這個(gè)激光高度計(jì)外型小巧、質(zhì)量輕盈,在距月球表面200公里的軌道上,測量地形精度達(dá)到5米,堪稱"小身材、大能量"。上海技術(shù)物理研究所所長王建宇研究員說,屆時(shí)"嫦娥一號"衛(wèi)星還將拍攝月球平面圖,加上相關(guān)"身高指標(biāo)"后,所有數(shù)據(jù)通過地面應(yīng)用系統(tǒng)處理,就可獲得一張?jiān)虑虮砻嫒S"立體照片"。
月球表面主要有兩種地形,一種是由凝固熔巖構(gòu)成的盆地,科學(xué)家稱之為"月海",其中最大的一個(gè)面積達(dá)500萬平方公里;另一種是星羅棋布、重重疊疊的環(huán)形山。此次上??茖W(xué)家歷時(shí)兩年研制出的激光高度計(jì)初樣,便肩負(fù)對這些地形的"測高"任務(wù)。
激光高度計(jì)將跟隨"嫦娥一號"衛(wèi)星升空。"嫦娥一號"是中國第一顆繞月探測衛(wèi)星,預(yù)計(jì)在2007年前發(fā)射。其探測目標(biāo)包括獲取月球表面三維立體影像、分析月球表面有用元素含量及物質(zhì)類型分布特點(diǎn),探測月球土壤厚度,觀測地球到月球間的空間環(huán)境等。
人測量身高,需要一把卷尺;月球表面地形測"身高",需要什么工具?科研人員解釋,他們的工具是--紅外激光。只要測量光束從衛(wèi)星"跑到"月球表面的時(shí)間和角度,科學(xué)家就能計(jì)算出某一點(diǎn)的相對高度。一個(gè)個(gè)點(diǎn)連起來,月球地形圖便躍然紙上。
激光高度計(jì)可被安裝于飛機(jī)、衛(wèi)星等測試平臺上。它主要由激光發(fā)射模塊、激光接收模塊和數(shù)據(jù)處理模塊三部分組成。激光發(fā)射模塊發(fā)射出的激光首先被打到地面、洋面上的冰塊等探測目標(biāo)上,然后被目標(biāo)反射回飛機(jī)或衛(wèi)星等測試平臺上。激光接收模塊接收到反射回來的光信號,并把它轉(zhuǎn)換成為電信號。數(shù)據(jù)處理模塊會精確地測量出從激光發(fā)射到激光高度計(jì)接收到激光的時(shí)間,而這段時(shí)間就是激光在大氣中的傳輸時(shí)間,在這段時(shí)間內(nèi),激光行走的路程是高度計(jì)與探測目標(biāo)間距離的兩倍。
根據(jù)光在空氣中的傳播速度,可以計(jì)算出這個(gè)距離的大小。再根據(jù)激光高度計(jì)的空中高度,就可以最終得到探測目標(biāo)的海拔高度。由于激光束具有較小的發(fā)散角,因此激光束打在目標(biāo)上會形成較小的光斑直徑,這使得激光高度計(jì)有很好的水平分辨率。如果我們高密度地獲得探測點(diǎn),就能夠得到較精密的探測區(qū)域的地形圖。
美國科學(xué)家們在第一代和第二代火星探測器上都采用了這種激光高度計(jì)來獲得火星表面的地形分布圖。下圖是高度計(jì)在火星赤道上空測量獲得的火星表面地形圖??茖W(xué)家們采用不同的顏色來標(biāo)定不同的高度,火星表面的地貌就簡潔形象地展現(xiàn)在我們面前。這無疑為人類探索宇宙提供了強(qiáng)有力的武器,也為火星探測器選定最佳著陸地點(diǎn)提供了有價(jià)值的資料。
飛機(jī)高度計(jì)只有飛機(jī)上的空速管是最準(zhǔn)的。其余的計(jì)算很麻煩偏差大,空速管可測飛機(jī)的靜壓和動壓,靜壓力是測飛機(jī)的高度;動壓是速度。飛機(jī)測量飛行高度有2種方法:1、高度計(jì):高度計(jì)是測量飛機(jī)所在高度的大氣壓力,...
砌墻用外腳手架,是按單層高度計(jì),還是檐高高度計(jì)
砌墻用外腳手架,是按單層層高度計(jì)
地下部分的垂直運(yùn)輸高度按檐高套還是地下室高度計(jì)?
