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（313）

PDF（pc）（4203KB）（1650）

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. 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（248）

PDF（pc）（8846KB）（147）

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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3. 冷原子重力仪研究进展综述

白金海, 马慧娟, 胡栋, 王宇

宇航计测技术 2023, 43 (5): 1-10. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.05.01

摘要（197）

PDF（pc）（4579KB）（2652）

冷原子重力仪利用激光冷却、原子干涉操控、原子探测等技术实现绝对重力加速度测量，是30年来得以快速发展的一种新型量子传感器，目前其测量灵敏度已经超过传统激光干涉绝对重力仪，测量不确定度也达到同等水平，在计量溯源、基础科学研究、地球物理、资源勘探、自主导航等方面具有重要的应用价值。对冷原子重力仪的原理和优势进行了分析，介绍了冷原子重力仪的系统组成和发展趋势，对冷原子重力仪的国内外研究水平、发展动态和趋势，特别是在动态应用场景下的要点进行了分析和梳理。

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4. 电压的量子基准发展历程及其现况研究

张晋铠, 姜祝, 胡家鑫, 王兵

宇航计测技术 2024, 44 (4): 1-10. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2024.04.01

摘要（159）

PDF（pc）（2181KB）（244）

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。

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5. 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

宇航计测技术 2024, 44 (4): 35-39. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2024.04.06

摘要（150）

PDF（pc）（2601KB）（101）

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。

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6. 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（148）

PDF（pc）（2609KB）（326）

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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7. 基于量子精密测量的中红外气体检测技术综述

朱天一, 冯典英, 许峰, 董雅卓, 张文申, 侯倩倩, 刘霞, 王威

宇航计测技术 2024, 44 (5): 16-24. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2024.05.03

摘要（143）

PDF（pc）（3020KB）（270）

综述了基于量子精密测量的中红外气体检测技术发展情况。随着半导体行业的发展，对电子工艺气体纯度的要求不断提升，传统中红外气体检测技术在痕量气体检测上面临灵敏度和精度的挑战。分析比较了光纤消逝波、光声光谱、傅里叶变换红外光谱、可调谐二极管激光吸收光谱和光腔衰荡光谱等技术的特点、应用现状及其局限性，并重点介绍了基于量子关联光谱的中红外气体检测技术，通过利用光量子探测器和频率上转换技术，突破了传统中红外探测器的性能瓶颈，显著提高了检测灵敏度和信噪比，该技术将成为未来的重点研究方向和技术突破口，为实现更高精度的痕量气体检测提供了重要参考。

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8. 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（134）

PDF（pc）（736KB）（228）

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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9. 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（130）

PDF（pc）（1573KB）（265）

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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10. 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（124）

PDF（pc）（1606KB）（181）

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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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（123）

PDF（pc）（7384KB）（318）

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. 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

宇航计测技术 2024, 44 (4): 97-102. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2024.04.17

摘要（122）

PDF（pc）（787KB）（131）

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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13. 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

宇航计测技术 2024, 44 (4): 40-43. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2024.04.07

摘要（121）

PDF（pc）（1933KB）（108）

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。

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14. 人工智能在计量学中的应用进展与展望

宫轲楠, 胡泊, 徐玄, 黄怡璠, 成芳

宇航计测技术 2024, 44 (6): 28-41. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2024.06.04

摘要（120）

PDF（pc）（1136KB）（47）

人工智能（AI）技术在计量学领域的应用日益广泛，为传统计量方法注入新的活力。在本文中，从微观、中观和宏观三个层面，综述了AI在计量学中的应用和发展趋势。在微观层面，重点分析了AI技术在光学测量、力学测量、量子计量和自动化校准等领域的创新应用；在中观层面，探讨了智能传感网络、边缘AI和区块链技术的融合发展；在宏观层面，总结了AI在环境监测、工业制造等领域的实践应用。基于文献分析发现，近十年来AI计量学研究呈快速增长态势，2018年后研究热度显著提升。围绕标准化、不确定性量化、模型可解释性等关键问题，探讨了当前面临的挑战并展望了未来研究方向。

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15. 一种扩展GMSK扩频多普勒捕获范围的方法

廖小海, 欧家成, 周彬, 王慧, 许洋

宇航计测技术 2024, 44 (2): 31-38. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2024.02.06

