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激光制导毕业论文

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激光制导毕业论文

红外,电视,惯性,卫星,激光红外最大的特点是针对热源,对于战机、坦克这种有稳定热源的很有效但是很容易被干扰雷达锁定距离远,但是容易被电子压制,而且制导能力和雷达类型以及工作方式有很大关系惯性制导不可被干扰,但是精度差卫星制导精度一般,而且受卫星信号强弱影响,但是廉价激光制导精度好,但是需要激光指示器持续指引,而且目标表面发生镜面反射的时候还会出现严重误差所以一般的武器尽可能使用复合制导

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激光制导;利用激光探测技术进行制导,优点:精度高、抗干扰能力较强!缺点:受空气透明度影响。雷达制导;利用导弹上的雷达装置对目标进行锁定、跟踪,优点:不受天气影响!缺点:隐蔽性太差。电视制导;由导弹上的摄像头将图像信息传送给控制中心或导弹本身的控制系统进行制导,优点:精度高、隐蔽性能好!缺点:受环境的亮度影响较大、一般都在白天使用。不明白可以追问,望采纳!

未来战争是以信息和知识为主要作战资源的信息化战争,针对信息化战争的特点、结合高新技术在精确制导武器上的应用,分析了精确制导武器在未来战争中的发展方向。精确制导武器在走向体系化、网络化、智能化、隐形化的同时,也正朝着综合化、多用途方向发展,注重效费比的提高,将逐步成为未来战争的基本火力。� 关键词:信息化战争;精确制导武器;制导技术� 以信息技术为核心的高新技术的发展极大地促进了世界新军事的变革;信息化是新军事变革的本质和核心。作为典型的信息化武器——精确制导武器在现代战场上已广泛使用,在伊拉克战争中精确制导武器的使用比例已占到68%。近几年来,世界主要国家都非常重视在精确制导武器研发和采购上的投入,精确制导武器呈现强劲的发展势头;原有装备经过改进和改装后战术技术性能不断提升,新型精确制导武器不断涌现,使精确制导武器出现了综合化、多样化的发展格局。新时期新阶段,探讨精确制导武器的发展趋势,对研究信息化战争的对抗模式和作战样式,获取信息化战争的主动权有着重要的意义。� 1 精确制导武器的发射单元、制导系统与作战信息平台相融合,提高整体作战效率� 在未来信息化战争中,无论采用什么样的战争形态,都要求能快速准确发现目标、及时决策和精确打击,信息化战争不仅是指挥控制系统的信息化,而且是武器系统的信息化。精确制导武器作为典型的信息化武器,其获得信息的来源不能只限于自身的探测器,还应当充分利用战场中的多种信息资源。对现有精确制导武器发射单元进行信息化改进,使其充分支持C4I、C4ISR、C4KISR等指挥控制系统,实现信息共享,使发射单元不但具备自身火力分布数据,还能共享上级的综合情报数据以共享敌方前沿阵地地形、布设、武器装备等情况,这些都对参战人员掌握精确制导武器的发射时机或者自动修正发射之前的参数提供必要的支持。目前,精确制导武器获取信息和利用信息的程度不高,弹上传感器的探测距离近,易受干扰,而且受体积质量的限制,弹上传感器的探测性能无法与其它探测平台的传感器相比。如果在精确制导武器上加装数据链,则精确制导武器之间、精确制导武器与其它信息平台通过数据链共享信息,能迅速察觉目标的机动和环境的变化,在飞行中进行数据交换,实时地对弹上数据进行修正,将极大地提高探测距离和探测精度,还可以识别特定目标和对目标毁伤评价,如果原定目标被摧毁,制导系统能够重新选择新的航线攻击备选目标。同时,弹上数据通过数据链也可以回传到指挥控制信息平台,指挥员可以根据数据链传回来的数据进行毁伤评估,对目标最易被破坏的区域实施攻击,从而显著提高作战效能。通过数据链,用地面部队或无人侦察机也可以来导引攻击机动目标或难发现的目标。目前,美军方正在致力于研制空中巡逻弹药,这种制导弹药可以停留在一个区域内直到按指令对目标进行攻击。� 在未来反坦克作战中,反坦克分队将配备比较完善的C4KISR系统,使每一个作战单元能够做到信息共享和互联、互通、互操作,反坦克武器系统将利用光电信息和计算机技术,实时地采集、融合、处理、传输、显示战场信息,实现发射、控制、打击和射击效果评估等综合任务,最终实现网络化、自动化、实时化、精确化的发展。反坦克分队不仅能够充分利用反坦克武器系统本身采集的战场信息,还能充分共享己方其它武器平台和C4KISR系统提供的作战信息,能够全天候、近实时地获取、处理目标的类型、距离、方位、数量等信息,快速决策、合理分发,以多品种和足够数量的反坦克武器协调一致地进行打击,并对毁伤效果近实时地评估以备实施二次攻击,使作战单元在整个火力配系中能够发挥最佳效率。� 2 新型制导技术的发展、制导技术的多模化以及末制导技术的智能化,将极大提高精确制导武器的命中精度和抗干 扰能力� 目前,红外(中、远红外)自导引、红外成像、激光半主动自导引和激光驾束、主/被动雷达自导引(重点是毫米波)、光纤制导、计算机最优控制、星光定位等新型制导技术不断发展;这些新型制导技术在精确制导武器上的成功应用,将使精确制导武器的制导精度有了一个质的飞跃。激光制导、红外成像制导、毫米波制导等诸多新型制导技术已在精确制导武器得到应用,这些新型高精度制导技术,使导弹制导精度提高了一个数量级。� 新技术并非完美无缺,任何一种制导体制在使用上都存在一定局限性。精确制导武器的探测系统由于受弹上探测器性能和环境的影响,末端探测距离受到一定限制。多模复合制导技术可以在不同频段(红外、紫外、可见光、微波、宽带微波、毫米波等)和不同的工作体制(主动、半主动、被动、指令等)下工作。一部分精确制导武器已采用中末段制导复合方式,中制导以卫星导航CPS/捷联惯导为主要途径,末制导主要采用凝视红外成像、毫米波宽带高分辨成像等制导技术。世界上多模导引头应用最多的是双模复合寻的导引头。目前双模导引头主要类型有:光学双色、微波/红外和毫米波/红外成像;而红外成像和毫米波主动两种方式是国内外多模复合制导技术优先发展的重要方向,预计在今后10年内将保持良好的发展势头。� 随着人工智能技术的迅速发展并在精确制导武器上的成功应用,使精确制导武器将不仅具有自动攻击目标,还具有逻辑判断、推理和识别能力,成为世界上智能化程度最高的武器装备。尤其是信息融合、识别处理技术在数据级融合处理上的突破,使得各传感器获取的目标信息实现智能识别处理,在实施攻击时,不仅可以准确的命中目标,还可以进行多目标选择和自适应抗干扰;在选择命中目标时能自动寻找目标最易损、最关键的部位以获得极高的作战效能。智能化信息处理中ATR技术的研究是重点,新一代红外图像ATR系统是可编程的,它融入人工智能,有自适应和学习能力。另外需要指出的是现在正在把人工神经网络应用到ATR技术中。尽管目前ATR技术还未达到实用程度,但已取得很大进展,必将带动精确制导智能化信息处理技术的发展

激光切割机plc控制毕业论文

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激光不同于普通光源,它具有良好的单色性和相干性,使得激光广泛地应用于各类机械加工领域,下面是我整理了激光技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!

简析激光切割技术

[摘 要]随着我国技术的发展,激光切割技术得到不断发展,应用范围日益广泛。本文主要是对激光切割技术的涵义、优点,国内外的发展现状及其数控激光切割技术的发展趋势进行分析论述,希望能够更好地了解应用激光切割技术。

[关键词]激光;激光技术;发展趋势

中图分类号:TG485 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)26-0097-01

激光技术是20世纪伟大的发明之一,自1960年第一台激光器问世以来,固体激光器、气体激光器、半导体激光器以及准分子激光器陆续诞生;激光不同于普通光源,它具有良好的单色性和相干性,很好的方向性,极高的能量密度,这些特点使得激光广泛地应用于各类机械加工领域,如激光切割、焊接、激光淬火、激光打标等等,而激光切割被认为是激光技术应用中最成熟的工艺。下文将对激光切割技术的相关内容进行详细的论述。

一、激光切割的概述

1.激光切割的涵义

激光切割是激光加工行业中最重要的一项应用技术,也是激光加工中应用最早、使用最多的加工方法。激光切割是用聚焦镜将CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化,同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料,并使激光束与材料沿一定轨迹做相对运动,从而形成一定形状的切缝。激光切割技术经过近几年的发展,广泛应用于汽车、机车车辆制造、航空、化工、轻工、电器与电子、石油和冶金等工业部门中。

2.激光切割的优点

激光切割技术具有以下优点:

第一,精度高:定位精度,重复定位精度。

第二,切缝窄:激光束聚焦成很小的光点,使焦点处达到很高的功率密度,材料很快加热至气化程度,蒸发形成孔洞。随着光束与材料相对线性移动,使孔洞连续形成宽度很窄的切缝。切口宽度一般为~。

