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基于激光多普勒效应的地面设备振动监测系统

红外与激光工程 2015年第7期44卷 2008-2012页

作者：冯庆奇刘刚周明熙冯超中国人民解放军63600部队

对常见的几种振动监测方法进行了比较,阐述了激光多普勒技术用于振动监测的基本原理,设计了并研发了用于发射场小型地面设备振动监测的激光多普勒测振仪。以高精度PDV100型测振仪为对比,并模拟小型地面设备低频、中频、高频的振动特性,... 详细信息

对常见的几种振动监测方法进行了比较,阐述了激光多普勒技术用于振动监测的基本原理,设计了并研发了用于发射场小型地面设备振动监测的激光多普勒测振仪。以高精度PDV100型测振仪为对比,并模拟小型地面设备低频、中频、高频的振动特性,重点测量了其频率、振幅两个特征参数。实验结果表明,自研测振仪对振动频率测量值的相对误差能够控制在0.4%以内,对振幅的测量能够达到1μm量级,满足发射场小型地面设备振动监测的需求。

关键词：激光多普勒发射场地面设备 PDV100 振动监测

基于Lab VIEW的激光多普勒测速仪跟踪滤波器设计

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激光杂志 2010年第3期31卷 58-60页

作者：黄华周健冯庆奇解放军总装备部南京军代局驻无锡地区军代室江苏无锡214035 国防科学技术大学光电科学与工程学院湖南长沙410073

提出根据前一时刻的多普勒频率来调整带通滤波器上下限截止频率的方法,基于Lab VIEW平台设计了激光多普勒测速仪的跟踪滤波器,对多普勒信号进行跟踪滤波,以适应多普勒信号在很宽的频率范围内动态变化的特点。利用固定通频带的滤波器和... 详细信息

提出根据前一时刻的多普勒频率来调整带通滤波器上下限截止频率的方法,基于Lab VIEW平台设计了激光多普勒测速仪的跟踪滤波器,对多普勒信号进行跟踪滤波,以适应多普勒信号在很宽的频率范围内动态变化的特点。利用固定通频带的滤波器和跟踪滤波器分别对理想正弦信号和实测的多普勒信号进行研究,仿真及实验结果表明:当信号的频率远离普通滤波器的通带时,普通滤波器通带内的噪声严重影响多普勒信号频谱位置的判别,从而导致得出错误的结论,而跟踪滤波器在滤除基底信号及系统部分噪声的基础上,实时跟踪多普勒信号的频率,信噪比明显提高,所得结果与多普勒频率的真实值相一致。

关键词：激光多普勒固定通频带跟踪滤波 Lab VIEW

超低频率全正色散半导体可饱和吸收镜被动锁模光纤激光器

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强激光与粒子束 2011年第9期23卷 2315-2318页

作者：宋锐陈胜平侯静陆启生冯庆奇国防科学技术大学光电科学与工程学院长沙410073 中国酒泉卫星发射中心甘肃酒泉732750

通过延长激光器环形腔腔长,利用高浓度掺杂的单模掺镱光纤,搭建了超低重复频率、全正色散结构的半导体可饱和吸收镜被动锁模光纤激光器。激光器的中心波长、重复频率、平均功率及单脉冲能量分别为1 064nm,281.5kHz,11mW和39nJ。为了稳... 详细信息

通过延长激光器环形腔腔长,利用高浓度掺杂的单模掺镱光纤,搭建了超低重复频率、全正色散结构的半导体可饱和吸收镜被动锁模光纤激光器。激光器的中心波长、重复频率、平均功率及单脉冲能量分别为1 064nm,281.5kHz,11mW和39nJ。为了稳定中心波长,实现自启动,激光器腔体内接入了一个带通滤波器。该激光器运行稳定,无调Q不稳定现象,极大减小了半导体可饱和吸收镜被损坏的机会。

