干涉测量

摘要： 为解决时域相移小孔点衍射干涉仪中移相依赖昂贵压电陶瓷相移器,且长时间采集易受环境干扰影响的问题,提出一种基于偏振同步相移的小孔点衍射瞬态干涉检测方法。构建反射式结构的小孔点衍射干涉测量光路得到两束正交的圆偏振光,利用棋盘位相光栅分光与偏振片阵列移相,在CCD上同时获得4幅不同相移量的干涉图像,对单次采集的4幅瞬时干涉图像进行处理即可直接获得被测面形信息。搭建实际测量系统,通过基于琼斯矩阵的偏振态分析及与ZYGO干涉仪的比对实验,从理论及实验两方面验证了所提方法的正确性,多次多组实验结果表明该系统稳定,有着良好的重复测量精度。

摘要： 目前,干涉测量已广泛用于检测精密工艺样品表面的平整度。传统方法一般利用尺子和铅笔对干涉图进行判读来评定试样表面的粗糙程度,不仅无法保证精度,还会消耗大量的人力、物力。为完整提取迈克尔逊干涉圆环图像信息,本文基于数学形态学的传统视觉处理技术,提出“预处理,二值化,提取明纹中心圆环”为基本框架的处理系统。

摘要： 陆地探测一号01组A、B两颗卫星分别于2022年1月26日和2022年2月27日成功发射。双星实现在轨组网,构建全球首个用于地表形变干涉测量应用的L波段双星星座。陆地探测一号为分布式合成孔径雷达(SAR)卫星系统,由设计参数相同的两颗L波段SAR卫星组成。卫星采用了长寿命、高可靠、平均光电转换效率大于30%的三结砷化镓太阳电池片,并首次采用国产化锗衬底。每颗卫星质量约3.2t,SAR天线总面积超过33m2,是目前国内在轨口径最大的SAR卫星。卫星运行于607km高度的准太阳同步轨道,搭载了先进的L波段多极化多通道SAR载荷,具有全天时、全天候、多模式对地观测能力。具备多种成像模式,最高分辨率3m,最大观测幅宽400km。

摘要： 针对不透明非球面壳体翻转法测量厚度时,被测件翻转前后需要严格控制定中精度的问题,提出一种基于激光干涉的非接触定中测量技术。配合高精度中空气浮转台、调心调平机构,设计并搭建了一套双向激光干涉定中装置,分别采集翻转前后内外表面不同运动姿态的干涉图,并实时分析其动态特征。基于现代光电探测技术,提出对激光干涉条纹进行实时特征提取算法处理,大幅提高了激光干涉条纹的动态识别精度。对定中精度进行理论分析,并在实验中与确定精度的电感测微计比对验证,实验与理论结果一致,证明所提干涉定中装置及实时特征提取算法可以有效提高定中精度,其绝对误差可达0.424μm。使用所提干涉定中装置和特征提取算法成功测量了不透明非球面壳体翻转前后相对于气浮转台旋转轴的定中偏差,满足定中要求,为翻转法厚度测量精度提供了定位保障,提高了轮廓及厚度测量数据的准确性。

摘要： 针对嫦娥五号探测器(CE-5)开展基于深空网测量数据的定轨能力分析。首先从测量原理分析了深空网VLBI数据的误差源,然后利用CE-5的精密轨道评估了VLBI数据的误差,最后基于实测数据与协方差分析理论,分析UXB与VLBI数据的定轨能力。结果表明:转移阶段,单独利用深空网测量数据可以获取优于1 km的转移轨道精度,标校VLBI系统偏差后可以实现优于500 m的轨道精度;环月阶段,轨道解算精度优于200 m,VLBI数据对轨道改进有限,系统偏差甚至会降低轨道精度;基于协方差分析表明,VLBI数据可以降低转移阶段的形式误差近1个量级,但对于环月阶段改进量小于10%。

摘要： 针对成都地区土地规划利用的需要,采用永久散射体合成孔径雷达干涉测量技术(Permanent Scatterer InSAR,PSInSAR)对成都地区地表沉降空间分布情况进行了实验研究。结果表明,在该研究时段内研究区域最大沉降量达到24 mm,最大抬升量达到18 mm。研究区西北至东南方向地表在研究时段内发生了抬升,东北至西南方向出现了地表沉降现象,并对可能造成地表沉降的主要原因进行了分析。

