光子学报
2022, 51(12): 1212002
光子学报
2022, 51(12): 1212001
1 北京跟踪与通信技术研究所，北京 100094
2 中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西 西安 710119
3 青岛海洋科学与技术试点国家实验室，山东 青岛 266237
针对现有高速电视交会测量火箭漂移量受外界环境影响大和测量数据不能实时获取等问题，提出了基于激光雷达的火箭实时起飞漂移量主动测量方法。首先将激光雷达通过安装台安装在二维精密转台，在火箭发射过程中，二维精密转台带动激光雷达持续高精度跟踪扫描火箭的目标点位置，获取目标点位置对应的激光点云数据。接着，数据处理系统接收激光点云数据，拟合每一帧数据的椭圆曲线及其圆心位置，以火箭静止时椭圆圆心位置为基准位置，计算每一帧数据的椭圆圆心位置与基准位置的相对差值，确定火箭在起飞阶段的实时漂移量。最后，通过火箭发射试验验证文中提出的测量系统及测量方法，试验结果表明：在有环境干扰条件下，实时漂移量测量精度可达到3.1 cm，是目前火箭漂移量测量中精度最高的测量方法，同时可保证数据的实时性。为火箭发射的安控台提供了实时判别数据，保证了发射过程的安全。
激光雷达 火箭漂移量 曲线拟合 测量精度 lidar rocket drift curve fitting measurement accuracy 红外与激光工程
2022, 51(7): 20210636
1 北京跟踪与通信技术研究所，北京 100094
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
3 中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西 西安 710119
红外探测器的非均匀性问题直接影响红外成像质量和测量精度。地基红外辐射测量系统对远距离飞行目标进行成像时往往不能占满全靶面区域。为提高图像质量，提出了一种基于定标的非均匀性分区域校正算法。以靶面大小为640×512的制冷型中波红外探测器为实验对象，基于黑体定标的两点校正法，采用全靶面校正算法及本文算法进行了验证。结果表明，当成像区域小于全靶面的1/3时，分区域非均匀性校正后非均匀性误差低于0.002%。与全靶面非均匀性校正算法相比，此校正算法使非均匀度进一步降低了30%至75%不等，非均匀性误差的下降率大于30%。采用本文算法后，各区域的非均匀度进一步下降，校正目视效果进一步提高。因此该校正方法具有一定的工程应用价值。
红外图像 地基红外辐射测量 非均匀性校正 辐射定标 infrared detector ground-based infrared radiation measurement nonuniformity correction radiometric calibration
光子学报
2020, 49(10): 1012001
1 北京跟踪与通信技术研究所 空间目标测量重点实验室, 北京 100094
2 中国科学院西安光学精密机械研究所, 西安 710119
3 中国科学院大学, 北京 100049
简述了强度相干成像原理, 分析了照明激光散斑效应, 并仿真了散斑效应对频谱模值的影响, 利用数字微镜阵列设计实验, 根据自适应望远镜测得的波前数据设置数字微镜阵列翻转状态, 对不同目标采集光强涨落信息, 利用基于先验信息的迭代算法进行图像恢复.结果表明：目标散斑光场强度涨落服从负指数分布; 散斑光场使得目标频谱模值高频部分出现误差; 利用基于先验信息的迭代算法能较好地恢复目标图像, 目标恢复图像峰值信噪比最高可达29.87 dB.
强度相干成像 主动照明 散斑效应 光强涨落 图像恢复 Intensity correlation imaging Active illumination Speckle effect Intensity fluctuation Image recovery
北京跟踪与通信技术研究所 空间目标测量重点实验室, 北京 100094
在主动照明强度相干成像方法中, 考虑相干性变化对成像频谱模值的影响.建立上行链路光场空间相干性变化模型; 引入相干因子建立基于相干性变化的强度相干成像模型; 仿真相干性变化对强度相干成像频谱模值的影响; 最后设计实验验证模型的正确性, 分析所提模型和原模型恢复频谱模值与真实频谱模值的峰值信噪比.结果表明：在有激光主动照明时引入相干性因子是必要的,不同湍流相干长度下峰值信噪比较原模型提高了3.6%~6.2%.基于相干性变化建立的强度相干成像模型恢复的频谱模值质量更好.
强度相干成像 主动照明 相干性变化 频谱模值 峰值信噪比 Intensity correlation imaging Active illuminate Coherence change Spectral modulus Peak signal to noise ratio 光子学报
2018, 47(10): 1011004
1 北京跟踪与通信技术研究所 空间目标测量重点实验室，北京 100094
2 北京空间信息中继传输技术研究中心，北京 100094
为了提高强度相干方法对空间目标的成像质量，避免复杂的相位估计过程及其引入的额外误差，对高阶强度相干的相位恢复方法进行了改进.在对高阶强度相干相位测量信噪比定量讨论的基础上，选择三阶强度相干方法对远场目标测量过程进行仿真，针对相位解算过程中频谱模值传递噪声放大等问题，根据相位估计与相位测量结合的思路，提出了相位闭合正则项改进算法.通过室内强度相干成像实验，比较改进算法与最速下降法、先验信息迭代方法对相同测量结果的图像恢复效果.实验结果表明，改进算法得到的图像误差值低于原有方法，较为有效地提高了成像质量.
空间监视 图像重构 傅里叶光学 相位测量 信噪比 Space surveillance Image reconstruction Fourier optics Phase measurement Signal to noise ratio
1 北京跟踪与通信技术研究所, 北京 100094
2 空间目标测量重点实验室, 北京 100094
针对多像素光子计数器(MPPC)各像素雪崩电流并联输出、存在光子间隔过小导致脉冲变形而无法分辨光子时刻的问题，结合光子分布与输出脉冲波形，通过数学反卷积，获得了激光测距接收端各探测光子分立时刻的解析解，从而实现了观测量倍增，有助于有效信号的分辨及提取。该方法将单脉冲响应函数近似为高斯形式，分析了MPPC 时间抖动的影响，研究了在时间抖动为50~250 ps 范围内，从三个入射光子输出的变形脉冲中解算出的分立时刻，得到分立时刻随光子间隔的统计分布图和峰谷分辨度随光子时间间隔、MPPC 时间抖动的变化关系。并验证了在1 s观测时间内，千赫兹激光测距系统经反卷积解算前后观测量对比效果。分析结果表明，当统计分布中峰谷分辨度大于10时，各光子分立时刻可以有效分辨，该方法的时间分辨力达到0.2~0.7 ns。
激光光学 光子分立时刻 反卷积 千赫兹激光测距 多像素光子计数器
