宇航计测技术

肖小平, 李永刚, 何绪龙, 赵功伟, 董耀国, 张俊杰

2022, 42(2): 1. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.02.01

摘要 ( 136 )

PDF (1579KB) ( 221 )

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根据惯性测姿装置的基本原理和组成，将装置的姿态角引出到立方镜的工作面上，提出了一种利用电子经纬仪进行三维姿态角的校准方法，该方法通过电子经纬仪分别对立方镜的工作面进行测量，再根据姿态角的定义进行角度转换，从而实现对惯性测姿装置的校准。此外，利用惯性测姿装置进行试验，验证了该校准方法的可行性，并对校准结果的测量不确定度进行评定。

动态压力校准技术现状分析

田俊宏, 张大有, 戴宜霖, 赵云涛, 霍瑞东

2022, 42(2): 9-14. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.02.02

摘要 ( 127 )

PDF (1962KB) ( 162 )

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动态压力校准技术是确保航天型号压力测试数据准确可靠、量值统一的关键。介绍了动态压力校准的必要性和特殊性，分别从阶跃压力校准法、周期压力校准法以及脉冲压力校准法三个方面，系统总结了国内外动态压力校准技术的研究现状，提出目前仍存在的问题并对未来动态压力校准技术的发展提出改进措施。

标定脉宽对冲击传感器标定结果的影响

房远勇, 吴健, 杨克辛, 罗丹, 戴宜霖

2022, 42(2): 15. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.02.03

摘要 ( 88 )

PDF (1137KB) ( 123 )

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不同冲击脉宽在标定压电式冲击传感器过程产生不同的结果，主要原因是脉宽冲击频率处于传感器安装频响的放大区，不同的脉宽作用于传感器后放大效应不同，导致标定结果差异。冲击传感器使用空气炮和霍普金生杆进行单独标定，对标定结果进行了差异分析。对传感器安装频响曲线进行了定性分析，符合冲击脉宽差导致不同标定结果的事实。对标定过程中标定脉宽控制提出了具体的措施，对于正确标定冲击传感器具有指导意义。

可移动模型校准航空γ能谱仪剥离系数的修正方法研究

高国林, 管少斌 , 唐晓川, 胡明考

2022, 42(2): 21. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.02.04

摘要 ( 61 )

PDF (1635KB) ( 122 )

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为解决可移动模型与现有大型航空模型校准结果之间的量值统一的关键问题，首先在现有校准方法的基础上，建立了可移动模型校准航空/车载γ能谱仪的方法；再通过专门研制的可移动模型开展试验，经可移动模型校准直升机载、固定翼载、车载等多种大型γ能谱仪试验，证明可移动模型校准结果满足国家计量标准的基本要求，校准航空/车载γ能谱仪的方法可行。进一步总结剥离系数随模型摆放距离变化规律的基础上，提出采用可移动模型校准航空γ能谱仪时，应对校准结果进行剥离系数修正，得到的结果在现有航空混合模型上的示值误差更小，修正后的剥离系数更加接近于现有航空模型的校准结果，并给出了可移动模型校准结果的修正方法和修正因子。

整流罩分离过程中运动位姿测量技术研究

袁媛, 高越, 孙增玉, 王杏, 刘柯

2022, 42(2): 28. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.02.05

摘要 ( 60 )

PDF (1036KB) ( 139 )

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针对整流罩分离过程中的空间目标三维位姿跟踪测量，设计了双目视觉测量系统，完成整流罩关键点的空间三维坐标测量。基于各特征点的图像处理、识别及跟踪测量算法，结合极线约束匹配，实现目标点的精确立体匹配，可完成不同目标特征点的三维空间坐标解算，进而获取不同运动姿态时的速度、加速度等关键信息，为整流罩机械设计、动力学设计提供参考依据。

基于激光位移传感器的物体表面形貌测量系统

王明华, 王永军, 闾家阳, 黄遐, 王明涛, 曾元松

2022, 42(2): 33. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.02.06

摘要 ( 99 )

PDF (2569KB) ( 168 )

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为了对物体表面形貌进行精准的无损测量，设计了一种基于激光位移传感器的物体表面形貌测量系统，该系统由硬件部分和软件部分组成，硬件部分包括激光位移传感器、光栅位移平台、PCL833三轴正交编码计数器卡，软件部分包括数据采集软件和MATLAB数据处理程序。被测物体在光栅位移平台上按一定的轨迹移动，数据采集软件将X、Y、Z方向的离散点坐标数据进行存储，最后采用高斯滤波，由MATLAB程序对数据进行处理，并绘制被测物体的三维形貌图。