摘要： 本刊讯科学仪器设备是科学研究和经济社会发展的基石。为助推科学仪器国产化,提升自我保障能力,我省组织实施重大科学仪器设备专项,取得了阶段性成效。一是研发了一批高端仪器。专项聚焦重大、急迫的科学仪器需求,结合四川实际,布局了一批国产替代、国内领先的国产高端仪器研发任务。截至目前,已突破超宽带低噪声信号调理、高精度激光稳频、近实时干涉测量与形变提取处理等关键技术80余项。

摘要： 提出了一种基于粒子群优化的子孔径拼接方法,实现子孔径拼接调整误差和定位误差的同步消除。为了提升粒子群搜索算法的效率,利用降采样的方式缩小粒子群算法的搜索范围,然后通过梯度法获取像素级定位误差,实现各项误差系数的求解。以实测干涉波面作为仿真输入,比对了该算法和常规粒子群算法的子孔径拼接干涉检测结果。两种方法均能达到整像素级定位精度,但采用4阶(1/16)降采样手段使得算法的运算速度提高了约12倍。选择平面反射镜、离轴抛物面反射镜作为实测样品,利用所提拼接方法获得的表面面形与全口径测试结果吻合,拼接结果准确。

摘要： 现代测量技术中,频率调制连续波激光雷达结合了传统雷达和激光干涉测量的优点,凭借其非接触性、测量范围大、分辨率高和抗干扰能力强等特性,在大尺寸空间精密测量、微小测量以及生物计量等领域发挥着至关重要的作用。但实际应用中,激光光源的频率调制不能呈现出完全线性,使得频率调制连续波激光雷达技术的测量精度严重下降。所以,如何抑制激光的调频非线性带来的影响成为频率调制连续波激光雷达测量领域的一项研究热点。本文介绍了频率调制连续波激光雷达的工作原理,根据频率调制非线性校正方案的不同,针对性地介绍和分析了四种应用较为广泛和部分特殊的非线性校正方法,并进行了总结和展望。

摘要： 低相干扫描干涉技术是微结构特征参数无损检测的有效手段。然而对高深宽比结构底部采样点需要进行大量程垂直扫描,由此引起光强漂移导致的相干信号对比度降低,以及阶跃边缘复杂衍射作用造成的相干信号混叠是高度检测过程中的两个主要难题。采用完全噪声辅助聚合经验模态分解算法分解原始信号得到一系列特征模态函数,通过提取高频特征模态函数代替原始信号滤除低频的光强漂移分量,提高相干信号对比度。高深宽比结构边缘复杂衍射作用使该位置附近的相干信号中包含两组包络,其中异常包络由相干峰位置对应上表面的附加相干信号引起并阻碍有效包络的准确判别。通过融合从相干信号中提取的对比度及强度信息并进行二值化处理,实现对高深宽比结构上下表面的识别分类,据此选择当前采样点位置对应的包络作为有效包络并最终完成结构高度的高精度检测。以校准深度为101.77μm,线宽为10.97μm的高深宽比沟槽为检测样品,10次测量的高度均值及标准差分别为101.093μm、0.316μm。

摘要： 针对深空差分干涉测量(DOR)信号受数传副瓣信号干扰问题,首次研究了数传副瓣信号(泄露频谱)的干涉测量,建立了数传副瓣信号干涉测量优化模型,并利用嫦娥三号着陆器实测数据验证比对了数传干涉时延与DOR干涉时延.实验结果表明,干涉带宽相仿条件下,数传信号干涉时延随机误差约0.02ns(STD),优于DOR干涉时延0.17ns(STD)的随机误差;利用射电源差分观测后,DOR干涉时延与数传干涉时延基本吻合;以干涉相时延为基准,数传干涉时延的波动误差约为0.14ns(STD),稳定性优于波动误差约为0.46ns(STD)的DOR干涉时延.该结论对嫦娥五号、载人登月等任务中下行数传信号阶段提高干涉测量精度、火星探测任务中DOR信号与数传信号分时工作模式下增加干涉测量覆盖弧段具有直接的工程价值.