第三,切割面光滑:切割面无毛刺,切口表面粗糙度一般控制在以内。

第四,速度快:切割速度可达10m/min,最大定位速度可达70m/min,比线切割的速度快很多。

第五,切割质量好:无接触切割,切边受热影响很小,基本没有工件热变形,完全避免材料冲剪时形成的塌边,切缝一般不需要二次加工。

第六,不损伤工件:激光切割头不会与材料表面相接触,保证不划伤工件。

第七,不受被切材料的硬度影响:激光可以对钢板、不锈钢、铝合金板、硬质合金等进行加工,不管什么样的硬度,都可以进行无变形切割。

第八,不受工件外形的影响:激光加工柔性好,可以加工任意图形,可以切割管材及其他异型材。

第九,可以对非金属进行切割加工:如塑料、木材、PVC、皮革、纺织品和有机玻璃等。

第十,节约模具投资:激光加工不需模具,没有模具消耗,无须修理模具,节约更换模具时间,从而节省了加工费用,降低了生产成本,尤其适合大件产品的加工。

十一,节省材料:采用电脑编程,可以把不同外形的产品进行整张板材料套裁,最大限度地提高材料的利用率。

十二,缩短了新产品制造周期:新产品试制,数量小,结构不确定、随时会改动,根本不能出模具,激光切割机大大缩短了新产品制造周期,减少了模具投入。

二、国内外激光切割技术的现状

激光切割是激光加工中应用最早、使用最多的加工方法。以日本为例,目前已拥有CO2激光切割机2万多台,约占全球激光加工机总量的1/3,其中80%为激光切割设备。据统计,自1995年以来,CO2激光切割机的年生产量已超过500台左右,其中YAG激光切割机100多台。而我国至今却只有600多台套激光切割机在使用中。因此,在我国,激光切割技术的推广和应用潜力很大。随着我国国民经济的飞速发展,许多传统产业需要改造,许多钣金加工领域有待开发,许多工业城市也需要建立激光加工中心。

三、数控激光切割技术的发展前景

1.高速、高精度激光切割机及切割工艺

我国的数控激光切割机生产,经过近20年的发展已取得了很大成就。但与国外先进产品相比,还有较大差距,主要表现在切割机的运行速度低,动态精度差,配套功能不够,切割工艺参数不完善和切割断面质量不易保证等。为了进一步提高产品质量和生产率,必须生产出新型的高速、高精度的激光切割机,以满足国内日益增长的生产需要,数控激光割机应具备专用切割工艺参数,配有激光专用自动编程系统及自动排料、套料系统,减少编程时间,提高板材利用率。数控激光切割机如安装交换工作台,则可以大大提高生产率,充分利用激光能源,降低生产成本。

2.厚板激光切割技术的应用范围想着重工业的方向发展

由于大功率CO2激光器光束模式的改进和激光切割技术进步,使厚板激光切割技术的应用逐渐增加,同时由于切割工艺采用CNC控制激光切割精度高,因此,用激光切割代替等离子、氧乙炔为主的中厚板切割的趋势正迅速增长,激光切割正从轻工业的钣金加工业向建筑机械、桥梁、造船等重工业方向发展。

3.三维高精度大型数控激光切割机及其应用领域

工艺技术三维数控激光切割机主要应用于汽车制造、航空、建筑及难以加工的大型立体钣金件。其主要特点是:床身刚性好、加工范围大;龙门式结构能实现高速、高精度的切割;三维激光切割头不仅能沿X、Y、Z轴作直线运动,且能进行C轴旋转.数控系统采用5轴或6轴联动系统,具有空间立体编程简单、操作方便和可靠性高的特点。目前国内企业对三维激光切割机已经有需求,随着市场和经济的快速发展,在汽车、航空、机车及工程机械等行业对三维激光切割机的需求将会不断增大,因此,开发出性能好、工作可靠、使用方便的三维激光切割机,将使我国激光切割机的水平大大提高一步。

4.数控激光切割技术在农机制造中的应用

农业机械种类繁多,更新换代迅速,新产品研制周期长,而且多数种类的产品都属于小批量生产,农机产品的钣金加工件一般采用4~6mm钢板,板金件种类多,并且更新快,传统的农机产品板金加工件通常采用冲床方式,模具消耗大,通常一个大型的农机生产厂家用于模具存放的库房就近300m2,由此可见,农机部件的加工如果仍然停留在传统的方式,将严重制约产品的快速更新换代与技术开发,而数控激光切割技术的柔性加工优势就体现出来了。

四、结束语

随着装备制造业的快速发展,我国数控激光切割成套设备已进入快速增长期,年增长率达50%以上。应用行业包括:汽车、船舶、航空、核工业、机械制造、钢铁、纺织、石油、激光加工中心等。在2006年全国激光加工学术年会上,专家们认为:到“十一五”末期,我国每年至少需要1500多台套高功率数控激光切割机,到“十二五”末期,我国高功率数控激光切割机市场需求量将达到10000台套,其中除了通用的激光切割机之外,对高速高精度激光切割机、大幅面厚板激光切割机、三维立体数控激光切割机、航天航空用有色金属激光器切割机等高性能激光切割系统的需求也与日俱增。

参考文献

[1] 邓家科、王中、朱付金、卢飞星.数控激光切割技术发展趋势与市场分析[J],激光与光电子学进展,2009(5).

[2] 孙晓东、王松、赵凯华、李国庆.激光切割技术国内外研究现状[J],热加工工艺,2012(9).

[3] 孙晓、蒋明、陈聪、高明、曾晓燕.三维激光切割在机械加工机床中的集成研究[J],制造技术与机床,2015(1).

[4] 李文轩.激光技术应用及前景[J],经营管理者,2014(33).