摘要（118）

PDF（pc）（2324KB）（152）

伪码捕获在短时猝发GMSK（高斯滤波最小频移键控）扩频通信中是不可缺少的一环，尤其是在接收端弱信号的情况下，多普勒频移会严重影响接收端伪码捕获性能。针对短时猝发GMSK扩频体制的特殊性，设计了接收端伪码捕获算法，推导分析了该捕获算法的相关公式，并在此基础上提出了一种多通道并行接收捕获的方法以适应短时猝发条件，该方法通过扩展多普勒适应范围以提升GMSK扩频通信系统伪码捕获性能，将该方法应用到短时猝发GMSK扩频通信系统中，可提升伪码捕获峰值阈值约2.7 dB以满足系统灵敏度要求，且占用硬件资源较少。

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16. 光纤光频梳发展与应用

李昊男, 陈馨怡, 杨宏雷, 葛军

宇航计测技术 2024, 44 (3): 1-10. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2024.03.01

摘要（117）

PDF（pc）（2545KB）（297）

光频梳发明于世纪之交，建立了射频与光频的相干联系。历经20多年不间断的发展，光频梳革新了光学频率计量方法，并且已被广泛用于频率计量以外的精密测量领域。首先简要介绍光学频率梳，突出光纤光频梳的优势，进而分析光纤光频梳基本技术原理；接着概括了光纤光频梳目前主要发展方向，即低噪声、高功率和集成化；最后简述光纤光频梳在绝对频率测量、绝对距离测量、超低噪声微波产生、精密光谱探测、天文光谱定标等领域的应用进展。

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17. 热处理炉温场检测在装备修理过程中的应用

郑志清, 段文玲, 安俊, 赖璐, 庞莉, 陈英楠

宇航计测技术 2024, 44 (2): 60-63. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2024.02.10

摘要（115）

PDF（pc）（677KB）（111）

通过分析热处理工序中各类型热处理炉在航空装备修理过程中对金属材料或零件的作用及影响，确定了热处理过程对装备修理的重要性。结合企业热处理工作实际情况，简述了炉温均匀性对产品热处理结果的影响，以及在热处理炉炉温均匀性检测过程中遇到检测结果不符合情况的处理方法。通过技术手段确保热处理炉有效加热区炉温均匀性检测结果的符合性，提升装备修理产品的热处理质量，保障装备修理周期和修理质量。

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18. 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（112）

PDF（pc）（3194KB）（444）

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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19. 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（109）

PDF（pc）（3238KB）（434）

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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20. 基于相干布居囚禁的毫特级磁场测量方法研究

张樊, 汪东平, 易思岳, 程智勇, 谢胤, 裴华刚

宇航计测技术 2024, 44 (2): 98-102. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2024.02.17

摘要（107）

PDF（pc）（1193KB）（219）

提出了一种基于相干布居囚禁原理的毫特级磁场测量方法，通过线偏振激光与⁸⁷Rb原子相互作用，得到磁场下因核自旋引起分裂的CPT共振信号，并根据分裂开的两个CPT共振信号进行磁场测量，该方法可以消除高次塞曼效应引起的非线性误差，从而提高磁场测量的准确度，可为量子化毫特级恒定磁场标准的建立提供了一种新的技术方案。

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21. 法拉第激光器在量子计量领域的应用

张佳, 史航博, 王志洋, 秦晓敏, 刘子捷, 关笑蕾, 高勋, 王宇, 史田田, 陈景标

宇航计测技术 2024, 44 (5): 1-7. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2024.05.01

摘要（105）

PDF（pc）（1823KB）（252）

高精度稳频激光器是实现量子精密测量技术的重要基础和组成部分。法拉第激光器利用原子滤光器进行频率选择，输出波长被限制在原子特定跃迁频率附近的透射谱内，具有波长与原子谱线自动对应、线宽窄、抗激光二极管电流及温度波动等显著优势，在量子计量领域有诸多应用，如原子钟、原子重力仪、原子磁力仪等。从法拉第激光器的研究背景、基本原理出发，介绍法拉第激光器在铯原子钟、原子重力仪、光通信系统等领域的实际应用及重要价值。未来，随着技术的不断成熟与创新，法拉第激光器有望在更多领域实现广泛应用，如大功率激光武器、里德堡原子雷达等，预期将在国防军工计量领域发挥更大的作用。

