圆光栅动态测角时效误差补偿技术研究

来源 :中国计量大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhouj1790
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在几何量测量中,角度测量一直是其重要分支之一,圆光栅作为最常用的一种精密测角传感器,在静态测角领域早已具备很高的测量水平,但在对测量实时性要求很高的应用中,传统的圆光栅静态测角技术却无法兼顾测角精度与测量速度两大需求,测量时刻的不准确为动态测角结果引入较大误差、降低动态测角精度。因此,消除该误差并将其作为提高圆光栅动态测角精度的重要技术手段具有较高研究价值。本文通过了解国内外动态测角技术发展现状、研究动态测角误差的补偿方法,提出时效误差这一概念,建立基于代数导数估计法的时效误差量化模型,并开展圆光栅动态测角时效误差补偿技术相关研究,以下将本文内容简要概括为四部分:(1)根据圆光栅动态角测量结果输出不实时导致测量精度低这一现象,分析测量时间与动态角测量误差间的对应关系,从而明晰时效误差的定义;针对时效误差不同来源将其分类为延时误差和相移误差,并针对不同类型的时效误差源选择各自合适的量化方式;提出时效误差的补偿模型,并详细阐述补偿流程。(2)针对传统的有限差分法在计算角速率、角加速率的同时放大高频噪声这一缺陷,引入代数导数估计法,利用其低通滤波的特性获取稳定、可靠的光栅运动状态信息;针对代数导数估计法求导模型中存在拟合误差、公式分母中存在零点的两大原理缺陷提出周期性初始化、双线程综合的解决方法。(3)针对泰勒拟合多项式展开阶数的取值开展讨论,并在拟合精度与片上资源间衡量出合适的阶数大小,使得基于泰勒公式的延时误差量化模型和基于泰勒公式的代数导数估计模型都能在准确计算的同时使用更少资源。(4)针对动态测角对实时性要求高这一特点,搭建基于FPGA的硬件电路平台作为光栅莫尔信号处理系统;针对纯仿真平台无法检验FPGA电路的实际工作效果这一问题,建立一种硬件在环仿真式的时效误差补偿精度验证平台,以验证时效误差补偿技术可有效提高系统测角精度。
其他文献
随着科技的发展进步,高性能计算早已经渗透到人类生活的各个领域,不仅包括互联网、大数据、云计算、人工智能等新兴领域,也涉及国防、天气预报、石油勘探等传统领域。高性能计算为计算机的底层计算提供持续的计算支撑。越来越多的领域使用的是基于协处理器系统的计算机,例如在HPC世界TOP500排名中就有很多基于协处理器系统的超算。在科研界,各大高校和研究机构普遍使用的也都是CPU和GPU协同工作的系统。特别是在
M-SOC是国产自主研发的高性能多核微处理器芯片,片上集成多个运算内核,具有很强的计算能力,传统DDR难以满足其高带宽的访存需求。高带宽存储器(High-Bandwidth Memory,HBM)作为一种新型存储解决方案能够提供更高的访存带宽,可有效缓解M-SOC所面临的“存储墙”问题。本文基于M-SOC对HBM的高带宽需求,设计并实现了其片上网络与HBM之间的数据转接桥(HBM Data Bri
使用诸如胖树、叶脊等拓扑的多根拓扑能够使网络鲁棒性得到显著增强,也给网络规模扩张提供了可能。但网络规模的扩大使得资源竞争的局部性冲突加剧,从而使拥塞控制变得越来越富有挑战。为了解决这一问题,基于信用预约的控制算法被提出,基于信用的拥塞控制算法在未发生拥塞前就确定各个节点能够占用的链路资源,以规划好的速率发送数据从而达到不引入排队延迟就能实现高利用率。但是实际部署基于信用预约的协议遇到了一些实际问题
在目前的100Gbps光纤骨干网中,DP-(D)QPSK调制格式因其频谱利用率高、色散容限高、抗非线性效应能力强等特性成为主流调制格式。相应地,传统的数字相干接收技术也已发展成熟。但是随着对智能光网络监测和网络安全需求的不断增加,超高速光信号智能接入已经成为了一个新的亟待解决的问题。在此应用背景下,传统数字相干接收技术暴露出了以下几大问题:1.数字相干接收机结构复杂、成本高昂;2.数字相干接收机一
量子霸权是量子计算发展中的里程碑,代表着量子计算装置的计算能力在某些特定问题上超越了最快的经典计算机,是量子计算研究领域的一个重要课题。玻色采样模型是实现量子霸权的有力候选实验,其对应的数学问题是一个经典计算机难以求解的采样问题,而其物理实现只需要全同光子、线性光学网络以及被动的探测,因此相对于通用量子计算机更容易实现。在玻色采样的相关研究中,玻色采样验证问题,是玻色采样的实现中的一个重要问题。然
高性能计算(High performance computing,HPC)在航空航天、天体物理学、生物医学、气象、材料科学、核工程等科学研究和工程技术领域无一不发挥着重要作用。粒子输运模拟就是其中的一项重要应用。自上世纪三十年代中子被发现后,对于各类微观粒子的研究就一直持续不断。粒子运输理论已经被应用在天体物理、核物理、医学放射性治疗等重要领域。粒子输运方程(Boltzmann方程)是描述粒子传输
随着无线网络的普及,海量的异构终端设备不断接入互联网,数据类型变得更加复杂多样,数据量急剧增加;同时,智能家居、智能网联车等大量新型应用的涌现对服务的时效性提出了更高的要求。边缘计算作为一种新型的计算模式,在靠近用户或者数据源头的网络边缘侧,融合网络、计算、存储等资源为用户提供更加实时的服务。由于用户具有移动性,为了满足服务的低延时要求,边缘计算平台需要将承载服务的虚拟机迁移至距离用户更近的边缘服
随着测绘设备和技术的发展,用于进行数字地形分析的DEM数据规模不断扩大,部分分析方法的计算效率相对较低,处理时间过长。虽然已有大量研究致力于提高数字地形分析效率,但相关成果通常难以充分发挥现有计算机集群的优越性能,且对分析算法的优化不足。并行计算和算法优化是解决现有问题的两种有效方法。本文以数字地形分析理论及实际问题为基础,具体从算法优化及性能提升出发,着力提高数字地形分析效率。根据数字地形分析实
经过数十年的飞速发展,全球导航卫星系统已成为提供位置、速度和时间信息的重要空间基础设施。GNSS接收天线或天线阵作为导航接收机的首个器件,其性能指标对整个接收机的性能起到了至关重要的作用。其中,广泛应用于各类监测站的高精度GNSS天线,常常需要配备天线罩加以保护,而天线罩的引入会对高精度天线性能产生不可忽视的影响;作为目前卫星导航接收机最有效的干扰抑制手段,抗干扰天线阵通过控制自适应权值对各阵元方
近年来,随着人工智能领域的飞速发展,越来越多的智能化技术被广泛应用于各项产业中。其中,无人驾驶技术代表了高新技术的发展水平,在民用和军事领域都具有广阔的应用前景。军用地面无人平台作为新型作战力量,在未来的信息化战场上将发挥关键作用。班组支援型无人车是其重要发展方向之一,可用于运输物资设备并与班组成员协同工作,有利于减轻班组人员负担,增强其持续作战能力。要实现上述功能,前提条件是要实现无人平台对于巡