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摘要:通过对应急发电机自启动要求的分析,结合装备现状、配电系统的设计要求,利用PLC(可编程控制器)改造现有设备的优势,提出了详细的设计思路和方案以供参考。 关键词:PLC 应急发电机 方案 配电系统 通过对应急发电机自启动要求的分析,结合装备现状、配电系统的设计要求,利用PLC(可编程控制器)改造现有设备的优势,提出了详细的设计思路和方案以供参考。 通常传统发电机控制采用落后继电接触器控制方式,中间继电器和时间继电器太多,体积大,功能少,寿命短,线路复杂,接点多,造成故障多可靠性差,维修困难;而采用微电子技术由于集成电路(IC)的系统芯片种类繁多,体积大,设计周期长,费用低,工艺复杂,抗干扰性差,可靠性差;而可编程控制器(PLC)是以微处理器为核心,综合了计算机技术、通信技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置,具有结构简单、性能优越、可靠性高、灵活通用、易于编程、使用方便等优点,近年来在工业自动控制、机电一体化、改造传统产业等方面得到了广泛的应用。 应急发电机组用PLC控制有很多优点,它主要通过软件控制,从而省去了硬件开发工作,外围电路很少,大大提高了系统的可靠性与抗干扰能力;由于它简单易行的可编程序功能,无须改变系统的外部硬件接线,便能改变系统的控制要求,使系统的“柔性”大大提高。 主要设计功能 在生产过程中突然停电,应急发电机立即给设备继续供电。应急电源原动机一般采用一台独立冷却和供油系统的柴油机,并设有自启动装置,保证在主站失电后0-50秒内启动,应急电网通常为主电网的一部分,在正常情况下,这些用电设备由总配电板供电,只是在应急情况下由应急发电机组供电,因此在应急配电板上的应急发电机主开关与主开关向应急配电板供电的开关之间设有电气联锁,以保证安全。 应急发电机组作为一个应急电源,应具备以下基本要求: 1、自动启动 当正常供电出现故障(断电)时,机组能自动启动、自动升速、自动合闸,向应急负载供电。 2、自动停机 当正常供电恢复,经判断正常后,控制切换开关,完成应急电到正常电的自动切换、然后控制机组降速到怠速、停机。 3、自动保护 机组在运行过程中,如果出现油压过低(小于)、冷却水温过高(大于95度)、电压异常故障,则紧急停机,同时发出声光报警信号,如果出现水温高(大于90度)、油温高等故障。则发出声光报警信号,提醒维护人员进行干预。 4、三次启动功能 机组有三次启动功能,若第一次启动不成功,经10秒延时后再次启动,若第二次启动不成功,则延时后进行第三次启动。三次启动中只要有一次成功,就按预先设置的程序往下运行;若连续三次启动均不成功,则视为启动失败,发出声光报警信号(也可以同时控制另一台机组起动)。 5、自动维持准启动状态 机组能自动维持准启动状态。此时,机组的自动周期性预供油系统、油和水的自动加温系统、蓄电池的自动充电装置投入工作。 6、具备手动、自动两种操作模式。 控制系统的硬件设计 应急电源多采用135系列的柴油机组,下面就以此为例用PLC实现对柴油机自启动的控制。 电路分析 设计说明:控制面板上有“手动/自动”选择旋钮, “启动”、“加速” 、 “减速、”“合闸”、“分闸”按钮,柴油机上加装接近开关(旋转编码器),用于测速度,加装油门电机用于控制柴油机转速,加装电磁铁用于停机熄火,电压检测、水温、油压都是外部开关信号。 一次启动过程:正常电失电后,经5秒确认,“启动电机”启动4秒钟,如柴油机发火运行,则接近开关(旋转编码器)测到柴油机达到启动转速,PLC立即停止“启动电机”。柴油机怠速30S后开始根据接近开关的信号加速,直到稳定转速,发电机开始发电,电压正常后合上主开关向负载供电。运行中PLC自动稳定转速。 三次启动过程:若一次启动未成功,则接近开关(旋转编码器)测到柴油机达不到启动转速速度,并在5秒后测不到柴油机转速,由PLC内部的定时器来进行控制进行再次启动,以10秒作为一个周期,三次启动时间约30秒,32秒后输出报警,如启动中接近开关(旋转编码器)测不到柴油机达转速,则直接启动失败。 启动失败及柴油机组停机:启动失败后,电磁电把油门拉回到“停机”位置,当正常电恢复时,PLC发出分闸信号并由油门电机减速到怠速60S后,电磁电将油门拉回“停机”位置,柴油机缺油熄火。 并可根据用户需要增加小型人机界面,以文字、指示灯、图案等形式显示柴油机的各种数值及状态。并可通过其面板的按钮改变柴油机的数值及状态。可修改有与时间有关的参数,对输入的数据进行范围设定,超出范围的数据拒绝输入。可以对柴油机的各种故障以文字形式显示以便于查找故障,如三次起动失败,转速高,缸温高,市电供电等等。带密码保护功能,可以防止非授权用户更改重要数据和开关量。机组--自控的特点(1)机组由柴油机发电机组和中心控制柜组成,可以单机单柜、双机单柜或联网自动化控制(无人值守)。(2)控制柜的核心是可编程序控制器(PLC),通常选用选用北京凯迪恩公司CPU306小型可编程序控制器,运行可靠,质量稳定。(3)充分利用PLC的指令和功能编制程序,尽量减少外围控制元器件和接口,电路简单,操作方便,便于维护。(4)利用PLC的高速计数器功能,准确测出机组转速,不采用原来的测速发电机、转速表,避免了安装困难并提高了可靠性。(5)控制器采用直流24V供电,并配备先进的高频开关式直流充电设备,可对蓄电池进行浮充电,保证控制柜直流供电。(6)PLC中的EPROM(只读存储器)可固化程序,使原程序长期不丢失。(7)利用PLC的通信功能可实现近程、远程集中监控。技术要求:采用旋转编码器比接近开关性能效果更好。接近开关技术要求:螺纹式接近开关检测距离10mm±10%工作电压DC型:10-30VDC 三线型响应频率400Hz 接近开关又称无触点接近开关,是理想的电子开关量传感器。当金属检测体接近开关的感应区域,开关就能无接触,无压力、无火花、迅速发出电气指令,准确反应出运动机构的位置和行程,即使用于一般的行程控制,其定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力,是一般机械式行程开关所不能相比的。根据所需的输入/输出点数选择PLC机型 根据自动化机组的控制要求,所需PLC的输入点数为14个,输出点数为10个。系统的控制量基本上是开关量,只有电压是模拟量,为了降低成本,可以通过检测电路把模拟量转换成开关量、如电压监测可以用电压保护器代替。这样可以选用不带模拟量输入的PLC。对于小型发电机可不加装油门电机用于控制柴油机转速。本系统选用北京凯迪恩公司CPU306小型可编程序控制器,可靠性高,体积小,输入点数为14个,输出点数为10个。电源、输入、输出电压均为24VDC。分配PLC输入输出 根据自动化机组的控制要求和电气原理图,PLC输入、输出信号分配表见表1。表1输入/输出分配表 停市电信号 油门加速 接近开关 (旋转编码器) 油门减速 接近开关** (旋转编码器)** 启动电机 电压正常 合闸 油压低 分闸 水温高 停机电磁铁 手动/自动 故障信号 启动按钮 加速按钮 减速按钮 停机按钮 合闸按钮 分闸按钮 合闸输出信号注: I全为直流24V输入Q为无源触点输出(24V3A)1表示接通0表示断开 电路设计见附录1所示:(Autocad2004打开) 发电机时序图见附录2所示:(Autocad2004打开) 发电机PLC源程序见附件:(从北京凯迪恩自动化技术有限公司网站下载最新版EasyProg软件打开)源程序是加装接近开关,柴油机每转发出6个脉冲信号,柴油机每分钟1000转,秒一个周期测速,如采用旋转编码器则秒一个周期测速,效果更佳。结论 采用PLC控制的自动化柴油发电机组,硬件结构简单,成本低廉,响应速度快,性能、价格比很高,和单片机系统相比具有极高的可靠性。经现场使用考验,性能稳定,运行可靠。另外还可以根据实际需要很方便地进行扩展。程序稍作修改,就可以满足用户不同的控制要求,对于现代智能楼宇,控制系统还可以通过通讯模块纳入到整个楼宇的监控系统之中,体现出极大的灵活性和适应性,具有极高的实际推广价值。

飞秒激光毕业论文

不知道你要什么方向的,下了一篇引用数多的

近几年患上近视的人越来越多,随着技术的发展,不少人会选择做近视手术来治疗,我整理了关于近视手术的学术论文,欢迎阅读!

近视矫治手术的临床研究

【摘要】 目的 对本院及上海新视界眼科医院近视患者所做的手术进行统计分析,阐述近视矫治手术的发展现状及未来趋势。方法 通过对本院及上海新视界眼科医院所做的近视矫治手术的方法和类型进行总结、统计、分析,探讨未来近视矫治手术的新思路。结果 近视矫治手术经历了从准分子激光到飞秒激光与准分子激光相结合的过程、从角膜激光手术到晶体屈光手术的一个全新过程。结论 近视矫治手术的发展,从最初级的后巩膜加固发展到现在多种制瓣技术与个性化的激光切削技术相结合,从单纯的角膜激光矫治到可植入式晶体的全新治疗方式,使近视治疗技术进入了一个全新的个性化时代。

【关键词】 近视矫治手术; 临床; 研究

为阐述近视矫治手术的发展现状及未来趋势,对本院及上海新视界眼科医院所有近视患者所做矫治手术的方法、类型和病例数进行了总结、统计、分析。

1 资料与方法

一般资料 收集本院和上海新视界眼科医院从2004年至今所做的所有屈光手术患者,共50080例。

方法 对手术所做年代、手术方式、所占比例等方面进行回顾性分析。总结本院及上海新视界眼科医院屈光手术中心已做近视矫治手术的历年数据。

2 结果

结果以各种类型术式所占当年所做近视矫治手术的百分比表示。见表1。

由飞秒激光制作角膜瓣等个性化的角膜屈光手术以及可植入式后房型人工晶体的矫治近视的手术数量逐渐增多。传统的EK类手术逐渐减少,而用上皮刀制作上皮瓣的EPI类手术逐渐增加,超薄瓣的SBK手术也逐年增加,屈光手术向表面切削和更薄角膜瓣的方向发展。

3 讨论

近视矫治手术经历了几十年的发展,主要包括角膜屈光手术和晶体植入手术。从最初的对高度且进行性加重的近视,进行后巩膜加固开始,能够有效的缓解近视的发展,但不能完全矫正。角膜屈光手术最早是前苏联1979年开展的角膜板层放射状切开术(PK),其优点虽切口位于光学区外,比较安全,对低度数的近视效果比较可靠,但有术中角膜穿孔、术后视力波动、眩光、视力漂移、外伤性眼球破裂等并发症而被淘汰。散光性角膜切开术(AK),可以矫治散光。角膜基质环的植入术(ICRS),角膜镜片术和表面角膜镜片术来矫正近视,但预测性差和最佳矫正视力差而开展较少。1988年开始,准分子激光的出现开始了一个全新的治疗时代,也就是准分子激光角膜切削术(PRK),但也会因产生术后眼痛、上皮下浑浊、欠矫或过矫、眩光、屈光回退、干眼症、激素性高眼压、角膜上皮愈合延迟、偏心切削、中央岛并发症等原因,而渐被准分子激光原位角膜磨镶术(LASIK)手术所代替[1]。该方法始于1990年,用微型角膜刀在角膜上制作一个带蒂的角膜瓣,将瓣掀开后在暴露的基质层上进行准分子激光切削,可矫治近视、远视、散光,手术刺激性小、恢复快、预测性好,迅速在全国世界推广,成为目前屈光矫治手术中开展最多的一种。其主要特点是保留了完整的上皮层组织、前弹力层组织,术后疼痛刺激症状减轻,视力恢复快,几乎无HAZE形成,且可矫正屈光度数范围远大于PRK。但度数越高,预测性越差,并发症也越多,而且也会受角膜厚度及曲率的限制,其主要的并发症包括碎瓣、纽扣瓣、游离瓣、角膜上皮植入、DLK、角膜扩张症及感染性角膜炎、干眼等。