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22. G-M计数器用于n、γ混合辐射场γ周围剂量当量测量研究

汪雨晨, 徐新宇, 李春娟, 刘毅娜, 王志强, 段君仪, 骆海龙

宇航计测技术 2024, 44 (5): 86-91. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2024.05.14

摘要（104）

PDF（pc）（1834KB）（82）

基于中子的产生和反应机制，中子参考辐射场均为n、γ混合场，其γ成分主要来源于中子产生时的伴随γ和中子与辐射场环境物质相互作用产生的γ。本工作研究了一种能量补偿型盖革-弥勒（G-M）计数器在n、γ混合辐射场中的应用。通过蒙特卡罗（MC）粒子输运程序MCNP对其能量响应进行模拟研究，并在γ参考辐射场中进行实验验证，验证了其能量补偿方案能够有效抑制低能区的过响应。利用该能量补偿型G-M计数器对实验室放射性核素中子源辐射场的γ周围剂量当量进行测量，完善了参考辐射场的参数，可为解决由中子仪表的γ响应特性带来的校准问题提供支撑。

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23. 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（102）

PDF（pc）（672KB）（174）

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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24. 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（101）

PDF（pc）（994KB）（330）

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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25. 高性能被动型CPT原子钟发展趋势

丁琛沣, 陈海军

宇航计测技术 2023, 43 (5): 23-30. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.05.03

摘要（98）

PDF（pc）（1126KB）（364）

运用单一圆偏光构型达成CPT态会产生极化暗态使得CPT信号对比度较低。因此，传统的CPT原子钟频率稳定度指标不高。为提高CPT信号对比度从而提高CPT原子钟性能，各种消除极化暗态的方案不断被提出并获得研究，这些方案可以根据所使用的激光偏振状态及其产生方式分为平行线偏振光构型、相位延迟的σ⁺-σ^-构型、推挽光泵浦构型、垂直线偏振光构型、偏振调制构型。基于这些方案的原理和发展水平，对比分析各个方案的优缺点和改进方案，可探索不同需求条件下高性能原子钟新的发展方向。

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26. 汞离子微波钟技术研究进展

王暖让, 易航, 薛潇博, 张升康

宇航计测技术 2023, 43 (5): 31-35. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.05.04

摘要（98）

PDF（pc）（4478KB）（238）

汞离子微波钟利用四极线型阱实现离子囚禁，通过汞光谱灯完成汞离子态的制备，易于集成和小型化；通过离子阱和汞光谱灯及其光路等关键组件优化设计，使汞光谱灯发出的抽运光与离子阱囚禁的离子充分作用，完成态的制备；40.5 GHz微波通过喇叭发射至离子阱中心，完成离子数反转；利用弱荧光信号探测系统完成汞离子超精细能级跃迁谱线的探测，实测跃迁谱线线宽约1 Hz；通过伺服控制环路完成汞离子微波钟的闭环锁定，经实验测试，频率稳定度可达4E-13/τ（1 s≤τ≤1 000 s）,7E-15/10 000 s。

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27. 太赫兹量子关联成像和量子点探测器发展现状及计量技术展望

李宏光, 王元博, 廖文焘

宇航计测技术 2023, 43 (5): 41-46. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.05.06

摘要（98）

PDF（pc）（2451KB）（652）

量子技术与太赫兹技术等前沿学科的交叉研究，催生出太赫兹量子关联相机、量子点探测器等颠覆性新体制器件，拓展了新质新域国防应用空间。相比于传统成像方式，基于量子技术的太赫兹量子关联成像在成像速度、成像分辨率等方面表现出独特的优势。太赫兹量子关联成像系统基于太赫兹发射源、探测系统、掩膜、算法等实现压缩感知、时间分辨、傅里叶等成像技术。另外，对太赫兹量子关联成像系统和量子点探测器进行了综述，并探讨相应的太赫兹量子关联成像、太赫兹量子点探测器的测量校准技术研究，提出计量问题及解决方法，展望太赫兹量子探测和成像计量技术的应用前景。

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28. 新国际单位制体系下芯片化计量的研究进展与发展趋势

