工程爆破教学中, 拆除爆破构筑物建模周期长, 单次实验费用消耗高, 短期内无法重复实验。另外, 实验本身瞬态不可逆, 且危险性高, 不利于近距离观察与学习。针对爆破拆除工程中实验教学的难点问题, 从虚拟仿真教学实验的设计方案出发, 建立了虚拟仿真教学实验平台系统。首先通过“倾倒方案选择”和“切口设计”两个环节的互动操作, 让学习者掌握倾倒方案选择的依据以及爆破切口的设计方法, 理解切口形状、导向窗与定向窗等爆破切口设计内容。根据烟囱倾倒的力学原理, 分析切口设计要满足应力条件, 熟悉受拉区、受压区以及中性轴知识, 掌握切口截面应力极值的计算公式以及强度条件的应用; 其次, 通过“爆破参数设计”让学习者参与炸药单耗、炮孔参数及起爆网路的设计与连线, 正确选择孔内外雷管段别; 随后, 学习者通过“安全校核”与“减震措施布置”两个环节的交互学习, 掌握数据采集的步骤, 学习安全校核的方法以及设置控制爆破负面效应的措施; 最后, 学习者进入“爆破现场”模块并亲身体会现场起爆操作过程, 通过参与设计、组织施工中的每个步骤, 并逐渐建立对爆破作业流程的认知。另外, 实验系统对于每个模块都设置有知识介绍, 便于学习者自主学习。虚拟仿真实验平台的建设不仅优化了教学方法, 而且提高了教学质量, 同时丰富了工程爆破实验教学特色与创新思路。

在传统射电望远镜指向误差修正模型的基础上, 考虑大气折射对指向精度的影响, 提出了一种利用实时的温度、大气压强和相对湿度等数据实现大气折射角度精确计算的指向修正模型.针对不同的气象条件, 对这一模型和传统模型的修正精度进行了仿真分析和对比, 并将该模型应用到了上海天文台天马站65米射电望远镜的指向修正中.在65米射电望远镜Ku频段的观测实验验证表明, 新的指向修正模型优于传统模型, 65米指向精度在20°仰角以下提高了25.8%, 15°仰角以下提高了45%, 10°仰角以下提高了60%, 总的俯仰指向精度达到5.00″, 比传统方法提高了5.3%.基本消除了由大气折射引起的低仰角指向精度恶化.

针对已搭建的非对称空间外差光谱仪开展地基风场模拟探测研究, 验证该仪器进行中高层大气风场的探测精度水平.介绍了非对称空间外差光谱技术进行风场探测的基本原理以及研制的光谱仪基本性能参数, 设计了风速模拟装置开展风场模拟探测实验, 并对风速模拟过程中电机转速、安装机械角度、转盘半径测量值、光线入射角度等不确定因素进行了分析和计算, 该装置模拟的理论风速误差不高于1.3%, 能够满足风场模拟探测验证要求.利用该风速模拟装置并通过调节不同电机转速实验, 获得了模拟风速在34.19~78.63 m/s内的24组测量数据, 模拟覆盖了中高层大气风速范围, 对测量数据进行误差修正及风速反演处理, 非对称空间外差光谱仪实测风速结果与理论模拟风速对比后得出了风速误差标准差3.28 m/s的风速探测精度, 有效验证了非对称空间外差光谱技术开展风场探测具有相位灵敏, 精度高等特点.

提出了一种损耗型矢量布里渊光时域分析光纤传感技术，通过构建基于外差检测的模拟实验系统测量受激布里渊散射幅度损耗谱和相移谱，实现了50 m传感光纤的温度测量。结果表明，通过测量相移谱获得的布里渊频移与通过测量幅度损耗谱获得的布里渊频移基本一致，且均与温度呈良好的线性关系；由损耗型矢量布里渊光时域分析技术获得的布里渊频移的温度系数为1.16 MHz/℃，与传统布里渊光时域分析技术获得的1.2 MHz/℃具有良好的一致性。根据理论和实验结果，分析了损耗型矢量布里渊光时域分析光纤传感技术的优势。

为了在内场对激光制导**的作战能力进行鉴定，设计了激光指示信号内场仿真系统。针对该仿真系统的组成及其工作原理，分别对激光指示信号的发散角、能量及方向的内场等效方法进行了分析，设计并标定了三者的动态调整装置。试验结果表明：该系统动态模拟的激光指示信号光斑直径相对误差小于2.5%，能量衰减动态调整误差小于0.2 dB，方位及俯仰的动态调整误差分别小于1.3 mrad、0.6 mrad。该仿真系统已应用于某光电对抗内场仿真项目中，可为激光制导**内场鉴定试验提供高仿真度的激光指示信号。

小孔扫描傅里叶叠层成像术已在三维全息重聚焦和超分辨宏观成像领域显示出巨大的潜力。对小孔扫描傅里叶叠层成像技术的关键参量对光场恢复质量的影响进行了研究，根据小孔扫描傅里叶叠层成像的迭代算法，通过仿真实验研究了小孔的交叠率和孔径大小对光场恢复质量的影响。仿真结果表明：在相同孔径情况下，小孔交叠率存在一个阈值，当交叠率大于该阈值时，光场恢复质量随交叠率增大而显著提高；在相同交叠率情况下小孔孔径越小光场恢复质量越高。该研究成果对小孔扫描傅里叶叠层成像术在进一步应用中的参数优化能起到一定程度的理论指导作用。

为了使相移式横向剪切干涉法能够广泛应用于大口径非球面的在线检测, 通过计算机仿真研究横向剪切干涉测量的非球面面形, 实现其二维波面的重建.分别对仿真中获得的被测非球面在x方向和y方向的两个差分波前中剪切量大小和采样点个数的选取进行分析, 利用最小二乘法求取波差值, 采用Zernike 多项式拟合法进行波前重建, 在保证高准确度测量情况下, 对一被测抛物面面形进行计算机仿真实验, 结果表明: 最适合的剪切量是其被测口径的十分之一大小, 此时只需要对其选取49个离散数据采样点, 采用泽尼克多项式拟合就可得到二维波面的形貌.该结论为相移式横向剪切干涉的二维波前重建提供了理论指导, 同时, 也为大口径非球面在线测量的实际应用提供了技术支撑.

针对高超音速飞行器不同于低速飞行器的红外辐射特性，提出了机载 IRST系统红外探测高超音速飞行器的建模方法。重点利用高温边界层传热理论建立了高超音速飞行器蒙皮辐射特性模型，分析了排气系统和环境背景辐射特性，根据不同高度下大气层结构分布对红外辐射传输的影响，建立了大气斜程透过率模型，提高了透过率计算的准确性；考虑环境背景辐射的影响，给出了 IRST系统对高超音速飞行器的作用距离模型。最后通过仿真实验分析了不同季节、高度和目标仰角下大气透过率特点，分析了不同仰角、速度和波段等因素下探测器对高超音速目标红外作用距离的影响，结论论证了所建模型的实效性。

针对空间无线光通信中捕获、瞄准和跟踪(ATP)技术的粗跟踪系统对信标光斑实时准确跟踪需求, 为项目进一步工作提供基础, 搭建了无线光通信ATP演示实验系统, 分别对粗、精跟踪子系统进行了详细的介绍, 利用该系统进行了运动目标的模拟跟踪实验。结果表明: 粗跟踪可将运动误差控制在200μrad之内, 使光目标始终维持在精跟踪视场内, 精跟踪可将系统误差控制在15μrad, 可满足通信需求。