摘要： 本文基于机载Ka波段严密成像模型,详细分析了干涉系统各类误差来源,同时考虑到机载Ka波段设备具有三个接收天线A、B和C,可形成三基线干涉对数据,即A-B、A-C和B-C干涉数据,因此论文基于三基线干涉数据进行了三基线联合干涉测量检校研究.随后利用三基线干涉数据,建立了三基线联合干涉测量检校平差模型,对观测参数进行了检校处理.本文采用西安地区的机载Ka波段干涉数据进行了实验分析,并采用GPS获取了D级外业控制点,随后使用控制点进行了三基线联合干涉测量检校模型优化并生成相应DEM数据.由A-B、A-C和B-C干涉DEM高程精度之间的均方根误差确定相对高程精度,A-B与A-C干涉DEM之间的相对高程精度为0.52m,A-B与B-C干涉DEM之间的相对高程精度为1.67m,A-C与B-C干涉DEM之间的相对高程精度为1.45m.从实验结果可以看出,机载Ka波段三基线联合干涉测量检校后,三基线干涉数据反演的高程精度基本一致,验证了本文三基线联合干涉测量检校方法的有效性.

摘要： 星载合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)具有大范围、快速、全天候、全天时等优势,在获取高精度DEM等方面具有广泛应用.电离层中含有色散介质和各种尺度的不规则性,是制约InSAR精度的一个重要因素,会对穿过其中的InSAR信号产生色散、时延、法拉第旋转等影响.因此,有必要开展电离层对InSAR信号的影响及校正研究.本文重点从电离层相位延迟、距离向和方位向分辨率下降及相应的校正方法等方面进行了理论分析,分别用X、C、L、P波段进行实验分析了电离层对不同波段星载InSAR的影响.然后针对电离层引起的相位延迟对L波段InSAR测高精度的影响构建了星载InSAR电离层影响模型,最后通过仿真实验验证影响程度和校正效果.实验结果表明:电离层对InSAR的延迟和距离向分辨率影响随着信号波长的增大而增强,特别是对L、P等长波段信号的影响不可忽略;电离层时延对星载InSAR生成的DEM精度会有影响,这种影响与电离层中TEC的分布有关,可通过基线补偿法、加入电离层影响模型等环节进行补偿.最后对更好的校正算法和四维电离层模型进行了展望.

摘要： 利用11景ALOS PALSAR数据、6景RADARSAT-2数据,采用合成孔径雷达干涉测量(InSAR)的方法,获取了莱芜市矿区2008年10月～2012年3月间的沉降变化信息.结果显示,莱芜市南部西汶南村、吴家楼村、官厂村出现明显的沉降漏斗,最大平均沉降速率约为14cm/y,沉降面积约为4.7km2.

摘要： 相位解缠作为InSAR数据处理中关键的步骤,直接影响DEM的精度.以地形起伏较大地区数据,研究了SARscape软件对InSAR数据的3种相位解缠算法.研究结果表明:区域生长算法不适合地形起伏较大区域.基于规则格网的最小费用流法与基于Delaunay三角网的最小费用流算法比较,前者相位解缠的精度低;基于Delaunay三角网的最小费用流算法在解缠低相干性区域的InSAR数据时解缠的效果相对较好,但解缠计算需要的时间稍长,改进参数有待提高.

摘要： 相位解缠作为InSAR数据处理中关键的步骤,直接影响DEM的精度.以地形起伏较大地区数据,研究了SARscape软件对InSAR数据的3种相位解缠算法.研究结果表明:区域生长算法不适合地形起伏较大区域.基于规则格网的最小费用流法与基于Delaunay三角网的最小费用流算法比较,前者相位解缠的精度低;基于Delaunay三角网的最小费用流算法在解缠低相干性区域的InSAR数据时解缠的效果相对较好,但解缠计算需要的时间稍长,改进参数有待提高.

摘要： 相位解缠作为InSAR数据处理中关键的步骤,直接影响DEM的精度.以地形起伏较大地区数据,研究了SARscape软件对InSAR数据的3种相位解缠算法.研究结果表明:区域生长算法不适合地形起伏较大区域.基于规则格网的最小费用流法与基于Delaunay三角网的最小费用流算法比较,前者相位解缠的精度低;基于Delaunay三角网的最小费用流算法在解缠低相干性区域的InSAR数据时解缠的效果相对较好,但解缠计算需要的时间稍长,改进参数有待提高.

摘要： 相位解缠作为InSAR数据处理中关键的步骤,直接影响DEM的精度.以地形起伏较大地区数据,研究了SARscape软件对InSAR数据的3种相位解缠算法.研究结果表明:区域生长算法不适合地形起伏较大区域.基于规则格网的最小费用流法与基于Delaunay三角网的最小费用流算法比较,前者相位解缠的精度低;基于Delaunay三角网的最小费用流算法在解缠低相干性区域的InSAR数据时解缠的效果相对较好,但解缠计算需要的时间稍长,改进参数有待提高.

