【摘 要】
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绝对距离激光精密测量技术在装备制造与组装、卫星空间定位、无人驾驶、飞行编队等方面发挥着非常关键的作用,发展绝对距离激光精密测量技术是多学科综合发展的必然趋势。其中,扫频干涉（Frequency Sweeping Interferometry简称FSI）激光绝对距离测量以突破了2π模糊度,可实现无接触式测量等优势成为精密测量的热点研究内容。本文对扫频干涉激光绝对距离测量做了深入研究,提出了实现高精度
【基金项目】
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福建省科技厅基金:双扫调频激光绝对距离测量技术研发（基金号:2018I0019）
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绝对距离激光精密测量技术在装备制造与组装、卫星空间定位、无人驾驶、飞行编队等方面发挥着非常关键的作用,发展绝对距离激光精密测量技术是多学科综合发展的必然趋势。其中,扫频干涉（Frequency Sweeping Interferometry简称FSI）激光绝对距离测量以突破了2π模糊度,可实现无接触式测量等优势成为精密测量的热点研究内容。本文对扫频干涉激光绝对距离测量做了深入研究,提出了实现高精度、高分辨力、高重复性精度的测量方案,主要工作内容如下:（1）分析了FSI测量方法的基本原理,深入研究了影响测量精度与分辨力的主要因素。通过公式推导以及数值仿真的方法定量分析了激光器频率调制非线性、目标振动及光纤色散对测量结果的影响。（2）进一步研究了抑制及补偿激光器非线性频率调制的方法。设计了双干涉光路测量系统,提出了基于Hilbert变换的相位展开、细化重采样点的方法,缩短了辅助路光纤长度,获得了更高的测量重复性精度。（3）建立了受目标振动影响的FSI测量频谱模型,并利用非线性光纤的四波混频效应搭建双扫频干涉测量光路。实验结果证明了基于四波混频的双扫频干涉测量方法的有效性。同时,利用双扫频干涉测量推算目标移动速度。（4）验证了光纤色散对测量分辨力的影响。进一步研究了拼接等频域间隔重采样信号的方法,该方法可以在提高测量分辨力同时,缩小激光器的扫频范围。突破了扫频范围对距离分辨力的限制。在10 m范围内,分辨力达到41μm,测量标准差为13.8μm。
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