郭林宝, 赵昭, 李道政, 李亚杰, 沙长涛, 张红

宇航计测技术 2024, 44 (5): 8-15. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2024.05.02

摘要（95）

PDF（pc）（2782KB）（186）

芯片化计量是一种实现途径，具有高效、低成本的优势。国际单位制（SI）的巨大变革使计量工作摆脱了实物基准的困扰，使复现量值的方法更加灵活。伴随量子测量方法的发展，诞生了一些芯片级计量标准装置。微机电(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)、微流控和微型激光器等是芯片化计量发展过程中的关键支撑技术。基于量子测量技术，国际单位制中部分基本单位的实现，如时间、长度、温度和电流，已具备芯片化的雏形。整体上，芯片化计量仍处于起步阶段，主要表现为传感元件的芯片化。未来可通过不断丰富芯片级计量基（标）准仪器的种类，逐步构建和完善芯片化的溯源链，来推动芯片化计量的发展。

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29. 基于超稳腔PDH锁频技术的852 nm超稳激光器

麻霁阳, 申彤, 薛潇博, 赵伟楠, 苏亚北, 杨宏雷, 左娅妮, 张升康

宇航计测技术 2024, 44 (3): 68-74. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2024.03.11

摘要（95）

PDF（pc）（2399KB）（246）

自上世纪80年代激光锁定技术发展以来，超稳激光器在光钟、引力波探测、腔量子电动力学、星地通讯等高精度光学量子时频计量领域发挥着重要作用。利用Pound-Drever-Hall(PDH)锁频技术，可以将自由运转激光器的频率锁定后获得极高频率稳定性的激光输出。这里，将852 nm波长激光锁定在超稳谐振腔的频率谐振点上，实现超稳频激光输出。试验中的超稳谐振腔品质因子达到10¹⁰,精细程度达到20万，输出激光的秒级频率稳定度达到5.2×10^-15，线宽2.3 Hz。这一频率稳定度的连续激光器将为852 nm波长的钟激光器提供有力的技术支持，与Cs原子产生良好关联。

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30. 连续热电偶测温系统在高温老化系统中的应用

孙强, 黄贤武, 金冉, 李银川, 付杰

宇航计测技术 2024, 44 (5): 92-96. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2024.05.15

摘要（94）

PDF（pc）（3486KB）（109）

为了实现对高温老化系统有效工作区域内温度进行实时监控，避免芯片或电子元器件由于温度异常导致的失效、损坏，根据连续热电偶的输出热电势总是和感温段上存在的最高温度相对应这一原理，搭建一套采用连续热电偶为感温元件的实时测温系统，该系统布置简单、造价低廉，利用实时测温系统分别对恒温状态和温度渐变状态进行试验数据验证，均能达到预期效果。使用该系统能有效监测老化系统工作区内的温度，并能实现集中监控，根据芯片或电子元器件的老化温度，自由设置预警和报警温度点。

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31. 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（94）

PDF（pc）（1183KB）（173）

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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32. 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（92）

PDF（pc）（7899KB）（139）

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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33. 基于改进YOLOv5-ResNet的海上舰船SAR图像快速检测

龙昊, 张思佳, 周晶, 王冠

宇航计测技术 2024, 44 (2): 52-59. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2024.02.09

摘要（90）

PDF（pc）（4074KB）（135）

在恶劣天气和海浪等自然因素的影响下，基于可见光数据进行舰船目标监测等手段往往难以有效开展，需要借助主动式微波成像卫星合成孔径雷达(SAR)进行图像解译。为了解决深度学习在处理数据集较小图像上无法准确提取特征及数据相似度较高的问题，基于YOLOv5-ResNet提出了一种跨尺度融合机制，重新定义损失函数。研究表明，识别SAR舰船目标的准确率有一定的提升：识别单目标舰船检测最高准确度达到93%，同比YOLOv5提升4%，比YOLOv5-ResNet50提升20%；在近岸舰船目标检测上，有效降低了由于数据集质量不佳、模型训练方法不当等造成误差率的非必要上升。

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34. 极端环境下恒温晶体振荡器的传热过程仿真

李纪康, 彭慧丽, 于德江, 郑振荣

宇航计测技术 2024, 44 (1): 76-82. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2024.01.13