摘要： 相位解缠作为InSAR数据处理中关键的步骤,直接影响DEM的精度.以地形起伏较大地区数据,研究了SARscape软件对InSAR数据的3种相位解缠算法.研究结果表明:区域生长算法不适合地形起伏较大区域.基于规则格网的最小费用流法与基于Delaunay三角网的最小费用流算法比较,前者相位解缠的精度低;基于Delaunay三角网的最小费用流算法在解缠低相干性区域的InSAR数据时解缠的效果相对较好,但解缠计算需要的时间稍长,改进参数有待提高.

摘要： 阴影(shadow)和叠掩(layover)现象是InSAR技术的一个难点,它们严重破坏InSAR相位图的连续性以及后续处理.本文针对传统的基于幅度图或相干系数图阈值分割的方法在判别InSAR阴影和叠掩中存在的不足,提出了一种基于局部频率估计、幅度阈值分割以及形态学处理相结合的InSAR相位图阴影和叠掩区域判别方法.实验结果表明,本文的方法能够准确、高效地完成InSAR相位图不可展开区域的判断识别.

摘要： 本发明提出二自由度位移测量的法布里珀罗光栅干涉仪及其测量方法和六自由度干涉仪，所述二自由度位移测量干涉仪包括激光光源、分光镜、光栅、二自由度位移发生装置、用于形成第一F‑P腔具有部分透射表面1的光学器件、用于形成第二F‑P腔具有部分透射表面2的光学器件、光电探测模块1、光电探测模块2和信号处理模块；本发明所述二自由度位移测量干涉仪及其测量方法将可动的光栅作为被测目标腔镜，两F‑P腔基本单元对称放置，实现以光栅栅距为基准的、对光栅面内平动位移的测量和以激光波长‑光栅栅距为基准的、对垂直光栅面的运动的测量。本发明还以二自由度F‑P光栅干涉仪作为测头，以四测头布局实现对光栅平面的六自由度测量。

摘要： 本发明提供一种散斑干涉与剪切散斑干涉的测量系统及测量方法，涉及光学测试技术领域。其特征在于：包括激光器和分束镜，所述激光器发射的激光经所述分束镜分为透射光和反射光；所述透射光经扩束镜扩束后照射至被测物形成漫反射光，所述反射光依次经光纤、透镜和分光棱镜后作为参考光进入光路；所述被测物表面的漫反射光依次经光阑、成像透镜和迈克尔逊剪切装置后，获得具有剪切量的两束物光；所述具有剪切量的两束物光和光纤引入的参考光在CCD相机的靶面上干涉，形成散斑干涉图。本发明可对被测物进行散斑和剪切的同步动态检测，是一种无损、全场、高精度的测量系统。

摘要： 在用于干涉式测量测试物体的表面的形状的测量方法中，提供了具有不同波长的两个输入波。对于输入波的每一个，通过在衍射式光学元件处衍射，产生测试波和参考波，该测试波指引至测试物体处并且具有至少部分适配于光学表面的期望形状的波前，该参考波指引至反射式光学元件并且具有与测试波的传播方向偏离的传播方向。对于每个波长，将在与测试物体相互作用后的相关联的测试波与在第一反射式光学元件处背向反射后的相关联的参考波进行叠加，其中测试波和参考波在衍射式光学元件处分别再次衍射以用于叠加。对于每个波长，由测试波和参考波在捕获平面中的叠加产生的干涉图被捕获。考虑到波长之间的差异，联合评估针对波长捕获的干涉图。

摘要： 本发明提出二自由度位移测量的法布里珀罗光栅干涉仪及其测量方法和六自由度干涉仪，所述二自由度位移测量干涉仪包括激光光源、分光镜、光栅、二自由度位移发生装置、用于形成第一F‑P腔具有部分透射表面1的光学器件、用于形成第二F‑P腔具有部分透射表面2的光学器件、光电探测模块1、光电探测模块2和信号处理模块；本发明所述二自由度位移测量干涉仪及其测量方法将可动的光栅作为被测目标腔镜，两F‑P腔基本单元对称放置，实现以光栅栅距为基准的、对光栅面内平动位移的测量和以激光波长‑光栅栅距为基准的、对垂直光栅面的运动的测量。本发明还以二自由度F‑P光栅干涉仪作为测头，以四测头布局实现对光栅平面的六自由度测量。