一种基于斜向观测的镜面法线方向测量方法

杨再华, 王子文, 潘璐璐, 孙伟

2022, 42(2): 39. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.02.07

摘要 ( 96 )

PDF (1226KB) ( 147 )

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针对航天器上平面镜、立方镜等镜面法线方向测量时，准直光路被遮挡的情况，提出了一种斜向观测方法，即通过两台经纬仪在镜面法线两侧对称位置互相观测平行光的方法，获得镜面法线方向。对测量对象进行了说明，详细描述了镜面法线准直测量原理和斜向观测原理，根据两种测量方法开展了测量比对试验，给出了过程观测数据和计算结果。通过多次试验数据统计，斜向观测结果与准直测量结果差异在角秒量级，满足航天器测试要求，可以有效解决在航天器上基准镜面准直方向被遮挡时法线方向测量的难题。

光电自准直经纬仪水平角测量误差分析

李永刚, 姜苏洋, 冯伟利, 刘岩, 王占涛, 王蕾

2022, 42(2): 43. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.02.08

摘要 ( 142 )

PDF (938KB) ( 155 )

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针对光电自准直经纬仪的水平角测量原理和系统组成特点，全面分析了影响其水平角测量精度的各项误差分量，并对各种误差因素进行了定量计算，对系统误差提出补偿方法。通过分析和补偿，可将光电准直经纬仪水平角测量精度提高到0.5″，满足Ⅰ等电子经纬仪的测量精度指标。

用于光纤F-P声压传感器的直流补偿解调技术研究

黄乐然, 王伟, 王震, 董喜来, 刘彬

2022, 42(2): 50. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.02.09

摘要 ( 65 )

PDF (1633KB) ( 137 )

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提出了一种改进的双腔直流补偿技术，用于解调非本征法布里-珀罗干涉(EFPI)光纤传感器，以消除腔长差与入射光波长相匹配的要求。通过消除直流分量和校准信号相位，可以从具有任意相位差的原始信号中获得两路正交信号。通过理论仿真，制作了具有不同腔长差的EFPI光纤传感器，对所提出的方法进行了试验验证。结果表明，该方法在解调双 FP腔 EFPI传感器时，不需要保证初始相位差恒定，且对腔长漂移不敏感，具有良好的稳定性和实用价值。

一种舱内仪器可换支架结构设计及强度分析

刘鹏, 方泽平, 于贺, 王晓鹏, 程蕾

2022, 42(2): 55. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.02.10

摘要 ( 79 )

PDF (2677KB) ( 129 )

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针对导弹舱内仪器快速更换的需求，从接口设计、轻量化设计、安全性设计、人机工程角度出发，提出一种导弹舱体内仪器可换支架一体化结构。通过仿真分析和试验验证，试验结果与仿真数据基本吻合。该支架克服了操作空间狭窄和大尺寸开口壳体强度减弱的难点，有效提高了仪器更换的操作效率，对后续弹体结构设计具有良好的指导作用。

复杂分放性测量点优化布置方法研究

王晶龙, 强薇, 潘兆义, 张权明, 徐祎凡

2022, 42(2): 61. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.02.11

摘要 ( 56 )

PDF (1412KB) ( 117 )

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随着现代化工业的发展需求日益提升，对于中大型工业部件的加工精度检测也有了更高的要求。对某发动机进行测量检测时，被测物结构较为复杂，测量尺寸较大。由于工作环境特殊，需要尽量避免在非被测物上布设合作标志，而且由于无多余物需求，在待测物表面需要尽量少的布设测量合作标志。因此需要对此需求进行实际研究，对合作标志进行回光性测试，设计了多种复杂分放性测量点布设方式，经试验确定了通过增加测量辅助面的方式可以极大提高测量精度，而且减少一半被测物上测量点布设而不影响测量精度，最后也对测量辅助面与类柱状被测物的布设角度进行相应研究。

一种两线制通用温度变送器的研制

刘溢, 孙富韬, 吴佳灵, 孟祥军

2022, 42(2): 67. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.02.12

摘要 ( 68 )

