北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
激光多普勒测速系统可实现空中运动平台的速度测量，平台的姿态测量误差是影响其测速精度的重要因素。为实现运动平台三维速度的测量，以相干探测原理为基础，设计并搭建了全光纤三光束激光多普勒测速系统，建立了运动平台三维速度测量的数学物理模型，对系统测速相对误差进行了数值模拟研究。研究结果表明，姿态测量误差对测速精度的影响不可忽略；随着俯仰角度的不同，俯仰误差与旋转误差对测速精度的影响程度会发生变化；测速精度与旋转误差呈线性关系，而与俯仰误差存在着非线性关系。研究结果可为激光多普勒测速系统的设计以及速度修正提供理论依据。
激光技术 相干光学 激光测速 速度测量精度 姿态角 激光与光电子学进展
2014, 51(4): 041402
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
多普勒激光雷达因测速精度高、无测速误差积累等特点而成为现代组合导航中的重要设备。为了提高车载三波束多普勒激光雷达的系统探测性能，采用 Oren-Nayar模型仿真分析了波束照射角度与回波功率之间的变化关系，并研究了系统信噪比和测速灵敏度随波束照射角度的变化关系，综合考虑了波束照射角度对三者的影响，给出水平偏转角和天顶角余角的选择范围。通过实验对比天顶角余角为53°和24°时的测试结果，验证了分析得到的角度选取范围的合理性。
激光光学 车载激光雷达 导航 三波束 波束照射角度
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100083
为了可以同时测量车辆的纵向和横向速度，提出了一种基于Janus配置的三光束激光多普勒测速仪(TLDV)。给出了TLDV的测速模型和测速公式，对其测速的相对误差进行了理论分析和数值仿真。结果表明：TLDV对车辆颠簸、摇晃不敏感，测速误差只受上下颠簸角的影响，与左右摇晃角无关；当车辆上下起伏速度一定时，测速误差随着上下颠簸角的增大而增大，当上下起伏速度为0.2 m/s，颠簸角为10°时，测速误差小于0.3%。最后，给出了一种TLDV光束方向的最佳配置方案。
激光技术 相干光学 相干激光雷达 多普勒测速 三光束 激光与光电子学进展
2013, 50(7): 071404
