基于四象限探測器的高精度定位算法的研究.pdf

1、隨著現代科技的逐步發(fā)展,在目標方位測量、末制導武器、激光通信與準直等諸多領域對于目標的跟蹤和定位精度的要求越來越高。本課題主要對常用于定位系統的四象限探測器(QD)的特性進行分析,因其具有低噪聲、高靈敏度和高帶寬等特點,在目標跟蹤、定位以及準直系統中應用廣泛。
　　 本課題來源于實際工程項目“基于QD的位移測量系統研制”,該項目主要由基于QD的位移測量系統誤差校正方法研究、基于QD的高精度定位算法研究、基于QD的位移測量系統的裝

2、置研制三個部分組成,本課題承擔的是第二部分的研究內容,基于QD的高精度定位算法研究。
　　 本課題首先對QD的工作原理以及定位原理進行研究,從理論上分析了影響QD定位精度因素。目前,通用的QD定位算法在對光斑中心進行定位時,采用的光斑的能量分布模型一般為均勻的,并且對于誤差信號與光斑位置之間的關系采取線性近似的處理方法。利用Matlab對此算法進行仿真分析得出算法本身產生的誤差對定位精度的影響占據主導地位。針對通用定位算法存在的

3、不足,本論文在研究通用算法的基礎上,提出了一種基于高斯光斑模型的高精度定位算法,用于準確、快速的探測光斑位置信息。
　　 本論文詳細闡述了高精度定位算法的原理和具體實現過程,并利用Matlab對算法進行仿真。通過對兩種算法的仿真結果分析得出,在利用QD進行目標跟蹤定位時,高精度定位算法的精度小于0.2μm,相比于通用算法170μm的誤差得到了很大的提高。
　　 采用QD系統進行光斑中心位置定位時,器件的性能和探測精度不止