PDF (988KB) ( 132 )

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设计了一种两线制通用温度变送器，能够处理热电阻、所有类型热电偶以及电阻、电压输入信号。实现了温度信号的线性化处理、冷端补偿、以及在线标定，信号转换准确度优于0.1%。通过变压器实现电源、输入、输出三端隔离，解决了因传感器绝缘下降导致的电流串扰问题，同时提高了抗干扰能力。变送器实现了模块化、通用化设计，具备远程数字通讯能力。

温度计量技术在航空发动机试车台健康管理中的应用

郑志清, 余鹏, 庞莉, 段文玲

2022, 42(2): 72. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.02.13

摘要 ( 62 )

PDF (807KB) ( 137 )

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分析了航空发动机试车台温度配置参数传统离线校准方法，针对其存在的反复拆装耗时长且易引发故障、缺少系统综合误差的判定方法等不足，开展发动机试车台静态状态下的整机在线校准方法研究。通过给被校准参数传感器提供标准热源的方式，开展温度传感器及温度通道（温度仪表）在线整机校准。通过对发动机试车台系统模拟仪表显示结果与标准器读数进行比较，确认在线校准的有效性，实现了试车台系统综合误差校准，为试车台健康管理提供支撑。

一种顾及厄特沃思效应的水下重力辅助导航方法

张光俊, 张梦得, 张忠侠, 高端阳

2022, 42(2): 77. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.02.14

摘要 ( 63 )

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水下相对于水面环境，准确估计厄特沃思效应更为困难，进而影响重力测量精度。由于传统重力匹配算法未考虑水下厄特沃思估计误差对重力辅助导航定位性能的影响，根据不同导航参数对厄特沃思估计误差的影响程度，构建了水下惯导系统/计程仪/重力仪组合导航框架，采用UKF非线性滤波算法，分析了不同导航模式下厄特沃思估计误差特性，并评估了有无厄特沃思估计误差时重力辅助导航性能的差异。半物理仿真结果表明采用DVL的辅助导航方式可有效抑制惯导误差积累，INS/DVL/Gravimeter三者信息融合导航模式定位性能得到了进一步提高，即使在考虑厄特沃思估计误差的情况下，与仅采用DVL作为辅助信息源相比，水平径向误差定位精度依然提升了17.02%。

Buck-Boost变换器工作模式及控制策略的研究

张婷, 刘亚强, 王祖良, 张善文

2022, 42(2): 85. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.02.15

摘要 ( 92 )

PDF (1076KB) ( 130 )

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DC-DC变换器是实现电气系统电能变换和传输的重要设备，具有加速平稳、响应速度快的特点，但在具体使用环境下，变换器负载变化将对其性能造成极大影响。以Buck-Boost DC-DC变换器为例，分析了变换器的工作过程和工作模式，针对完全电感供能模式（CISM）和不完全电感供能模式（IISM）分别提出了对应的控制策略，系统自动判别负载变化情况，实现对输出电压的快速调节，使其始终稳定在期望值。对不同模式下的控制策略进行仿真，结果验证了提出的控制策略能很好地改善Buck-Boost型DC-DC变换器的超调量、调节时间等动态性能。

基于拉普拉斯矩阵的网络社区划分算法在电缆网测试中的应用

王兵, 魏志强, 蔡文杰, 闫佳晖, 张莉莉, 赵凯

2022, 42(2): 90. doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2022.02.16

摘要 ( 54 )

PDF (808KB) ( 133 )

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在低频电缆网导通绝缘测试中，对电缆网连接节点的划分是开展低频电缆网测试的基础。通过电缆网连接节点的划分，可以高效低成本完成转接电缆和测试方案的设计，将能够大大节省电缆网性能测试的周期和成本，为工程项目任务中电缆网快速、高效、准确测试奠定基础。目前，对电缆网的测试一般直接通过连接器进行转接电缆设计，这种方法由于转接电缆连接器芯点分配的问题，导致测试效率较低。针对以上问题，提出改进型的转接电缆设计方法，并针对改进型设计方法中子网络难划分的痛点问题，采用基于拉普拉斯矩阵的网络社区划分算法完成电缆网相关性大的子网络的划分。该方法解决了节点多、关联性强的电缆网子网络划分问题，经过仿真验证，使用划分后设计的转接电缆进行电缆网测试，测试效率得到提升。

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