角膜扩张的危险因素主要是近视度数过高、角膜过薄、切削深度过深、保留的角膜基质床太薄以及术前未发现的圆锥角膜等。鉴于上述情况,出现了对角膜薄、度数偏高的,采用制作上皮瓣的方法,即酒精浸泡法准分子激光上皮下角膜磨镶术(LASEK)。该方法始于1999年,其优点在于避免了角膜瓣相关的并发症,保留了厚的基质床,术后出现角膜扩张的风险远低于LASIK,尤其适合于角膜薄不能行LASIK或从事容易导致眼外伤执业的屈光不正者,其缺点主要为易产生HAZE、刺激症状重、视力恢复慢等[2]。为了避免EK术中的一些缺陷,于2003年出现了微型角膜刀制瓣法准分子激光上皮下角膜镶术(epi-LASIK),其是采用微型角膜上皮刀技术取代乙醇制作角膜上皮瓣,而后进行准分子激光切削,其优点是避免的EK术中乙醇对角膜上皮的化学毒副作用,角膜上皮瓣活性更好,其缺点和EK相同,但程度更轻。近年来又有一种角膜瓣更薄的制瓣方式的角膜刀出现,也就是SBK,使用机械板层刀的方式制作出更薄的角膜瓣来完成激光角膜屈光手术。

那么,为了更好避免因角膜瓣的原因而产生的近视矫正术中的并发症,2002年lntralase公司制造的飞秒激光器用于屈光手术中,可在角膜基质内板层切开制作角膜瓣,大大提高了角膜瓣制作的安全性和精确性。其制作的角膜瓣厚薄均匀,预测性和精确度远高于微型角膜刀制瓣,而且瓣蒂的大小和位置可以根据需要来选择。如果角膜不合适做屈光矫正或本人不能接受角膜屈光手术,可以进行晶体屈光手术[3],有房角固定型、巩膜固定型、后房型。现在较推崇的是后房型,又称可植入式接触镜(ICL),是植入后房内固定于睫状体沟的方法,其优点是可折叠晶体由 mm的小切口植入,并植入晶体和自身的晶体之间有一定空隙,角膜内皮细胞丢失率低。青光眼的发生率低,一般不产生瞳孔变形[4]。

从本院数据统计来看,开始是以LASIK手术为主,只有少数不能接受LASIK的近视者,采用PRK的方法。但是从2004年起,已经开始做波差引导的个性化的LASIK手术,而且有上升的趋势,到2005年明显增加,而从2006年起,开始做酒精浸泡法的上皮瓣,对一些角膜瓣的患者也有了可以选择的余地,同时在2006年9月,引进了飞秒激光机,开创了治疗屈光不正的新纪元,短短4个月,接受该手术方式的占屈光矫治手术的。而在2007年的所有屈光手术里,用板层刀所做的IK类手术占所有手术眼的近。而飞秒激光制瓣占到。同时ICL手术所占比例也达到了。从08年到现在,IK类手术中,用板层刀也制作角膜瓣的比率从下降到现在。从数据来看,IK类手术是逐年下降,但在其中SBK手术所占比率从08年起逐年增加。EK类手术从下降到,而EPI类手术从上升到,说明用酒精制作上皮瓣的表面屈光手术逐渐被能更好保存角膜上皮活力的EPI类手术所替代。飞秒激光制作角膜瓣的手术由上升至,充分说明飞秒激光制瓣的优势和人们的认知程度在进一步提高,也更好的提示医生,在角膜屈光手术中,手术向安全更精确的方向发展。而ICL也从提高到,说明对于一些高度近视或角膜厚度和曲率受限的手术,也可以更安全更个性化的进行非常符合眼睛生理特点的矫治手术。

综上所述,近视矫正手术的发展不仅从数量、质量、受术者的要求和术者的心理承受能力都有很大的变化,科学而先进的方法逐步取代传统的方法,使近视矫治手术向更安全、更精确、更高精尖端、更个性化发展。近视治疗手术不仅是视力的矫正,方法由角膜到晶体进行,更主要是在术后有更好的视觉质量,并真正达到锦上添花的效果。

参 考 文 献

[1] 程振英,李镜海.准分子激光原位角膜磨镶术治疗准分子激光屈光性角膜切削术后屈光度数回退的效果分析[J].中华眼科杂志,2002,38(1):246-247.

[2] 戴锦晖,陈冲达,褚仁远,等.机械法准分子激光角膜上皮瓣下磨镶术矫治高度近视[J].中华眼科杂志,2005,41(2):211-215.

[3] 姚克,徐雯.晶状体眼前房型人工晶状体植入矫治高度近视的临床研究[J].中华眼科杂志,2003,39(2):339-342.

[4] 沈晔,顾扬顺.有晶体眼后房型人工晶体植入矫治高度近视[J].眼视光学杂志,1999,1(5):146-148.

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近日,南开大学物理科学学院超快电子显微镜实验室付学文教授团队与美国布鲁克海文国家实验室Yimei Zhu教授团队等开展合作,基于自主开发的4D超快透射电镜,观测到了银膜上飞秒激光诱导表面等离激元的分布及动力学过程,为等离激元器件的设计和应用提供了指导。该研究于近日以“Nanoscale-Femtosecond Imaging of Evanescent Surface Plasmons on Silver Film by Photon-Induced Near-Field Electron Microscopy”为题,发表在国际重要学术期刊《Nano Letters》。 近年来,付学文教授研究团队与合作者在4D超快透射电镜中发展了基于自由电子-光子强相互作用的光子诱导近场电子显微镜(PINEM)技术,并提出了一种新型双色光子超快泵浦-探测方案,将四维超快电镜的时间分辨提升了一个数量级(达到50飞秒),在飞秒与纳米时空尺度揭示了单个Mott绝缘体VO2纳米线的绝缘体-金属相变动力学过程(Nat. Commun. 2020, 11, 5770)。在本工作中,研究团队进一步用PINEM成像技术研究了银膜上表面等离激元的分布及超快动力学过程。 表面等离激元是金属表面自由电子的集体共振振荡,可以将光限制在非常小的尺寸,实现在纳米尺度操纵光场。这些独特的优点使得表面等离激元在表面增强拉曼光谱、传感器、光伏器件和量子通信等领域具有广阔的应用前景。由于银纳米结构具有从可见光到近红外光范围内可调谐的表面等离激元共振特性,因此被认为是最重要的表面等离激元材料之一。银纳米结构表面等离激元的共振特性可以通过改变其形态、大小和其他参数来调节。为了更好地设计和使用等离激元器件,理解表面等离激元的产生、传播和衰减过程是至关重要的。然而,所有这些过程都发生在飞秒的时间尺度和纳米的空间尺度上。因此,以合适的时空分辨率直接表征和捕获不同银纳米结构的表面等离激元具有重要的意义。 研究团队利用配备了电子能量损失谱仪的4D超快透射电子显微镜,通过PINEM技术研究了银膜上飞秒激光(波长515 nm)诱导的表面等离激元。实验得到的电子与表面等离激元近场相互作用后的能谱呈现出典型的PINEM能谱特征:电子能谱零损失峰(ZLP)两侧出现一系列离散的峰,其间隔为入射光子能量的整数倍,意味着电子在与表面等离激元近场相互作用中吸收或放出了多个光子(图1a)。通过改变泵浦激光的能量密度并对电子能量谱中的PINEM部分积分, 他们发现PINEM强度首先随激光能量密度线性增长,在15mJ/cm2达到饱和(图1a、b)。在15mJ/cm2的入射激光能量密度下,通过改变激光的偏振研究了PINEM强度的偏振依赖性。发现与纳米线、纳米棒等结构的偏振依赖性不同,激光偏振方向的改变不会影响银膜上的PINEM强度(图1c)。 图1:a、不同入射激光能量密度下的电子能谱;b、相对PINEM强度与入射激光能量密度的关系;c、PINEM强度与入射激光偏振方向的关系。 通过只选择吸收光子能量的电子进行能量过滤成像,他们直接观测到了表面等离激元的空间分布,并通过改变入射激光的偏振方向揭示了激光偏振方向对表面等离激元分布的影响(图2a)。表面等离激元在产生后首先沿着激光的偏振方向传播,然后在垂直于偏振方向的晶界处发生散射,在能量过滤图像中表现为偏振依赖的条纹。通过改变激光脉冲和电子脉冲之间的时间延迟,他们跟踪了光激发表面等离激元随时间的演化,实现了在纳米飞秒尺度对表面等离激元的直接可视化(图2b)。 图2:a、t= ps(左)和t=0 ps(中、右)时的能量过滤图像,激光偏振方向如绿色箭头所示;b、不同时间延迟下的能量过滤图像,其中激光脉冲的偏振方向与a(中)的偏振方向相同。 棒状纳米结构的PINEM效应被广泛用于识别4D超快电镜中泵浦激光脉冲和探测电子脉冲的时空重叠。但是在这些实验中激光脉冲的偏振应该垂直于纳米结构的纵向轴,以最大限度地提高近场激发,这就使得这种方法在实际使用中受到一定限制。相比之下,银膜的PINEM信号不存在偏振依赖性,即入射飞秒激光的偏振可以是任意方向的,这使得银膜成为识别4D超快电镜时间零点的更好平台。此外,能量过滤PINEM图像上观察到的条纹也可能与光诱导周期表面结构(LIPSS)的机理有关,而LIPSS的形成过程是一个复杂的非平衡过程,其物理机制尚不清楚。鉴于PINEM成像的高时空分辨率,未来可进一步用PINEM技术从实验上 探索 LIPSS的物理机制。该研究工作不仅为各种微纳结构与超材料的表面等离激元分布及动力学研究提供了高时空分辨手段,同时对于银膜表面等离激元的激光能量密度和偏振依赖性,以及超快动力学过程的研究结果对微纳尺度表面等离激元器件的设计和应用具有重要指导意义。 南开大学物理科学学院付学文教授为论文第一作者兼通讯作者,Yimei Zhu教授为共同通讯作者,南开大学2020级硕士生孙泽鹏为共同一作,南开大学为论文第一单位。该研究得到了国家自然科学基金委、国家 科技 部、天津市 科技 局、中央高校基础研究经费等的大力支持。