摘要： 本发明提供一种散斑干涉与剪切散斑干涉的测量系统及测量方法，涉及光学测试技术领域。其特征在于：包括激光器和分束镜，所述激光器发射的激光经所述分束镜分为透射光和反射光；所述透射光经扩束镜扩束后照射至被测物形成漫反射光，所述反射光依次经光纤、透镜和分光棱镜后作为参考光进入光路；所述被测物表面的漫反射光依次经光阑、成像透镜和迈克尔逊剪切装置后，获得具有剪切量的两束物光；所述具有剪切量的两束物光和光纤引入的参考光在CCD相机的靶面上干涉，形成散斑干涉图。本发明可对被测物进行散斑和剪切的同步动态检测，是一种无损、全场、高精度的测量系统。

摘要： 本发明公开一种光干涉测量方法及光干涉测量装置。本发明所涉及的光干涉测量方法，是将从光源单元出射的光分割成测定光和基准光，检测所述基准光、与从所述测定光所照射的测定对象反射或背散射后的光发生干涉而得到的干涉光，驱动设置在所述基准光的光路上的光路长度可变机构，以改变所述基准光的光路长度，基于随所述基准光的光路长度的变化而变化的所述干涉光，判定基于所述检测出的干涉光的图像是正规像还是翻转像，基于是正规像还是翻转像的判定结果，利用所述检测出的干涉光来测量所述测定对象。

摘要： 用于研究物体表面的干涉测量仪，该干涉测量仪包括：产生相干光的物光束的光源；产生与物光束相干的参比光束的光源；以及一个探测器或设置成阵列的多个探测器；其中该干涉测量仪如此设置以致于物光束是发散或基本准直的；以及其中，在使用中：发散或基本准直的物光束被导向物体表面以便产生从物体表面反射的反射物光束；探测器聚焦到位于物体表面之下的一点上；以及反射物光束与参比光束结合并由探测器进行探测。还提供了用于对物体表面进行干涉测量的相应方法。物体表面可以是海床，以及该干涉测量仪可用于响应于地震事件来研究海床上的微粒运动。

摘要： 本申请提供了一种干涉测量方法、干涉测量装置以及干涉测量系统，该方法包括：接收多个第一估计数据以及多个第二估计数据，第一估计数据为第一测站对第一测试数据进行频率估计和相位估计得到的，第二估计数据为第二测站对第二测试数据进行频率估计和相位估计得到的，第一测试数据为第一测站对目标探测器的观测数据，第二测试数据为第二测站对目标探测器的观测数据；获取初始理论时延，初始理论时延为第一个采集时刻的理论时延，理论时延为理论上第一测站相对于第二测站的传输时延；根据各第一估计数据、各第二估计数据以及初始理论时延，确定第一测站和第二测站的干涉测量时延观测量。本申请解决了干涉测量中数据传输对通信链路带宽要求高的问题。

摘要： 本发明属于精密测量技术领域，具体涉及一种集成式干涉测量头及一种干涉测量系统，集成式干涉测量头包括两组集成在一起的干涉测量组件，一组进行对被测物体的形貌测量，另一组实现第一组的位置反馈，能够更好补偿机械移动误差；同时本发明采用一组PZT模块同时实现两组测量组件的干涉相位调节，能够减少了PZT模块数量。本发明整体上缩小了干涉测量系统的体积、降低了机械误差及相位误差的补偿难度、提高了三维形貌测量精度。

摘要： 本发明涉及一种用于外差干涉测量的移频器，所述移频器包括：芯片；输入波导，所述输入波导被配置为引导光束；至少四个相位调制器，所述至少四个相位调制器各自被布置为接收来自所述输入波导的所述光束并被配置为调制所述光束的相位；输出组合器，所述输出组合器被布置为使每个相位调制器调制的所述光束发生干涉；第一输出波导，所述第一输出波导耦合到所述输出组合器并被配置为接收在所述输出组合器处相长干涉的调制光束；第二输出波导，所述第二输出波导耦合到所述输出组合器并被配置为接收在所述输出组合器处相消干涉的调制光束，其中所述输入波导、所述相位调制器、所述输出组合器、所述第一输出波导和所述第二输出波导布置在所述芯片上。