浦相位匹配角为28.1°，32.91°，31.29°的BBO非线性晶体，实现了460 nm和1 550 nm，632.8 nm和807 nm，1 064 nm和532 nm的相关光子对共线输出。在460 nm，1 550 nm，632.8 nm，1 064 nm波长点利用符合测量对单光子探测器的量子效率进行测量，为实现多波长点至全波段单光子探测器校准奠定基础。

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38. 发动机试验动态数据处理方法综述

刘子星, 高俊, 宋炯亮, 林萌, 杨懿

宇航计测技术 2023, 43 (4): 66-74. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.04.11

摘要（22）

PDF （1466KB）（129）

发动机试验动态数据通常包含关键部位振动、脉动压力等重要信息，是评判发动机性能、零部件特性和优化设计的重要参考指标。总结了快速傅里叶变换、小波分析、小波包分析、Hilbert-Huang变换等几种适用于动态数据处理方法的优缺点，分别介绍了上述几种方法以及多种方法相结合后在动态数据分析和处理方面的应用。

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39. 基于网络分析仪的多类型微波器件S参数自动校准软件研究

张萍, 毛立勇, 马艺薇, 郑涵之

宇航计测技术 2023, 43 (3): 66-71. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.03.13

摘要（20）

PDF （1399KB）（201）

为实现高效测量，减少多种类型被测器件导致的测量参数设置复杂问题，本文通过分析微波网络S参数测量系统的工作原理和性能特点，采用C#多线程、模块化结构设计出S参数自动校准软件，对S参数测量系统建立被测器件的类型、标准件的参数以及测试流程等数据库，同时建立被测参数的测量不确定度模型。基于矢量网络分析仪结合自动校准软件实现反射参数与传输参数的测试，通过试验可发现，采用自动化校准软件的测试结果与手动测试结果具有较高的一致性。

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40. 腔式宽光谱高吸收比标准器研制及测试分析

康品春

宇航计测技术 2023, 43 (4): 13-16. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.04.03

摘要（20）

PDF （1462KB）（75）

为解决高吸收比极端量值溯源难题，基于腔式吸收器光陷阱作用，研制了吸收比达0.999以上、光谱范围为300~1 100 nm的腔式宽光谱高吸收比标准器并进行了性能测试。设计了圆柱圆锥形、球形和不同直径带螺纹圆柱形等腔式吸收器，使用Fred软件，基于Gouffe法和蒙特卡罗法对吸收率进行模拟，使用铝合金材料制作了内壁分别喷涂航空黑漆和电镀纳米涂层的两套实物，对实物进行了吸收比性能测试，分析研究不同形状和尺寸腔体对吸收率的影响。腔吸收器吸收率测试结果表明，腔口开孔直径为25 mm，内壁涂有吸收率为0.970的航空黑漆或纳米铜的球形腔和圆柱圆锥形腔更高，在300~1 100 nm波段范围平均吸收率达0.999以上。

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