激光检测毕业论文

毕业生最重要的是自己的毕业论文能否通过查重,因为这关系到能否顺利毕业。论文要交给导师进行检测。论文检测完成后,就可以通过查重报告清楚地知道论文的重复率是多少。一篇普通本科论文的重复率不到30%,可以交给导师。然而,许多学生仍然不知道如何检测他们的论文。下面简单介绍一下毕业论文查重的步骤。毕业论文检测步骤第一步:找专业的论文检测网站,目前有很多论文检测平台,但是一些小平台的算法都是不准确,没有办法准确的检测出论文的重复率。我们要寻找的是一个专业的论文查重平台。还建议学生可以使用paperfree论文查重系统。这个论文查重平台专业权威,论文查重结果也准确。毕业论文检测第二步:提交论文查重,将论文上传到paperfree论文查重系统进行查重。你可以在平台上注册一个账号上传论文,检测完成之后就可以知道论文的重复率了。在查重之前,要注意论文的格式是否正确,因为论文的格式会影响论文的重复率。毕业论文检测第三步:查重报告,打印您自己的查重报告是查重的最后一步。查重报告中会明确标注重复的部分,然后可以根据这个报告对论文的内容进行修改和调整。修改和调整后,论文需要再次进行检测,直到论文的重复率达到学校要求的标准,然后才能提交给导师。

激光通信设备具有通信速率高、体积小、重量轻和功耗低等优势,下面是我整理了激光通信技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!

卫星激光通信技术

摘 要:激光通信设备具有通信速率高、体积小、重量轻和功耗低等优势,广泛应用在卫星与卫星之间的高速数据传输。文章介绍了卫星激光通信技术的特点及系统组成,详细分析了卫星激光通信的关键技术。最后结合国内外卫星激光通信技术的发展现状和水平,提出了我国大力发展卫星激光通信技术和应用系统的建议。

关键词:卫星激光通信;激光通信;数据传输

引言

目前卫星通信主要是微波通信,随着航天技术应用的逐步深入,微波通信中的频率资源已经显得越来越紧张,且经常性出现频率干扰问题,数据量越来越大,传统的微波通信已经不能满足未来航天通信的需求,因此急需开发新的通信手段来弥补未来通信的不足。

卫星与卫星之间的无线激光通信是一项崭新的卫星通信体制,相对于现有的卫通技术而言,具有以下技术特点和优势:(1)通信速率高,激光通信通信速率能达到10Gbps或者更高。(2)体积小、重量轻、功耗低。(3)不存在频率干扰问题,由于卫星与卫星之间采用点对点无线激光通信,因此基本上不存在干扰问题。(4)隐蔽通信和抗干扰能力更强。由于卫星激光通信具有极窄的束散角,不容易被侦察和被干扰。(5)作用距离更远,是未来深空高速数据传输的理想技术手段。深空探测从环月的几十万千米到几百万千米(甚至更远),对通信频段提出了更高的要求。

1 国内外卫星激光通信发展现状

国外发展现状分析

20世纪60年代,国际上就开始了空间光通信技术的研究,主要进展如下。

欧空局光通信

欧洲空间局(ESA)于1986年提出了SILEX计划,经过几十年的发展先后进行了低轨道卫星与同步轨道卫星之间、GEO与地面的激光通信实验(见图1)。低轨道终端搭载在法国地球观测卫星SPOT4上,高轨道终端OPALE搭载在ARTEMIS卫星上。两颗卫星间隔30000km,相对运动速度为7km/s。2001年11月,ESA完成了通过星间链路将图象从SPOT4经由ARTEMIS传送到地面站的实验,通信速率为50Mbit/s。

德国的TerraSAR-X激光通信终端TerraSAR-X计划搭载一个激光通信终端(LTC)通信速率为(24*255Mbps),可以用来进行星间激光通信(美国的低轨卫星)和星地激光通信,用于实时传输合成孔径雷达上的数据。2008年2月21日,TerraSAR-X卫星与NFIRE卫星成功进行了世界上首次星间相干激光链路实验,链路距离3700~4700km、链路持续时间50~650s、误码率优于10-9、通信数据率高达,该实验的成功标志着星间光通信技术的发展向前迈进了一大步。

日本空间光通信发展

日本从80年代中期就开始星间激光通信的研究工作。1995年6月,日本的ETS-VI卫星与美国的大气观测卫星实现了双向激光通信,在相距32000km的情况下通话8分钟。1995年7月,ETS-VI 卫星成功进行了星地光通信实验,传输距离37800km,传输速率。2004年,日本计划在日本实验太空舱(JEM)“Kibo”上进行光通信实验。实验在Kibo 和多个地面接收站之间进行,传输距离38,000km,下行速率。

另外更引人注目的星地激光通信是日本的LUCE计划, LUCE通信终端(见图2)负载于OICETS卫星上,LUCE装载卫星的顶端。2005年12月9日实现了LUCE 终端与Artemis卫星上的终端之间的激光通信。2006年3月,LUCE 终端与日本国家信息通信技术研究所(NICT) 光学地面站成功进行了双向激光通信试验,示意图见图2。2006年6月7日,LUCE 终端与德国宇航中心移动光学地面站OGS-OP之间实现激光通信试验,在国际上首次实现低轨卫星与光学地面站的激光通信,日本LUCE计划的成功推动了星间激光通信技术的发展。

美国空间光通信

美国于20世纪60年代中期就开始实施空间光通信方面的研究计划。美国近年来报道的大多是激光通信系统地面大气传输实验等方面的研究,但一直以来各研究机构也进行了大量的星间相干光通信体制的理论和实验研究。

2000年,搭载星载光通信终端LCT的卫星STRV-2成功发射,但是由于卫星的位置和姿态控制精度未在设计范围内,没能与地面站建立光通信链路。2003年,美国JPL开始建造光通信望远镜实验室(OCTL),该实验室主要包括一个1m口径的光通信望远镜,用于研究多种激光在空间传输的性能,可实现与低轨到地球同步轨道光通信终端的光通信。

美国转型通信卫星计划将在战时和和平时期为国防部创建更宽的带宽。美国防部已经在新墨西哥州进行了概念试验,成功的实验显示出太空与地面站、太空与飞机之间进行激光通信的可能性,随着结合激光通信的转型卫星计划的出现,美国防部将会在带宽方面获得巨大提升。目前卫星上操作的带宽是几年前的10倍,在配备有宽带间隙填充仪的先进极高频卫星发射后,带宽将扩大10倍,应用激光通信后,带宽将再次扩大10倍。

国内发展现状

我国在激光通信技术的研究从“七五”开始,已经有了近30年的时间,已经在空间激光通信领域取得了一定成果,主要集中在大专院校和部分厂所。这些研究主要是针对某一特定问题而展开的,从不同的角度研究激光通信。单机或者单项技术研究居多,系统层面以及工程应用层面的研究和试验不多,与国外的差距较大。

2 卫星激光通信组成

卫星间激光通信系统主要由发射分系统、接收分系统、光学分系统、捕获跟踪瞄准(简称ATP)分系统和信息处理分系统等组成。如图3所示。

天线分系统

天线分系统主要由望远镜,滤光片,天线方位俯仰转动平台,精跟踪和超前瞄准快速反射镜等设备组成;主要完成信标光和信号光的发射,信标光和信号光的接收和滤波等任务。 天线发射部分完成对发射激光的准直和扩束,使激光光束按照一定的发散角发射出去。天线接收部分主要完成对接收光学的滤波、光束汇聚至相应的探测器上。

发射分系统

发射分系统主要由激光器、调制器、功率放大器及驱动源等设备组成,主要完成信标光产生、信号光产生、数据相干调制和信号光功率放大任务。

在卫星间激光链路中,光源的设计非常重要,它直接影响到天线增益、探测器的灵敏度、通信距离等参量,本系统选用半导体激光器作为光源,并同时使用两只激光器,分别作为信标光源和信号光源。由不同的激光器产生的信号光和信标光分别经准直系统后,具有合适的发散角,然后通过合束器合成,最后经过收发光学天线发射出去。

信标激光器用作系统的ATP探测,为便于双方搜索,减小捕获时间,信标光源应有较大的光束发散角,此外,为保证接收端有足够强的光信号,对信标光激光器的发射功率要求相对较高。

信号激光器应有较好的光束质量和较高的调制频率响应,为得到较大的输出功率,选用半导体激光器+光纤放大器体制。

接收分系统

接收分系统主要由光电探测器、滤波电路和放大电路等设备组成,主要完成微弱光信号的探测和数据信号的解调等任务。

ATP分系统

ATP分系统主要由粗跟踪单元、精跟踪单元、中心控制器、超前瞄准机构以及相关光路组成。主要完成对方信标光的捕获、跟踪和瞄准任务。由于星间距离较远,为了满足作用距离,设计的信号光波束极窄。当收到对方信号时,目标已运动到接收波束之外。双方发射天线波束的超前瞄准功能将克服该现象,确保星地链路通信正常。