地下、地上要分別計(jì)算的,算地上的垂直運(yùn)輸是,不要包括地下的高度。
現(xiàn)在,我國的航天科學(xué)家們正致力于第一階段"探月一號"衛(wèi)星的設(shè)計(jì)與研制。在深入分析、研究國際月球探測的發(fā)展和已取得成果的基礎(chǔ)上,有關(guān)專家結(jié)合我國月球探測的發(fā)展規(guī)劃和技術(shù)基礎(chǔ),經(jīng)過充分的論證,確定了第一階段"探月一號"衛(wèi)星的科學(xué)和應(yīng)用目標(biāo)。這其中,激光高度計(jì)將實(shí)現(xiàn)獲取衛(wèi)星下方月表地形高度數(shù)據(jù)的任務(wù),服務(wù)于月球表面三維影像獲取的科學(xué)和應(yīng)用目標(biāo)。通過星上激光高度計(jì)測量衛(wèi)星到星下點(diǎn)月球表面的距離,為光學(xué)成像探測系統(tǒng)的立體成圖提供修正參數(shù);并通過地面應(yīng)用系統(tǒng)將距離數(shù)據(jù)與衛(wèi)星軌道參數(shù)、地月坐標(biāo)關(guān)系進(jìn)行綜合數(shù)據(jù)處理,獲取衛(wèi)星星下點(diǎn)月表地形高度數(shù)據(jù)。
"探月一號"衛(wèi)星的工作階段分為發(fā)射軌道階段、轉(zhuǎn)移軌道階段和環(huán)月軌道階段。激光高度計(jì)在進(jìn)入環(huán)月軌道階段之前不工作,在進(jìn)入環(huán)月階段之后,不論月球表面是白天或黑夜,也不論衛(wèi)星處于正飛或側(cè)飛狀態(tài),激光高度計(jì)長期開機(jī)工作。因此,此次的激光高度計(jì)的設(shè)計(jì)不僅要注重參數(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn),也要努力提高其工作穩(wěn)定性和持久性。
我國已將月球探測二、三工程列入我國中長期規(guī)劃中,月球探測第二期工程--"月球軟著陸與月球車巡視勘測",對著陸區(qū)域進(jìn)行精細(xì)勘測,為第三期月球探測工程--"月球車巡視勘測與取樣返回" 打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),為月球基地的選址提供科學(xué)依據(jù),為載人登月和月球基地的建設(shè)積累經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。另外我國已開始著手火星和小行星探測的論證,激光高度計(jì)及相關(guān)技術(shù)將在上述工程項(xiàng)目中發(fā)揮作用。
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在認(rèn)真學(xué)習(xí)無產(chǎn)階級專政理論運(yùn)動中,在我廠黨支部的領(lǐng)導(dǎo)下,我們端正辦企業(yè)的方向路線問題,在農(nóng)業(yè)大干快上、全國普及大寨縣的大好形勢下,我們先后走訪了十幾個(gè)小化肥廠(年產(chǎn)氨三千至五千噸),了解到他們急需流量測量儀表。我們在武清化肥廠的大力協(xié)助下,先后在武清化肥廠按裝七臺差壓計(jì),在各種不同情況下,實(shí)現(xiàn)了對物位高度,密閉容器內(nèi)腐蝕性和非腐蝕性液位高度的測量,以及高低靜壓,脈動和恒定的流量的測量。下面首先將氣柜測量介紹如下: 在氣柜的直徑已知的情況下測得氣柜的高度,就測得了氣柜的容積。氣柜容積的測量對化肥廠的生產(chǎn)有著重要的意義,
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尿素造粒塔有效高度的計(jì)算 李 華 (華陸工程科技有限責(zé)任公司) 摘要:本文以年產(chǎn) 52 萬噸尿素工程為例,介紹自然通風(fēng)下尿素造粒塔有效高度的計(jì)算 關(guān)鍵詞: 造粒塔,降落時(shí)間,降落速度,有效高度 Calculation of free fall height about Urea prilling tower Abstract:Through the example of 520,000 t/a urea project.,The paper introduces calculation of available height about urea prilling tower under natural airiness . Keywords:prilling tower fall time fall velocity available height 自然通風(fēng)造粒塔是用鋼筋混凝土
所謂立體測繪,就是對物體表面進(jìn)行全范圍的測繪。世界上主流測繪方式包括:立體觀測、雷達(dá)干涉測量和激光掃描測繪。其中,立體觀測技術(shù)最為成熟,已經(jīng)有了100多年的研究歷史,毫無疑問也是當(dāng)今各國用于月球立體測繪的首選通用型技術(shù)。立體觀測使用人眼左右視差的視覺原理來獲取三維信息。嫦娥一號為此就搭載了1臺CCD立體相機(jī)和1個(gè)激光高度計(jì),組成1套“立體眼鏡”。
CCD立體相機(jī)是嫦娥一號獲取月球表面三維影像的主要光學(xué)遙感器(除此之外還有"激光高度計(jì)"等).嫦娥一號攜帶的是采用三線陣工作原理的相機(jī).所謂三線陣就是說,ccd相機(jī)對同一月球表面目標(biāo)以不同的視角拍攝前視,正視及后視三幅二維平面圖.圖像通過信號傳輸系統(tǒng)傳回地面后,相關(guān)技術(shù)人員再對這些圖片進(jìn)行處理(即"三維重建"),就可以繪制出月表的三維立體影像.與其它采用三線陣原理的立體相機(jī)不同的是,嫦娥一號所攜的這臺CCD立體相機(jī)并沒有采用"3臺相機(jī)分別指向3個(gè)方向"的做法,而是只采用一組鏡片和一片面陣CCD,采集前中后三條線的數(shù)據(jù),這樣做大大地簡化了立體相機(jī)整體的結(jié)構(gòu),為"嫦娥一號"節(jié)省了更多的寶貴空間和質(zhì)量.
