脉冲激光测距机消光比测试系统精度分析
脉冲激光测距机消光比测试系统精度分析
作者:张庆生;沙定国
3 精度估算和分析
为了设计本系统的测量精度 ,需要先对本系统测量精度的诸因素逐一进行分析和估算。这里采取的具体步骤如下 :
由指标规定的目标反射率ρ1 、能见度 V 1 和设定的最大测程 R1 ,按 (2) 式算得消光比 S ,按 (1) 式算得S 3 和 S 2 ,进而得 ( S 1 + S 4) 。根据以上步骤 ,按测程 RS 为 500m , 能见度 V 为1. 3 Rmax ,目标漫反射率ρ为0. 85 的情况 ,对激光测距机最大测程 Rmax 分别为 30km、10km、5km 的三种情3况 ,分别模拟计算了各量对消光比 S 1 、S 2 、S 3 、S 4 、S和 Rmax 的测量不确定度的影响。
通过以上精度分析数据 ,可以得到如下结论 :
(1) 在逐个分析估算影响测量消光值的可能因素之后 ,可以从中归纳为四个部分的不确定度来源。其中 , u ( S 1) 为室外靶用衰减器的不确定度 (包括衰减器的标定、定位和量化影响) ; u ( S 4) 为时序增益检测的衰减不确定度 (包括衰减器的标定、定位和量化等影响 ,还包括了脉冲延时不确定度等电器方面的影响 ,还要考虑模拟激光器功率不稳定性直接造成消光比测量的不确定度) ; u (ρ2) 为靶的漫反射率的不确定度 (包括反射靶的漫反射率标定、反射率均匀性的影响) ;u(π) 为靶漫反射立体角的不确定度 (包括靶与测距机发射光轴垂直度等影响造成的不确定度) ; u ( R2) 为漫反射靶的放置距离的不确定度 , 它们合成为靶本身的因素造成的不确定度 u ( S 2) ; 另外 , u ( V 2) 为大气能见度的不确定度 , u (Ψ) 为大气衰减的不确定度 ,加上靶距的不确定度 u ( R2) , 可以合成为大气环境因素造成的不确定度 u ( S 3) 。只要严格控制好各不确定度分量 ,就可以确保消光比测量不确定度控制在 015dB以内。
(2)以上对各影响因素按预测的各分量实际可控制的程度进行的计算分析 ,结果表明 :影响测量消光比值精度的最主要因素是衰减器本身标定和模拟激光器功率不稳定性等造成检测的不确定度。在研制过程中 ,还要根据实际情况不断地调整与控制好以上各影响因素。在完成样机研制任务后 ,还需通过对实际系统的计量标定来最终考核系统的精度指标是否达到指标的要求。
4 精度分配
根据测量消光比值的合成标准不确定度不大于0. 5dB 的要求 ,对各个研制环节的分系统机构和器件的设计精度分配要求 ,按它们对总体测量精度的影响排序结果。
5 结 论
以上各分系统中各个零部件的设计、制造和装配精度必须参照以上精度指标加以严格控制方可以达到对测试系统消光比测量的总精度要求。
本文章转自爱学术(aixueshu.com),如有侵权,请联系删除