粗跟踪单元负责在大视场范围内搜索、捕获目标,并对目标进行粗跟踪,将目标导入精跟踪探测器的视场。精跟踪单元负责抑制平台带来的高频扰动,在小视场内对目标进行精确跟踪,确保系统视轴指向对方视场中心。中心控制器负责协调粗跟踪单元与精跟踪单元之间的工作及测量目标角位置、角速度及角加速度等信息。

信息处理分系统

信息处理分系统主要由A/D转换器、延迟锁定环、信道译码和处理、数据组帧和信道编码、对外接口等部分组成;主要完成位同步环锁定,信道编译码等任务。

3 卫星激光通信的关键技术分析

捕获、跟踪与瞄准技术

在星间激光通信中,ATP分系统的作用是实现对光束的快速捕获并稳定跟瞄。由于两个光通信终端相隔距离较远、时刻处于移动状态,为了确保通信成功,要求ATP分系统的跟瞄精度非常高,因此决定ATP分系统的设计和实现是星间激光通信系统中的一项非常关键且难度很大的工程技术。由于星间激光通信收发设备之间存在相对运动速度,以及存在着角速度和角加速度,与远程无线光通信所要求的极窄视场的捕获、跟踪与瞄准相矛盾。另外,移动平台的姿态调整,跟踪状态下引入的平台姿态变化和平台随机振动等均对窄视场的稳定跟瞄提出了严格的要求。系统信标光的发散角在mrad量级,而信号光的发散角一般在几十μrad量级,解决办法除了提高对对方激光信号的捕获、跟踪、瞄准设备性能以外,还必须从整体系统角度综合平衡各个功能单元的技战术指标。比如:(1)在接收机中使用稳定的激光器、高透射率的光学天线,以提高发射和接收性能。(2)提高ATP自身平台稳定性能和提高平台与设备转动装置的重量比值,以改善信号跟踪与空间瞄准精度。(3)提高信标光引导精度(如程序控制引导)、增加特殊的信标光设备和其他手段的实时引导手段(如微波),以减少目标的快速捕获时间。(4)采用提高相对位置测量精度、降低跟踪误差和复合精密跟踪装置。(5)采用粗精两级复合轴联用方式,以提高跟瞄性能。复合轴控制技术能较大地提高ATP跟瞄的性能。复合轴控制系统具体可分为以下几个部分:粗跟踪系统完成扫描、搜索、捕获目标的任务。粗跟踪传感器采用大视场的CCD,控制单元采用DSP作为核心控制器,实现控制算法和其他功能控制。绝对式编码器构成位置反馈和速度反馈,控制对象为力矩电机。精瞄准系统完成精跟踪的任务,精瞄准机构由精视场探测器(高帧频CCD),数据控制器、线性高压功率运放及两维压电陶瓷模块组成。

高功率光源和高速调制技术

激光通信的需求之一是超高速的数据传输,因此需要高码率的调制技术。在远距离的卫星和卫星通信过程中由于距离较远所以需要高功率的激光光源。在国内外大都采用极性相反的圆偏振光同时传送和波分复用技术增加通信容量,采用激光二极管阵列技术和使用掺铒光纤放大器(EDFA)技术来提高激光器的发射功率。EDFA的工作原理是在石英光纤的纤芯中掺入三价稀土金属铒元素,这种光纤在泵浦光的激励下形成粒子数反转分布,然后在信号光的作用下产生受激辐射,放出与信号光完全相同的光子形成光的放大,进而实现光功率的放大。

高灵敏度、高增益接收技术

星间激光通信系统中,光接收功率与光信号传播距离的平方成反比,因此到达远距离接收端的光能量是非常微弱的。而噪声干扰如日光、星光又相当强,对于大气层内的激光通信,还会受到大气及湍流的影响。为此,除了提高激光器的功率之外,还必须研制高灵敏度的微光探测器,对所接收的信号也要进行滤波处理。

目前探测器的研究方向主要是针对高灵敏度、高增益的雪崩光电二极管探测器(APD)。APD作为激光接收器件具有高灵敏度、可靠性能高等特点,广泛应用在无线光通信系统中,QAPD作为跟踪器件,具有精度高等特点,在空间激光交会雷达、空间光通信等领域得到了较多的应用。

由于光接收端机收到的信号是十分微弱的,又加之在高背景噪声的干扰情况下会导致接收端的信噪比(S/N)降低。为快速、精确地捕获目标和接收信号,通常采取两方面的措施:一是提高接收端机的灵敏度,使其达到μW-pW量级;二是对所接收的信号进行处理,如光信道上采用光窄带滤波器(干涉滤光片或原子滤光器等)以抑制背景杂散光的干扰,在电信道上采用微弱信号检测与处理技术。微光探测可以分为两种:相干探测和非相干探测。目前相干探测可以达到10-11w。非相干探测也可以达到10-8w的级别。 4 结束语

空间激光通信的发展趋势将向网络化、小型化、智能化方向发展,卫星激光通信的应用范围将进一步扩大,将建立GEO-GEO、GEO-LEO、LEO-LEO、LEO-地面等多种形式的激光通信链路。小卫星星座的迅猛发展,使得人们对小卫星星座的星间光通信更加重视,利用小卫星间激光通信实现全球个人移动通信将是未来全球个人通信的发展趋势。

空间激光通信特点鲜明,优点很多,未来军民用前景广阔。但是,作为一种新兴通信模式,空间移动光通信在技术和应用上还有不少难点,需要攻克的关键技术还很多,有必要加强基础元器件和关键元器件的研发投入;有必要加强空间光通信各种应用的系统设计和试验验证工作;有必要加强光通信设备的卫星搭载试验。另外,鉴于国外空间光通信技术的成熟,有必要积极借鉴国外的研究成果。以期在不久的将来初步形成我国激光通信的卫星。

参考文献

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[9]Tzung-Hsien HoStuart,D. Milner, Christopher C. Davis. Pointing, Acquisition and Tracking System with Omnivision [J].SPIE Vol 5892:589201-589212.

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作者简介:杨海涛(1968-),男,汉族,河北省保定市,研究生。

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郑重声明

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

引言

研究背景

研究意义

本文的研究内容

第二章地面三维激光扫描测量技术

地面三维激光扫描工作原理

地面三维激光扫描仪分类

地面三维激光扫描系统的集成

多传感器集成应用

传感器的定向

融合的数据处理

第三章 地面三维激光扫描系统的.误差分析

地面三维激光扫描系统的误差

误差对点云数据精度的影响分析

激光光束发散的影响

坐标系统转换的影响

测站的仪器架设和后视定向误差的影响

望远镜放大倍数的影响

第四章 扫描点云数据处理算法

点云实体的识别

点云的预处理

应用模糊聚类的方法识别实体目标

边缘信息检测

点云的匹配连接

ICP算法与Chen-Medioni算法

改进的匹配算法

实体表面模型的建立

规则结构实体的重建

复杂结构的实体重建

表面格网建立的算法描述

数据的存储与检索

传统数据库的数据索引

空间数据和点云数据的索引

Hash树结构

R树结构

第五章 地面三维激光扫描试验分析

“空中之舞”的扫描重建

建筑物结构线扫描提取

地形扫描示例

试验结论和建议

第六章 结束语

本文所作的工作

展望

参考文献

后记

确的工程测量对于工程建设来讲是不可忽视的部分,而受到内外因素的作用,工程测量会出现精度不足,这会制约工程测量的发展,并直接对工程建设造成影响。下面是我为大家整理的工程测量研究 毕业 论文 范文 ,供大家参考。

《 水利工程测量中全站仪误差分析 》

摘要:我国的经济发展在经历了高速阶段以后现在更是越加的发展平稳,这对于国内的一些基础建设提出了更加高的要求。所以对于我国的水利工程建设也是近些年以来重要的建设项目之一。所以其水利工程的质量也得到了较为广泛的重识,在这其中对于水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制也有了更加严格的要求,所以我们在下文中着重的对水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制进行具体的研究。

关键词:水利工程测量全站仪

1前言

全站仪在水利工程的测量中被广泛的使用,我们对水利工程的测量必须保证其精度,在这种情况下我们必须使用全站仪对其进行测量,这使得测量工作更加的便利,所以做好全站仪的误差分析与精度的控制工作就显得更加的重要,我们通过全站仪的测量来降低测量时的精度产生误差,使用改进的 方法 ,使得测量的结果准确性可以有效的得到保证。所以在下文中我们对水利工程中所使用的全站仪的测量误差与精度进行分析。

2全站仪在水利工程测量中的应用

我们在对水利工程进行测量的时候,全站仪在其中的应用比较广泛,由于其使用仪器种类多类型繁杂,如经纬仪与水准仪就是其中之一。但是就现在的综合情况分析,并且结合其仪器间的精确度与实用性而言,全站仪较其他几种仪器具有较为明显的精度优势。全站仪的便携性较好,而且其准确性与全面性较优,水利工程中对于测量的要求较高,而全站仪可以对其测量精度的要求进行满足,对于水利工程测量中所使用的一些基础的测量资料,全站仪都可以通过测量获得,而且其精度控制较高。特别是在水利工程前期的设计阶段,还有水利工程中期的施工阶段,后期的养护阶段与应用的管理时都需要对全站仪进行使用,还有一些需要提供高等级的平面布控网的大型的水利工程项目,也需要对全站仪进行使用。

