激光指向仪器研制的进展与展望

本文回顾了我国及世界上激光指向仪器研制、生产和应用的历史，阐述了激光指向仪器研究和发展趋向。     

一种新型半导体激光指向仪的研制

本文简要地叙述了一种光束束斑质量好，指向作用距离长的轻便型激光指向仪的研制和试验情况，并对激光准直头的设计作了相对详细的介绍和必要的讨论。     

激光指向仪在地下巷道掘进中的应用

本文主要叙述了国产激光指向仪在斜巷掘进中的安装、调试以及使用激光指向仪的优点和注意事项。     

激光指向仪在隧道施工中的应用

介绍JZY-3型激光指向仪在施工隧道中的安装调试方法,在直线隧道和曲线隧道中的具体应用;分析仪器的指向精度,说明仪器使用的注意事项.     

资源三号02星激光测高误差分析与指向角粗标定

2016年5月30日,中国成功发射了民用三线阵立体测图卫星资源三号02星,该卫星搭载了中国第一个用于对地观测的激光测高试验性载荷。资源三号02星在轨运行以来获取了多轨测高数据,为保证其测高数据的有效应用,需分析影响测高精度的各项误差来源,并通过一定的方法予以消除或减弱。首先根据卫星激光测高严密几何模型分析资源三号02星激光测高的各项误差来源,分析表明激光指向角对激光测高精度的影响相对较大;构建通过已有大范围地形数据进行激光指向角粗标定的数学模型,并利用已有公开地形数据（AW3D30 DSM）对激光指向角进行粗标定,从而提高激光足印定位精度。实验结果表明,利用已有地形数据对指向角进行粗标定后,能将激光测高精度从几十米提高到3 m以内,验证了卫星激光测高误差分析的合理性和利用已有地形数据修正激光指向角的数学模型的有效性,为消除卫星激光测高粗差提供了参考,能为星载激光测高外场在轨检校工作提供支撑。     

激光指向仪在巷道掘进中的应用

通过几年来应用激光指向仪的实践,对应用指向仪及其有关注意事项进行了总结,使按公式计算的结果调节光束坡度的精度较高。     

激光指向仪在井下测量中的应用及误差分析

激光指向仪具有价格低廉、安装调试简单、发射可见光、使用方便等特点,可以快速准确地标定巷道中线、腰线位置,从而有效地控制巷道的超欠挖。在巷道内合理使用激光指向仪,能大大地提高巷道施工质量和速度。     

资源三号02星激光测高仪足印位置预报方法

激光测高仪在轨几何检校是提高激光点平面和高程精度的必要途径,而激光足印地准确捕获是成功开展激光测高仪在轨几何检校的前提。本文针对资源三号02星搭载的我国首台激光测高仪的在轨几何检校试验需要,在参考光学遥感卫星成像几何模型的基础上,提出并构建了一套严密的激光足印位置预报模型。该模型充分顾及卫星平台在轨运行规律及激光与卫星相对几何关系,建立了激光发射点到地面足印的严密几何定位预报模型,通过金字塔地形匹配、基于加速度轨道预测以及频率域姿态分析分别获取预估的激光指向、轨道位置和姿态信息,实现地面激光足印的位置预报。该模型已应用于资源三号02星激光测高仪在轨几何检校试验中,预报的激光足印位置与探测器捕获到的实际位置的最大误差小于150m,充分验证了预报模型的正确性,实现了我国遥感卫星从天上到地面点对点的精确预报,为国产激光测高仪在轨几何检校提供了有力的技术支撑。     

星载激光光斑影像激光指向变化探测法

地面光斑足印的定位精度高度依赖于激光指向角的测量精度,星载激光光斑质心提取及其变化规律对激光指向角的分析具有重要的意义。本文基于ICESat/GLAS的激光剖面阵列（laser profile array,LPA）影像数据,首先利用灰度一阶矩阵法提取LPA的质心,精度优于0.3个像素,LPA相对定位精度优于0.11个像素。其次利用傅里叶变换和傅里叶级数拟合对LPA质心坐标的变化进行周期探测和建模分析,结果表明,激光光斑影像的质心坐标存在1.83×10^-4 Hz、3.36×10^-4 Hz、5.19×10^-4 Hz和6.71×10^-4 Hz 4个明显的周期变化,拟合结果的相关性R²达到了0.86,拟合精度可达0.4″,优于0.13个像素,得到了较好的结果。可为我国的高分七号和后续的卫星激光测高数据处理提供参考。     

