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多自由度激光干涉空间惯性质量块位姿测量
被引量：
1
1
作者
马瑞
李楠
+2 位作者
何建国
张建泉
黄旻
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期1593-1606,共14页
鉴于通过测量高精度的位移数据可以获得高精度的微重力加速度数据,进而服务于多种空间科学载荷的研究任务,提出了一种基于三组正交对称角锥棱镜的双频光路,利用外差干涉测量技术实现空间惯性质量块的六自由度位移和角度测量的方法。通...
鉴于通过测量高精度的位移数据可以获得高精度的微重力加速度数据,进而服务于多种空间科学载荷的研究任务,提出了一种基于三组正交对称角锥棱镜的双频光路,利用外差干涉测量技术实现空间惯性质量块的六自由度位移和角度测量的方法。通过光路矢量分析建立了实际角锥棱镜的光路模型,考虑质量块在运动过程中带来的附加光程差,推导了各测量光路的光程变化与质量块六自由度位姿的函数关系。为了克服小角度近似法精度不高的缺陷,提出了利用数值计算法解耦姿态角进而获得相对位移的位姿解算算法。利用空间在轨位姿数据和随机位姿数据进行系统仿真。仿真结果表明:数值计算的位移误差小于0.02 fm,且该方法的计算误差不会随着飞行器振动的增大而变大,算法具有更高的精度和更好的适应性。最后,分析了系统的误差来源,在保证角度安装误差小于5 mrad、距离安装误差小于10μm且平行度小于2 mrad时,系统的姿态角测量误差小于0.017°,位移测量误差小于10 nm。本文提出的六自由度测量及解算方法也可以服务于其他精密加工与检测领域。
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关键词
精密测量
外差干涉测量
双频激光干涉
微重力
惯性传感
六自由度
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职称材料
傅里叶变换光谱仪角镜二面角误差分析研究
2
作者
胡景森
黄旻
高寒
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期959-966,共8页
傅里叶变换光谱仪是重要的光谱分析仪器。为探究角反射镜的二面角装调误差对角镜摆臂傅里叶变换光谱仪干涉质量的影响,进行了理论分析和计算机仿真。根据角镜摆臂傅里叶变换光谱仪模型,推导出角反射镜存在二面角误差时干涉强度和调制度...
傅里叶变换光谱仪是重要的光谱分析仪器。为探究角反射镜的二面角装调误差对角镜摆臂傅里叶变换光谱仪干涉质量的影响,进行了理论分析和计算机仿真。根据角镜摆臂傅里叶变换光谱仪模型,推导出角反射镜存在二面角误差时干涉强度和调制度的数学表达式,并根据调制度判据确定了二面角公差;利用Zemax光学设计软件建立模型进行仿真,验证理论推导的结果。根据调制度判据,理论模型得到的二面角公差为2.52″,Zemax仿真求得的二面角公差为2.38″,误差为0.14″,属于可接受范围。分析结果表明,建立的理论模型合理,对角镜摆臂傅里叶变换光谱仪的设计和装调有一定的参考价值。
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关键词
傅里叶变换光谱仪
误差分析
调制度
角反射镜
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职称材料
题名
多自由度激光干涉空间惯性质量块位姿测量
被引量：
1
1
作者
马瑞
李楠
何建国
张建泉
黄旻
机构
中国科学院
空
间应用工程与
技术
中心太
空
应用重点
实验室
中国科学院空天信息创新研究院计算光学成像技术实验室
中国科学院
大学
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期1593-1606,共14页
基金
中国科学院科研仪器设备研制项目(No.YJKYYQ20210028)。
文摘
鉴于通过测量高精度的位移数据可以获得高精度的微重力加速度数据,进而服务于多种空间科学载荷的研究任务,提出了一种基于三组正交对称角锥棱镜的双频光路,利用外差干涉测量技术实现空间惯性质量块的六自由度位移和角度测量的方法。通过光路矢量分析建立了实际角锥棱镜的光路模型,考虑质量块在运动过程中带来的附加光程差,推导了各测量光路的光程变化与质量块六自由度位姿的函数关系。为了克服小角度近似法精度不高的缺陷,提出了利用数值计算法解耦姿态角进而获得相对位移的位姿解算算法。利用空间在轨位姿数据和随机位姿数据进行系统仿真。仿真结果表明:数值计算的位移误差小于0.02 fm,且该方法的计算误差不会随着飞行器振动的增大而变大,算法具有更高的精度和更好的适应性。最后,分析了系统的误差来源,在保证角度安装误差小于5 mrad、距离安装误差小于10μm且平行度小于2 mrad时,系统的姿态角测量误差小于0.017°,位移测量误差小于10 nm。本文提出的六自由度测量及解算方法也可以服务于其他精密加工与检测领域。
关键词
精密测量
外差干涉测量
双频激光干涉
微重力
惯性传感
六自由度
Keywords
precision measurement
heterodyne interference measurement
dual frequency laser interference
microgravity
inertial sensing
six-degree-of-freedom
分类号
P164 [天文地球—天文学]
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职称材料
题名
傅里叶变换光谱仪角镜二面角误差分析研究
2
作者
胡景森
黄旻
高寒
机构
中国科学院
空
天
信息
创新
研究院
计算
光学
成像
技术
重点
实验室
中国科学院
大学光电
学院
出处
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期959-966,共8页
基金
国家青年科学基金项目(62101533)。
文摘
傅里叶变换光谱仪是重要的光谱分析仪器。为探究角反射镜的二面角装调误差对角镜摆臂傅里叶变换光谱仪干涉质量的影响,进行了理论分析和计算机仿真。根据角镜摆臂傅里叶变换光谱仪模型,推导出角反射镜存在二面角误差时干涉强度和调制度的数学表达式,并根据调制度判据确定了二面角公差;利用Zemax光学设计软件建立模型进行仿真,验证理论推导的结果。根据调制度判据,理论模型得到的二面角公差为2.52″,Zemax仿真求得的二面角公差为2.38″,误差为0.14″,属于可接受范围。分析结果表明,建立的理论模型合理,对角镜摆臂傅里叶变换光谱仪的设计和装调有一定的参考价值。
关键词
傅里叶变换光谱仪
误差分析
调制度
角反射镜
Keywords
Fourier transform spectrometer
error analysis
modulation depth
corner-cube reflectors
分类号
TN201 [电子电信—物理电子学]
TH744 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
多自由度激光干涉空间惯性质量块位姿测量
马瑞
李楠
何建国
张建泉
黄旻
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
傅里叶变换光谱仪角镜二面角误差分析研究
胡景森
黄旻
高寒
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
在线阅读
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职称材料
已选择
0
条
导出题录
引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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