3误差分析

分析全站仪的轴系误差

全站仪进行测量时所产生误差的原因在于:首先对于全站仪的镜头在我们进行测量使用之前并没有对其进行安装与校正,其望远镜内的十字丝产生了中心的偏移,这种情况的发生直接导致了全站仪的视准轴与水平轴不垂直;视准轴还会受到温度大气折光的影响,以上都是产生误差的原因。并且因其定位时发生的错误,由于有错误的定位存在于竖轴的横向误差补偿、横轴的误差补偿、视准轴的误差补偿中,造成轴系误差。

分析全站仪度盘误差

度盘误差产生的原因在于其垂直角,其因受到垂直角的影响,使得其垂直角越大那么其所产生的误差就越大。我们在对其进行观测的时候,我们观测的方向如果在盘的左边,那么视准轴就会位于标准视准轴的右侧或是左侧,这时度盘所产生的误差会因其测量值的大小而产生实际的变化。如果我们将其望远境进行转变圈的处理,那么观测方向当位于其右边时,那么视准轴就会位于其标准视轴的左侧或是其右侧,那以视准轴所产生的落差就与其两边的测量结果是相反的。以上两种情况下所产生的误差,其度盘的数值是相同的,但是其所标的符号是相反的,其数值也相同,这时我们就可以对其度盘两则的测量数值进行取平均值的处理。我们在保证其扫描盘进行转运的过程中,其照准部的方向是相同的,这样可以对其因转动所引起的水平方向中的度盘误差产生。如果其方向是垂直的,我们就通过对其进行光电扫描度盘与垂直轴的方向进行调整来进行,使得其半测回角中的误差减少或是其误差消失,这时其度盘所产生的误差减少。全站仪的常见的测距误差主要是加、乘数误差与其周期误差。

分析全站仪测距误差

全站仪的使用原理就是利用仪器发出的载波,通过测定出载波在测线两端点间往返传播的时间来测量距离进行确定。我们在确定测距的时候,由于精度会受到人自身视觉原因的影响,其全站仪的瞄准功能难以得到有效的使用。所以会造成一定的系统误差的产生,这就使得人的判断与其测量而出的结果产生了一定的差距与精度的不同。由于全站仪在使用时多是以相位式进行,所以测量时的误差与其测量所产生的距离会产生一定的比例关系。这时误差的产生会有诸多原因造成,如大气的折光、温度、湿度、气压等都会对全站仪的测量产生一定的误差,造成较大的影响。

4精度控制及注意事项

控制全站仪的轴系误差精度

水利工程中的测量数据因其会由全站仪的轴系误差的影响而产生变化,使得整个测量的结果产生一定的误差,所以我们对于全站仪所产生的误差必须加以控制。对全站仪的轴系误差的减小我们可以通过不同的观测方式进行,例如用半测回角度代替全测回角度,通过对全站仪的测角精度进行考虑其变化。全站仪在出厂时,其精度会有一定的标准,所以我们在测量使用时会对其观测的角度进行改变,这就造成了垂直轴方向与其水平轴方向产生一定的误差,或者造成扇形段弧形的轴系误差。

控制全站仪的度盘误差

水利工程的实际情况与其高程测量相结合,我们通过使用三角高程的测量方法对其全站仪的误差进行精度的控制,然后通过其三角高程对其所产生的误差进行计算,以其在地球所产生的曲率进行计算的基础,得其结果,然后根据工程中所产生的实例进行计算,然后根据其测量工作的实际。这样可以使得其进行外界作业时工作效率得到提升。

控制全站仪的测距误差

这种技术是专门针对观测环境和人眼的观测能力,分辨率所造成的限制,这可以使得精度的误差的精度可以得到有效的提高。如果我们想在将全站仪的测距误差变小,那么我们就可以对其进行多次测量,然后取其平均值将其进行结果的确定。

使用全站仪的注意事项

使用全站仪时要注意使全站仪尽量靠近两个测量点的中轴线,这是由于全站仪的安放位置会影响到高程测量的精度以及全站仪的轴系误差。由于全站仪的角度会对全站仪的度盘误差产生直接的影响,因此要对观测目标的垂直角大小的精确性予以保障。要将合适的测距位置选择出来,进行测距仪器的安放,将全站仪的测距误差降到最低。使用全站仪注意事项:(1)若长距离运输仪器,在使用前必须进行仪器检查及校正,可以直接按照全站仪使用 说明书 中的校正方法进行安装校正,再进行使用;(2)我们在使用全站仪进行三角高程控制测量时尽量架设在两个测量点等距离中间进行,这样可以抵消部分由于轴系误差产生的影响,以保证观测目标精度减小误差;(3)在使用全站仪测量时,自由架站位置选择尽量远离变电站、高压线、及信号塔等有电磁波发射的附近,特别是在埋标选点的时候也应该尽量避开这些地方,以免电磁干扰仪器载波使得测量距离产生误差较大;(4)使用全站仪进行高等控制测量时尽量选择天气条件良好,通视状况优良的天气进行,并且选择好观测时间,避开高温及两点温差较大等情况,通过干湿温度气压计进行测量并记录结果,以便数据处理的时候进行改正使用;(5)一般使用全站仪时,尽量避免仪器暴晒引起仪器平整度不好,应给仪器打伞,并带上遮阳罩,使用过程中要经常查看仪器是否平整,进行微调,如有必要从新进行定向设站,以保证其精度。

5结束语

根据我们对上面的研究我们得知,水利工程是我国基础建设中最为重要的基础,我们在水利工程测量过程中如何更好的提升其精度水平,与水利工程的使用具有重要的意义,所以我们必须在测量中严格的控制其技术,对其进行水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制方式进行选择,必须认真切实的对水利工程测量质量进行提升,才能有效的保障水利工程测量的质量。

参考文献

[1]刘勇,韦汉华.水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制[J].企业技术开发,2013(19):55-56.

[2]冯强国.水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制[J].北京农业,2015(24):133-134.

[3]潘永明.论水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制[J].广东科技,2014(Z1):89-90.

[4]胡跃进.全站仪的误差分析及精度控制在水利工程测量中的研究[J].价值工程,2015(02):57-58.

《 建筑工程测量问题及对策 》

测量的过程众所周知,不言而喻,它不是一个阶段性的工作而是贯穿于整个建筑工程的始终。为了确保建筑的施工达到预定设计的目标,通常在实践中,我们会对具体的施工进行检测。这种检测既是一种检查也是一种核对。当建设项目完成以后还仍需进行测绘,以便为之后的建设和维护提供数据。测量工作可以说连接建筑工程图纸和实际施工的桥梁同时它也是非常重要的前期准备工作,对于之后建筑工程的品质有着非常重要的影响。也许有一种错误认识认为已经投入使用的项目就不用检测了,因为整个建筑工程都已经完成了。其实即使投产,也应该适时检测,这种检测更像是一种监测行为,这保证建筑过程的安全可靠,这是非常重要的。由此我们就可以知道测量工作贯穿于整个建筑工作当中。测量的有效性和效率都从很大程度上对测量的结果以及整个建筑工程的质量有非常重要的影响,因而,我们要提高认识,认识到测量的重要性,规划好测量工作。当前在测量工作中也出现了很多问题,只有将这些问题都解决了才能够保证测量的有效性。

1建筑工程测量中存在的问题

从业人员专业素养不高且人员缺乏

现在测量工作存在问题首当其冲的就是当前的从业人员素养不高,并且测量人员比较少。这从根本上造成了测量工作的一些问题。实践中有很多的建筑工程都出于成本及其其他方面的考虑,任用一些其他岗位的没有丝毫 经验 的来进行测量。由于这些人员本身不专业并且没有经过专业的培训,那么测量结果可想而知。另外,当前测量人员非常紧缺,专业性人才更是少之又少。这也在一定程度上增加了测量准确的难度。

测量设备陈旧且数量不足

现在很多的建筑公司没有具备相应的测量设备,大部分通过临时租赁来应付了事。而有的企业测量设备没有及时更新,非常的陈旧,这都对测量的准确性造成了隐患。如果不具备相应设备的企业设备有一些不足,那么就得寻找更加精密的设备,这影响了测量的进度。而设备陈旧的企业呢,由于没有及时的与时俱进,测量的速度和精确性都很值得商榷。因而我们应该从设备上解决这一问题,以免造成更多不必要的影响。

测量仪器操作与保养不当

测量工作的特点决定了其设备的是高精密仪器并且操作人都必须进行专业的培训,如果在测量的过程中操作人员不具备操作知识操作失误,哪怕只是一点小小的失误,测量出的结果也会大相径庭。有的精密仪器在使用完后要进行规范的保养和存放,否则会影响测量效果。但是在现实生活中,往往忽略了这一点,操作人员并未对仪器设备进行保养导致精密度受到影响。当然在使用过程中也必须注重保养事宜,确保测量数据的精确。

测量的质量控制被忽视

现阶段,大部分的工程竣工验收时都并未着重的对测量质量进行检测,从某种程度上来说忽略了这一点。这导致了建设企业对于建筑工程测量的质量控制也不太重视,从而当前的测量标准都经不起检验,大部分都没有达到测量标准和要求,严重的阻碍了建筑工程测量工作的进步。