星载激光光斑影像质心自动提取方法

激光光斑影像的质心提取是卫星激光测高数据处理中的重要环节,对于获得精确的激光指向角有重要的意义。本文总结了灰度重心法、高斯拟合法以及椭圆拟合法3种常用的质心提取方法,在比较其优缺点之后结合高斯曲面拟合法和椭圆拟合法,提出了一种基于高斯阈值的椭圆拟合方法,针对仿真数据进行试验,有较好的精度结果。采用GLAS（geoscience laser altimeter system）的实际激光光斑影像LPA（laser profile array）数据进行试验,发现LPA光斑质心位置变化周期约为1.5 h,幅度最大可达2~3个像素,对应激光指向角变化约9",说明在轨监视激光质心位置变化对于提高激光指向角测量精度非常必要。相关结论可为后续国产卫星激光测高仪足印影像处理提供参考。     

JZY—2A型激光指向仪在矿山煤巷掘进中的应用

针对锚杆支护煤巷掘进时巷通中线的标定和日常管理中存在的问题，本文介绍使用JZY-2A型微光指向仪进行巷道掘进指向的做法和体会，说明JZY-2A型激光指向仪是一种方便安装和调节，可以减轻测量人员工作和提高工程质量的得力工具。     

流动VLBI天线指向检测方法的研究

介绍了流动VLBI和上海固定VLBI的天线指向检测，指出了改进流动VLBI天线指向检测方法的必要性，探讨了利用GPS、“北斗一号”等卫星进行流动VLBI快速天互指向检测的可行性。     

高分七号卫星足印影像激光光斑质心提取方法

足印影像激光光斑质心提取是精确获取激光指向位置的基础,对于提升高分七号卫星激光测高数据精度具有重要意义.设计一种基于最小二乘椭圆拟合的激光光斑提取方法,并根据反馈结果利用累计矩阵对序列影像进行粗差剔除,实现了高分七号足印影像激光光斑提取.通过仿真数据和高分七号真实足印影像进行实验,验证了该方法具有较好准确性和稳定性.未来我国在星载激光测高领域将拥有更广阔的前景,所研究的相关成果可以为后续国产激光测高技术研究提供参考.     

顶管工程中机头旋转对激光指向测量的影响及消除

在顶管工程的激光指向测量中,存在许多误差来源:包括在工作坑上面地面上引点所引起的误差,从工作坑上向下投点所引起的误差,工作坑中安置仪器、定向测量所引起的误差,以及机头旋转导致激光靶位置的发生偏移而造成的误差等。在顶管机头不发生旋转的情况下,激光点在激光靶上的位置移动能够准确反映机头在水平位置和竖直位置的偏离。如果顶管机头发生旋转,那么激光点在激光靶上的位置移动就不能够正确反映机头的偏离,需要进行误差修正。     

JZY—1A型便携式半导体激光指向仪在煤矿生产建设中的应用

本文介绍了专利产品－JZY－1A型便携式半导体激光指向仪的结构性能及其在煤矿生产建设中的应用方法。     

恒星跟踪与人卫激光测距仪望远镜指向修正

望远镜的指向精度是人卫激光测距系统的一项重要指标 ,利用对恒星的观测可以修正望远镜的指向精度。本文介绍了在人卫激光测距观测中采用球谐函数模型对望远镜指向进行修正的一种方法 ,并用实际观测值验证了该方法的有效性     

量子科学实验卫星对地面站高精度指向解决方案

空间飞行器采用特定的飞行姿态,使飞行器上的载荷精确探测感兴趣的地区或目标,实现目标信息提取的飞行任务。文中提出了对地面站指向模式下的两种实现方案,同时对多个相关状态转换矩阵的影响量级进行了评估分析。以两种指向实现方案互为备份,将大大提高飞行器姿控系统对站指向的可靠度,确保姿态指向模式的可靠而有效地实现。      

基于四象限光电池的激光准直仪

介绍了一种用激光光线作为基础，用四象限光电池作为探测器的激光准直仪，该仪器结构简单、稳定性好且成本低廉，其分辨力为０.01mm，作用距离可达40m。     

数字化测图中指向箭头的设计

提出在数字化测图的外业编码数据采集过程中,对于未能连线的方向给与一个指向箭头,以便于在内业的地形图编辑中,根据指向箭头进行连线,提高连线率,减小外业作图工作量,提高工作效率。