摘要（87）

PDF（pc）（2921KB）（91）

晶体是恒温晶体振荡器的核心部件，需要保持温度恒定不变，外部环境温度的巨大变化必将影响晶振输出频率信号的稳定性。根据恒温晶体振荡器的工作状态和机制，建立其在稳态下传热过程的数学模型，探究晶体在高低温环境下的热稳定性，重点分析不同环境温度下功率管输出功率对晶体温度的影响，并利用恒温晶体振荡器实际运行过程中的数据进行验证。结果表明通过仿真得到的数据与实测数据基本一致，当环境温度分别为-40 ℃、25 ℃和70 ℃时，要使稳定后的晶体温度恒定为85 ℃，相应功率管稳定后的输出功率应为3.95 W、1.42 W和0.74 W。通过调节功率管的输出功率来使晶体在极端环境下达到预设温度并保持恒定，进而使晶振有较高的频率稳定度和较低的相位噪声水平，保证高精度的时钟信号输出。

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35. 高温高压超声波流量计研制及不确定度评定

郭威望, 杨鑑, 刘海, 刘志刚, 王强, 崔希炜, 康志增, 刘岩

宇航计测技术 2024, 44 (2): 25-30. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2024.02.05

摘要（86）

PDF（pc）（2242KB）（121）

针对国内压水堆核电机组主给水高温高压（高温为240 ℃、高压为12.2 MPa）的工况特点，基于超声波时差法的测量原理，研制了一种满足现场工况质量流量测量、不确定度不大于0.3%的高精度超声波流量计。介绍了高温高压超声波流量计的工作原理、整机组成及各部件的设计参数，总结了适合高温高压环境的超声波流量计装置的设计思路。研究了超声波流量计测量结果不确定度分量来源，分析了各个不确定度的分量值，并进行了试验验证。结果表明，通过利用国内现有条件的流量标准装置进行试验，引入的不确定度分量评估方法得到了验证，符合高温高压超声波流量计测量的不确定度指标，实现了超声波流量计的研制目标。

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36. 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（86）

PDF（pc）（764KB）（186）

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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37. 基于原子磁场探测的弱电流计量校准技术发展现状

李伟鹏, 魏小刚, 杨仁福

宇航计测技术 2023, 43 (5): 36-40. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.05.05

摘要（86）

PDF（pc）（984KB）（228）

随着原子磁力计灵敏度的迅速提高，原子系综磁场测量的应用范围逐渐扩大。近年来，已经有若干研究将原子磁力计用于微弱电流测量，研究结果揭示了这种测量方法在增强电流稳定性方面的潜力。借助原子磁力计的高灵敏度特性，通过电流产生的磁场监测电流的微弱变化，使用磁场测量结果进行反馈来稳定电流。主要阐述了原子磁场探测的基本原理以及其在电流计量领域的应用现状，并分析了使用原子磁力计进行电流测量的关键影响因素，展望了该技术的发展态势。

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38. 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（86）

PDF（pc）（1988KB）（217）

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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39. 环境核辐射监测仪表剂量测量比对

高飞, 王靖谦, 董璐琪, 王菲菲

宇航计测技术 2023, 43 (5): 68-74. DOI: 10.12060/j.issn.1000-7202.2023.05.11

摘要（85）

PDF（pc）（776KB）（271）

为检验和促进提高校准能力及操作人员技术能力水平，确保监测数据的可靠性，开展了环境核辐射监测仪表的测量比对工作。本次比对主要针对环境级剂量率仪、探测下限覆盖环境范围的防护级剂量率仪和γ射线空气比释动能次级标准剂量仪。比对参数涉及空气比释动能和周围剂量当量。此次比对覆盖了广泛配备的环境核辐射监测仪表，对此类仪表的X射线响应、γ射线响应和宇宙射线响应等技术性能进行测量比对，分别采用E_n值及相对误差对比对结果进行分析评价。由比对结果可知，目前校准实验室所使用的次级标准剂量仪的|E_n|<1，全部符合要求，大部分环境核辐射监测仪表满足S-Cs各点指标要求，但是X射线响应较差，部分监测仪表不能满足能量响应变化极限不超过±30%的要求，建议仪表使用单位在首检时对其能量响应进行检定。

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40. 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（83）

PDF（pc）（3144KB）（285）

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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