关键词：光纤激光器被动锁模半导体可饱和吸收镜腔长

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参考光束型激光多普勒测速仪的误差分析

强激光与粒子束 2010年第11期22卷 2581-2587页

作者：周健冯庆奇马曙光宋锐魏国龙兴武国防科学技术大学光电科学与工程学院长沙410073 中国酒泉卫星发射中心甘肃酒泉732750 空军工程大学电讯工程学院西安710077

阐述了参考光束型激光多普勒测速仪的基本原理,从理论上分析了原理公式近似、高斯光束干涉、激光线宽、探测器孔径、有限渡越时间、信号处理算法、空气折射率变化及角度测量等诸多因素对激光多普勒测速仪测量结果造成的误差,研究并给出... 详细信息

阐述了参考光束型激光多普勒测速仪的基本原理,从理论上分析了原理公式近似、高斯光束干涉、激光线宽、探测器孔径、有限渡越时间、信号处理算法、空气折射率变化及角度测量等诸多因素对激光多普勒测速仪测量结果造成的误差,研究并给出了每一种影响因素所引起误差的理论公式,在每一种影响因素中具体讨论了各种光学参数对测量误差的影响并对部分参数进行实验研究。理论分析和实验表明:在实验中需要选择线宽较窄的激光器及孔径较小的光电探测器,而在选择光束光斑半径和信号光中心光线的方向与粒子运动方向的夹角时,既要考虑激光的质量和多普勒信号的强度,同时也需要考虑原理公式近似、探测器孔径的尺寸、有限渡越时间及高斯光束干涉等多种因素对测量结果的影响。

关键词：激光多普勒测速仪误差分析渡越时间探测器孔径高斯光束干涉

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激光多普勒测速仪信噪比及多普勒电流的研究

光电工程 2009年第6期36卷 46-51页

作者：周健冯庆奇龙兴武魏国宋锐国防科学技术大学光电科学与工程学院长沙410073 中国酒泉卫星发射中心甘肃酒泉732750

研究并给出了参考光束型激光多普勒测速仪中计算信噪比的一般公式,并进行数值模拟,分析了光斑尺寸和探测器孔径对信噪比的影响;同时给出多普勒电流的计算公式,并从理论上分析了参考光束与信号光束的空间位置关系对多普勒电流的影响。理... 详细信息

研究并给出了参考光束型激光多普勒测速仪中计算信噪比的一般公式,并进行数值模拟,分析了光斑尺寸和探测器孔径对信噪比的影响;同时给出多普勒电流的计算公式,并从理论上分析了参考光束与信号光束的空间位置关系对多普勒电流的影响。理论分析及数值模拟表明,信噪比是参考光光强的增函数,但当参考光光强达到一定值时,信噪比增加的非常缓慢,趋近极限值ηIs/(hνΔf);两光束艾里斑尺寸相当时,信噪比最大,可达0.7ηPs/(hνΔf)。两束光不平行时,多普勒电流的大小与两束光的角度偏差关系很大;而两光束平行时,光束入射角对多普勒电流几乎没有影响。

关键词：激光多普勒测速仪信噪比多普勒电流角度偏差

基于Labview实现二频机抖激光陀螺角随机游走系数的计算

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中国惯性技术学报 2009年第5期17卷 594-598页

作者：汤建勋宋锐冯先旺周健冯庆奇国防科学技术大学光电科学与工程学院长沙410073 中国酒泉卫星发射中心酒泉732750

国军标法和Allan方差法是目前用于计算二频机抖激光陀螺角随机游走系数最常用的两种方法,基于Labview对两种方法分别编程并予以实现,计算结果表明两种方法计算出来的结果几乎相等,具有等价性;但在数据处理的过程中发现用国军标法得到的... 详细信息