2建筑工程测量问题的解决方法

强化对建筑施工测量工作的认识

测量工作可以说是一种客观性的工作,但是我们也不可否认,它也带有主观性。测量的方法和测量工具的选择这都是主观意识起了很大的作用。但是当前人们落后的主观思想阻碍了测量工作的进行。因而为了确保测量工作的顺利进行了,首先必须在思想上力求科学,正确的认识。我们要让相关工作者摒弃错误的思想观念,让人们意识到测量工作的重要性和重要的价值。只有这样,他们才会从根本上转变其思想,扭转当前测量的窘境。

加大测量仪器的资金投入及加强对仪器的保养

现阶段,技术在我们生活中带来了翻天覆地的变化,同时它也给测量工作带来了福音。技术的提高,对测量工作的精确度的提高起到了重要的作用。但是就像前文所述,很多公司处于成本的考虑设备仪器陈旧,因而公司应紧跟时代潮流,加大对测量设备仪器的投入。以适应仪器设备快速发展以及建筑工程测量准确性的要求。当然增加仪器投入的同时也应该加强对现有仪器的保养。例如在我们日常测量工作中为避免重测现象的发生就应该定期的对仪器进行校正。这看似比较麻烦,但是保证了测量的准确,并且避免了返工的行为,从某种程度上来说节省人力、物力、财力。取出仪器的时候我们应该坚持轻拿轻放的原则。仪器取出来我们安装的时候也应该注意,如果是安装在三脚架上面的仪器为避免摔坏应该拧紧螺丝。使用仪器应坚持平稳的原则,禁止对仪器进行粗暴对待,尤其是带有阻尼功能的仪器。

加强相关人员的培养与培训

随着现代化建设的步伐的加快,建筑工程的增多,对于测量专业人员的素养和数量需求也日益扩张。另外,随着测量技术的发展,各种新的设备和技术不断引进,这对我们测量人员的素养的要求更高,因而当前我们应加强对相关人员的培养和培训。这种培养和培训从企业方面来说应该提高企业对测量工作的认识,并且认识到培训的重要性。当然对于测量人员也应该提高自学的认识进行心得交流,增强自身的职业素养。对于整个社会来说应该加强对测量人员培训的投入,只有国家支持,企业和个人的响应,才能形成一个测量专业素养全面提高的局面。

3结语

我国建筑行业的快速发展,对建筑工程质量的要求毋庸置疑,这就需要我们不断的与时俱进,不断的改进当前的测量方式和测量技术因为测量工作对建筑的质量的影响是非常重大的。因此,我们应认识问题,然后分析问题,解决问题。通过这个解决问题的思路才能够寻求到科学的解决办法,推进整个测量工作的发展。

《 公路桥梁工程测量技术探析 》

武汉鹦鹉洲长江大桥位于武汉长江大桥上游公里,为武汉市的第八座长江大桥,全长公里,其中正桥全长公里,桥面宽38米。正桥布置双向8车道,设计行车速度为60公里/小时。武汉鹦鹉洲长江大桥为我国首座三塔四跨地锚式悬索桥,施工过程具有强烈的几何非线性,对风速、温度和制造误差等都非常敏感,应于猫道、主缆和加劲梁的施工前分别进行全桥贯通测量;同时,为控制主缆和索股线性,还必须监测跨径和索塔的变化。所以,为保证桥梁的高程与跨距一致,测量基准统一,桥梁工程对测量测绘技术要求很高,传统的测量测绘技术已不能满足要求,而现代化测量测绘技术的应用很好地弥补了不足,为武汉鹦鹉洲长江大桥的建设与实现提供了技术支持。

1规划设计阶段测量、测绘技术的应用

利用VRS系统绘制高精度的地形图

利用VRS系统,也就是虚幻参考站系统,只要完成采集碎部点的属性和坐标,就可绘出地形图。这样,一台GNSS接收机便可完成几台GNSS接收机的工作,不仅降低了测量成本,还提高了工作效率。而且,与常规的测图方法相比,VRS系统的可靠性、定位精度也得到了很大的提升。

桥梁勘测设计一体化系统的建立和运用

桥梁勘测设计一体化系统是在现代信息技术的条件下对桥梁勘测设计工作的一种创新:利用GPS技术获得无人机对公路桥梁航拍的航带内控制点三维坐标的空间信息,借助数字摄影测量系统完成地形图的绘制;用遥感技术收集桥梁沿线的水文地质等各种信息,并将之绘制到遥感图上,便可以快速地得到勘测结果,并且耗费低,节约了勘测成本;在CIS(地理信息系统)中传入遥感信息、地形等野外采集信息,桥梁工程的前期规划、方案设计、施工等工作便可得以进行,而诸如立项、评估、决策以及桥梁的工程勘测设计等一系列工作也有了有力的信息保障。

2施工阶段测量、测绘技术的应用

施工控制网的测量

桥梁平面控制网通常分两级布设,桥的轴线主要被首级控制网控制。根据公路桥梁所处的地形条件以及桥梁所跨越的河宽,首级GPS平面控制网的布设按照一级GPS控制网的技术指标进行。公路桥梁的首级控制网一般用GPS静态相对定位测量,再经过相应的处理获得平面定位成果,具有精度高,工效高,成本低等优点。由于在公路桥梁的勘察阶段,设计单位的控制点达不到施工过程中对施工放样的点的密度要求,加上不可避免的一些点位损坏等因素,需加密控制测量网。利用VRS动态测量可以在桥梁工程加密控制测量网中获得测点的三维坐标,这一方法已被中小型公路桥梁广泛应用在对施工平面控制网的测量中,并取得了良好的成效。

桥台、桥墩的施工测量

准确地测设公路桥梁桥台、桥墩的中心位置及它的纵横轴线是桥梁施工阶段最重要的工作之一,可采用直接丈量法,电磁波测距法或交会法。除测设纵横轴线,还要进行桥梁桥台、桥墩的定位,桥台、桥墩中心位置线的放样,大梁架设位置的放样,支座垫石的放样等工作。

架设的施工测量

主缆架设前要进行全桥贯通测量,以确定高程和各跨径都符合设计要求。全站仪坐标法可用来直接测量平面,全站仪三角高程法可用来测量高程,并配合水准仪钢尺复核。而近年新兴的机器人(锁定)功能被越来越到的用来控制公路桥梁架设的安装,并取得了良好的成效。

施工测量中的新兴技术

随着测量、测绘技术的发展与进步,一些更先进,更便捷的技术手段被运用于公路桥梁的施工测量中。VRS系统可对点线面及坡度线进行高效的精度放样,同时与全站仪相配合,更好的发挥各自的优势。超站仪可以在需要处通过PTK技术建立控制,而且用超站仪测量和放样可以减少全站仪的安置,不仅提高了效率,还提高了精度。由于超站仪可适用于各种类型的作业,省时,省力,又高效,这种技术已经被广泛应用于施工测量的整个领域。

3运营阶段测量、测绘技术的应用

系统在公路桥梁结构检测中的应用

质量监督部门为了加强对桥梁的质量管理,在公路桥梁施工过程中需要对桥梁的轴线、高程、柱位、支座偏位等进行检测,在传统方法中,监督部门常用全站仪等仪器进行测量,这种方式受控制点的因素影响很大。而随着GPS技术和网络信息化的发展,VRS技术已被广泛应用于桥梁施工的测量中。现在的VRS系统可在一个施工标段内设立一个固定的点,以此点作基准点,此标段内的所有公路桥梁结构都可通过移动站进行检测,从而大大提高了整体检测的精度。

桥梁工程的变形监测

由于桥梁工程的特殊性,在它的变形监测方面需要研究开发桥梁动态和静态的变形监测,对测量测绘的自动化技术及 措施 要求更高。VRS系统于传统的水准测量相比,不仅速度更快,周期更短,精度也更加均匀。VRS系统与数字水准测量结合使用,便可减少公路桥梁变形监测费用的三分之一,缩减时间的三分之一。而测量机器人在固定的测站上安装全自动化的站仪,与自动检测软件相配合,便可全自动地在计算机的控制下实施工作,不仅可采集、处理与输出变形点的三维数据,还可进行远程的在线监控管理,使公路桥梁工程的检测实现了自动化、智能化、网络化的完全自动化的最新最高境界。此外,三维激光扫描技术利用激光测距原理来获取所需目标数据,可以将被扫描对象的形态特征和整体结构准确地描述出来,并生成三维数据模型,定性、定量地分析公路桥梁,对桥梁运营管理中的变形作用进行更好地检测。

4结束语

测量测绘工作贯穿整个公路桥梁的工程,在桥梁建设中担当了非常重要的角色。随着测量与测绘技术的发展,以及新技术在公路桥梁工程中的运用,桥梁工程的作业方法和测量手段已经发生了革命性的变革。PTK系统、VRS系统以及全自动机器人功能等这些现代化的测量测绘技术将会成为未来公路桥梁工程测量发展的主流方向,它们为公路桥梁工程建设的现代化发展提供了强有力的技术支持,并且促使传统的公路桥梁工程测量迈向数字化,自动化,网络化和社会化,进入测量测绘信息化的新时代。

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