激光多普勒测速技术具有非接触、无磨损、精度高等优点, 被广泛应用于工业、航海、航天等领域的高精度速度、加速度、长度测量。双光束激光多普勒测速技术作为其中的一个分支, 具有结构简单、抗干扰强的特点。为提升双光束激光多普勒测速技术的测量精度, 搭建一种测量圆周转动线速度的轴对称型双光束激光多普勒系统, 采用高速响应的探测器观测差频信号。当目标的线速度为1 596.6 mm/s时, 激光多普勒差频信号理论值是0.975 MHz, 测量角度为0°, 实验观测到的差频信号是1.013 MHz, 与理论值相比误差约为3.8%; 进而变换观测器的不同角度位置, 测量得到的多普勒频移和0°的频移误差在0.8%以内。结果表明, 该测量系统能够测量到运动物体的多普勒频移信号, 同时更改双光束激光多普勒测速的观测器角度, 不影响测量结果。该实验系统为后续进一步进行激光多普勒测速技术的研发打下了良好的基础。

单镜头天幕靶配接线阵光源构成等腰三角形探测光幕, 常用作室内靶道速度测量装置, 探测灵敏度直接影响天幕靶测速精度。分析了该类探测光幕的构建及工作原理, 考虑天幕靶光学镜头的边缘效应及照度距离衰减, 建立了灵敏度计算模型, 推导了弹丸穿过光幕时刻遮挡光源引起光通量变化量的计算公式, 以弹丸穿过光轴上某处产生的光通量变化量为参考值进行归一化处理, 得到探测光幕内灵敏度分布规律并进行实弹射击试验验证, 文中的结论可用于指导天幕靶配接线阵光源测速系统的使用和设计。

为提高热线式光纤风速计的性能, 在金属膜光纤布喇格光栅(FBG)热线式光纤风速计的基础上, 通过减小FBG的包层厚度, 使风速计的FBG包层直径从125 μm减小到71.6 μm, 并将这种薄包层FBG热线式光纤风速计与FBG常规风速计进行对比实验。结果表明: 薄包层FBG热线式光纤风速计的初始温度提高了43.4％; 风速测量的灵敏度显著提高了61.2％; 受使用的风洞限制, 风速最大测试范围为20 m/s。

为了提高超高速物体运动速度的测量精度,在分析高速摄影系统测试过程的基础上,加入校正量δ对传统计算模型进行优化。结合优化前、后的两种模型,在不同速度区间、校正量δ、相机和反射屏距离h_z等条件下,对运动物体的理论弹道和实际弹道的速度进行仿真。分析可知所提模型对于高速、超高速物体的运动速度模型具有很好的修正效果,且对于运动速度越快的模型修正效果越好;并对距离与测量误差间的关系进行研究,得到当h_z值大于30 m时,相对偏差小于1%。外场测试结果与建立的计算模型和仿真模型均相符。

为了准确、可靠地测量到静爆试验中任意水平方向上的破片飞行速度, 提出了一种基于主动光幕阵列的静爆破片飞行速度测量方法。首先, 以被测弹药静爆点为中心的平面上环形布放12组主动式六光幕阵列, 当破片穿过其中任意一组光幕阵列的探测幕面时可测量到其飞行参数(如速度、入射角及立靶密集度等); 其次, 根据所提出的光幕阵列布局配置, 建立了其破片飞行参数测量模型, 分析了破片速度分量误差在一定范围随各速度分量变化规律。通过理论分析及实弹实验可知: 在规定测试条件下破片速度分量误差不超过2.7 m/s, 可以满足任意水平方向上的破片速度测量需要。

针对羟基示踪测速技术在超燃流场应用中测量图像受复杂背景干扰严重的问题, 提出一种提高信号提取能力的方法.该方法通过三个步骤实现信号提取能力的提升：利用霍夫变换进行信号识别; 基于感兴趣区域的大津阈值算法进行图像分割; 结合骨架提取和方向模板方法进行标记线提取.在此基础上, 结合仿真和实验, 验证了该方法可提高超燃复杂背景干扰下的信号提取能力, 解决了提取羟基有效信号精度不够的问题.