国军标法和Allan方差法是目前用于计算二频机抖激光陀螺角随机游走系数最常用的两种方法,基于Labview对两种方法分别编程并予以实现,计算结果表明两种方法计算出来的结果几乎相等,具有等价性;但在数据处理的过程中发现用国军标法得到的拟合系数有时为负,针对这一现象通过理论分析发现目前数据处理方法的不完善是导致国军标法拟合系数有时为负的根本原因,对现有方法提出改进并基于Labview编程实现,实验结果表明:改进后的数据处理方法不仅解决了国军标法拟合系数有时为负这一问题,而且拟合误差降低了近一个数量级。

关键词： Labview 国军标法 Allan方差法角随机游走

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激光捷联惯导系统的矿山井下定位技术研究

西部探矿工程 2010年第5期22卷 118-120页

作者：冯庆奇王宇汤建勋魏国张鹏飞中国酒泉卫星发射中心甘肃酒泉732750 国防科学技术大学光电科学与工程学院湖南长沙410073

实现矿山井下人员和机车的自动导航对于提高矿山生产效率,增强矿山安全水平具有重要意义。基于二次多项式拟合零速修正原理可有效修正捷联惯导系统的定位误差。重复行驶试验和复杂行驶试验结果表明,零速修正周期选择在2min以内,激光捷... 详细信息

实现矿山井下人员和机车的自动导航对于提高矿山生产效率,增强矿山安全水平具有重要意义。基于二次多项式拟合零速修正原理可有效修正捷联惯导系统的定位误差。重复行驶试验和复杂行驶试验结果表明,零速修正周期选择在2min以内,激光捷联惯导系统的定位误差能够控制在8m以内,满足矿山井下安全和生产的需要,并具有自动导航功能。

关键词：矿山井下自动导航激光捷联惯性导航多项式拟合零速修正

AR模型辅助SINS/GPS组合导航的实验研究

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光学与光电技术 2009年第3期7卷 41-44页

作者：冯庆奇王宇汤建勋于旭东国防科学技术大学光电学院湖南长沙410073 中国酒泉卫星发射中心甘肃酒泉732750

激光陀螺的随机漂移噪声类似于白噪声,可以采用AR(2)模型进行数字滤波来减小其对激光陀螺精度的影响。首先介绍了AR模型,然后利用IMU单元三组陀螺信号的AR(2)模型给出了车载SINS/GPS组合导航系统误差模型,并在GPS的辅助下,对SINS/GPS组... 详细信息

激光陀螺的随机漂移噪声类似于白噪声,可以采用AR(2)模型进行数字滤波来减小其对激光陀螺精度的影响。首先介绍了AR模型,然后利用IMU单元三组陀螺信号的AR(2)模型给出了车载SINS/GPS组合导航系统误差模型,并在GPS的辅助下,对SINS/GPS组合导航进行了实验研究。最后利用Kalman滤波器对车载SINS/GPS组合导航实际测量数据进行了离线的半实物仿真。实验结果表明,采用AR(2)模型辅助的SINS/GPS组合导航系统能够得到较高的姿态精度,并能有效抑制速度误差的发散。

关键词：激光陀螺 AR(2)模型卡尔曼滤波组合导航

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初中物理课堂中探索文物古迹的智慧

物理教学 2025年第02期47卷 78-80+6页

作者：张瑞琪冯庆重庆市大学城第一中学校重庆师范大学

选取具有代表性的文物,深入剖析了它们所体现的物理原理,并探讨了这些原理在物理教学中的应用。通过将文物融入物理课堂,丰富了教学内容,提高了课程的趣味性和吸引力,学生能够在探索古代科技奥秘的过程中,深刻领会物理学的精髓与魅力,... 详细信息

选取具有代表性的文物,深入剖析了它们所体现的物理原理,并探讨了这些原理在物理教学中的应用。通过将文物融入物理课堂,丰富了教学内容,提高了课程的趣味性和吸引力,学生能够在探索古代科技奥秘的过程中,深刻领会物理学的精髓与魅力,从而为物理教育带来新的视角和方法。

关键词：文物古迹跨学科实践中华优秀传统文化初中物理