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激光高度计指利用激光测量卫星距地面高度的仪器。激光高度计的主要工作方式是利用计算发射和接收到激光的时间差来进行距离的测量。它以其高精确度、高分辨率和很好的独立性而得到科学家和工程师们的青睐,并被广泛地应用于遥感、航空航天等领域。
这个激光高度计外型小巧、质量轻盈,在距月球表面200公里的轨道上,测量地形精度达到5米,堪称"小身材、大能量"。上海技术物理研究所所长王建宇研究员说,届时"嫦娥一号"卫星还将拍摄月球平面图,加上相关"身高指标"后,所有数据通过地面应用系统处理,就可获得一张月球表面三维"立体照片"。
月球表面主要有两种地形,一种是由凝固熔岩构成的盆地,科学家称之为"月海",其中最大的一个面积达500万平方公里;另一种是星罗棋布、重重叠叠的环形山。此次上海科学家历时两年研制出的激光高度计初样,便肩负对这些地形的"测高"任务。
激光高度计将跟随"嫦娥一号"卫星升空。"嫦娥一号"是中国第一颗绕月探测卫星,预计在2007年前发射。其探测目标包括获取月球表面三维立体影像、分析月球表面有用元素含量及物质类型分布特点,探测月球土壤厚度,观测地球到月球间的空间环境等。
现在,我国的航天科学家们正致力于第一阶段"探月一号"卫星的设计与研制。在深入分析、研究国际月球探测的发展和已取得成果的基础上,有关专家结合我国月球探测的发展规划和技术基础,经过充分的论证,确定了第一阶段"探月一号"卫星的科学和应用目标。这其中,激光高度计将实现获取卫星下方月表地形高度数据的任务,服务于月球表面三维影像获取的科学和应用目标。通过星上激光高度计测量卫星到星下点月球表面的距离,为光学成像探测系统的立体成图提供修正参数;并通过地面应用系统将距离数据与卫星轨道参数、地月坐标关系进行综合数据处理,获取卫星星下点月表地形高度数据。
"探月一号"卫星的工作阶段分为发射轨道阶段、转移轨道阶段和环月轨道阶段。激光高度计在进入环月轨道阶段之前不工作,在进入环月阶段之后,不论月球表面是白天或黑夜,也不论卫星处于正飞或侧飞状态,激光高度计长期开机工作。因此,此次的激光高度计的设计不仅要注重参数指标的实现,也要努力提高其工作稳定性和持久性。
我国已将月球探测二、三工程列入我国中长期规划中,月球探测第二期工程--"月球软着陆与月球车巡视勘测",对着陆区域进行精细勘测,为第三期月球探测工程--"月球车巡视勘测与取样返回" 打下坚实基础,为月球基地的选址提供科学依据,为载人登月和月球基地的建设积累经验和技术。另外我国已开始着手火星和小行星探测的论证,激光高度计及相关技术将在上述工程项目中发挥作用。
人测量身高,需要一把卷尺;月球表面地形测"身高",需要什么工具?科研人员解释,他们的工具是--红外激光。只要测量光束从卫星"跑到"月球表面的时间和角度,科学家就能计算出某一点的相对高度。一个个点连起来,月球地形图便跃然纸上。
飞机高度计只有飞机上的空速管是最准的。其余的计算很麻烦偏差大,空速管可测飞机的静压和动压,静压力是测飞机的高度;动压是速度。飞机测量飞行高度有2种方法:1、高度计:高度计是测量飞机所在高度的大气压力,...