CCD(Charge-Coupled Device,電荷耦合器件)是數(shù)碼相機(jī)里的一個(gè)重要部件
它是一種光電轉(zhuǎn)換器件,用集成電路工藝制成.它以電荷包的形式儲存和傳送信息,主要由光敏單元,輸入結(jié)構(gòu)和輸出結(jié)構(gòu)等部分組成.CCD上的感光單元將接收到的光線轉(zhuǎn)換為電荷量,而且電荷量大小與入射光的強(qiáng)度成正比.這樣,矩陣排列的感光單元構(gòu)成的面陣CCD便可傳感圖像.用一個(gè)形象的比喻來說明,CCD的結(jié)構(gòu)就像一排排輸送帶上并排放滿小桶,光線就像雨滴撒入各個(gè)小桶,每個(gè)小桶就是一個(gè)像素.按快門拍照的過程,就是按一定的順序測量一下某一短暫的時(shí)間中,小桶中落進(jìn)了多少"光滴",并記在文件中.
所謂三維理解是指對被觀察物體的形狀,尺寸,距離,質(zhì)地和運(yùn)動特征(方向和速度)等的理解.這樣就會形成立體感.在計(jì)算機(jī)里顯示3d圖形,就是說在平面里顯示三維圖形.不像現(xiàn)實(shí)世界里,真實(shí)的三維空間,有真實(shí)的距離空間.計(jì)算機(jī)里只是看起來很像真實(shí)世界,因此在計(jì)算機(jī)顯示的3d圖形,就是讓人眼看上去就像真的一樣.人眼有一個(gè)特性就是近大遠(yuǎn)小,按如今的理解,人類視覺系統(tǒng)的感受部分視網(wǎng)膜,就是一個(gè)二維采樣系統(tǒng).三維物體的可見部分成像到視網(wǎng)膜上,人們按照視網(wǎng)膜上的像來對物體進(jìn)行三維理解.計(jì)算機(jī)屏幕是平面二維的,我們之所以能欣賞到真如實(shí)物般的三維圖像,是因?yàn)轱@示在計(jì)算機(jī)屏幕上時(shí)色彩灰度的不同而使人眼產(chǎn)生視覺上的錯(cuò)覺,而將二維的計(jì)算機(jī)屏幕感知為三維圖像.基于色彩學(xué)的有關(guān)知識,三維物體邊緣的凸出部分一般顯高亮度色,而凹下去的部分由于受光線的遮擋而顯暗色.我們一般用視覺傳感器來獲得圖像信息.它可以分為兩類,第一類是攝像機(jī)等獲得的數(shù)字灰度圖像,這樣的圖像一般與物體的反光強(qiáng)度有關(guān).但這樣的圖像不給出直接的三維信息,對計(jì)算機(jī)來說,難以從這種圖像上理解和推斷圖像上各個(gè)部分之間的空間關(guān)系.第二類是三維視覺傳感獲得的距離圖像.這種圖像與攝像機(jī)獲得的數(shù)字灰度圖像的主要區(qū)別在于:圖像上每一點(diǎn)的像素值不是亮度而是距離.這樣的圖像與距離無關(guān),不但能明確地標(biāo)示圖像中的位置關(guān)系,而且物體的三維外形與物體表面形狀相同,因此,利用計(jì)算機(jī)從這種具有的三維信息的圖像上識別物體形狀比灰度圖想要容易.
一般我們得到的圖像信息都是攝像機(jī)等獲得的數(shù)字灰度圖像.這樣我們就要進(jìn)行三維圖像重建.我們可以利用不同視點(diǎn)上的也許是不同時(shí)間拍攝的兩幅或更多幅圖像提供的信息重構(gòu)三維圖像.簡單的說,就是利用兩個(gè)攝像機(jī)同時(shí)拍下兩幅圖像或用一個(gè)攝像機(jī)沿任一軌道順序拍下圖像.這樣我們就可以通過對獲得圖像建立點(diǎn)點(diǎn)對應(yīng)的關(guān)系,求出二者之間的差值而獲得圖像的深度信息,再經(jīng)過進(jìn)一步的處理就可以獲得三維空間的景物.