砌墙用外脚手架,是按单层层高度计
地下、地上要分别计算的,算地上的垂直运输是,不要包括地下的高度。
激光高度计可被安装于飞机、卫星等测试平台上。它主要由激光发射模块、激光接收模块和数据处理模块三部分组成。激光发射模块发射出的激光首先被打到地面、洋面上的冰块等探测目标上,然后被目标反射回飞机或卫星等测试平台上。激光接收模块接收到反射回来的光信号,并把它转换成为电信号。数据处理模块会精确地测量出从激光发射到激光高度计接收到激光的时间,而这段时间就是激光在大气中的传输时间,在这段时间内,激光行走的路程是高度计与探测目标间距离的两倍。
根据光在空气中的传播速度,可以计算出这个距离的大小。再根据激光高度计的空中高度,就可以最终得到探测目标的海拔高度。由于激光束具有较小的发散角,因此激光束打在目标上会形成较小的光斑直径,这使得激光高度计有很好的水平分辨率。如果我们高密度地获得探测点,就能够得到较精密的探测区域的地形图。
美国科学家们在第一代和第二代火星探测器上都采用了这种激光高度计来获得火星表面的地形分布图。下图是高度计在火星赤道上空测量获得的火星表面地形图。科学家们采用不同的颜色来标定不同的高度,火星表面的地貌就简洁形象地展现在我们面前。这无疑为人类探索宇宙提供了强有力的武器,也为火星探测器选定最佳着陆地点提供了有价值的资料。
如何用差压计测量气柜高度
在认真学习无产阶级专政理论运动中,在我厂党支部的领导下,我们端正办企业的方向路线问题,在农业大干快上、全国普及大寨县的大好形势下,我们先后走访了十几个小化肥厂(年产氨三千至五千吨),了解到他们急需流量测量仪表。我们在武清化肥厂的大力协助下,先后在武清化肥厂按装七台差压计,在各种不同情况下,实现了对物位高度,密闭容器内腐蚀性和非腐蚀性液位高度的测量,以及高低静压,脉动和恒定的流量的测量。下面首先将气柜测量介绍如下: 在气柜的直径已知的情况下测得气柜的高度,就测得了气柜的容积。气柜容积的测量对化肥厂的生产有着重要的意义,
尿素造粒塔有效高度计算
尿素造粒塔有效高度的计算 李 华 (华陆工程科技有限责任公司) 摘要:本文以年产 52 万吨尿素工程为例,介绍自然通风下尿素造粒塔有效高度的计算 关键词: 造粒塔,降落时间,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 自然通风造粒塔是用钢筋混凝土
所谓立体测绘,就是对物体表面进行全范围的测绘。世界上主流测绘方式包括:立体观测、雷达干涉测量和激光扫描测绘。其中,立体观测技术最为成熟,已经有了100多年的研究历史,毫无疑问也是当今各国用于月球立体测绘的首选通用型技术。立体观测使用人眼左右视差的视觉原理来获取三维信息。嫦娥一号为此就搭载了1台CCD立体相机和1个激光高度计,组成1套“立体眼镜”。
CCD立体相机是嫦娥一号获取月球表面三维影像的主要光学遥感器(除此之外还有"激光高度计"等).嫦娥一号携带的是采用三线阵工作原理的相机.所谓三线阵就是说,ccd相机对同一月球表面目标以不同的视角拍摄前视,正视及后视三幅二维平面图.图像通过信号传输系统传回地面后,相关技术人员再对这些图片进行处理(即"三维重建"),就可以绘制出月表的三维立体影像.与其它采用三线阵原理的立体相机不同的是,嫦娥一号所携的这台CCD立体相机并没有采用"3台相机分别指向3个方向"的做法,而是只采用一组镜片和一片面阵CCD,采集前中后三条线的数据,这样做大大地简化了立体相机整体的结构,为"嫦娥一号"节省了更多的宝贵空间和质量.
CCD(Charge-Coupled Device,电荷耦合器件)是数码相机里的一个重要部件
它是一种光电转换器件,用集成电路工艺制成.它以电荷包的形式储存和传送信息,主要由光敏单元,输入结构和输出结构等部分组成.CCD上的感光单元将接收到的光线转换为电荷量,而且电荷量大小与入射光的强度成正比.这样,矩阵排列的感光单元构成的面阵CCD便可传感图像.用一个形象的比喻来说明,CCD的结构就像一排排输送带上并排放满小桶,光线就像雨滴撒入各个小桶,每个小桶就是一个像素.按快门拍照的过程,就是按一定的顺序测量一下某一短暂的时间中,小桶中落进了多少"光滴",并记在文件中.
所谓三维理解是指对被观察物体的形状,尺寸,距离,质地和运动特征(方向和速度)等的理解.这样就会形成立体感.在计算机里显示3d图形,就是说在平面里显示三维图形.不像现实世界里,真实的三维空间,有真实的距离空间.计算机里只是看起来很像真实世界,因此在计算机显示的3d图形,就是让人眼看上去就像真的一样.人眼有一个特性就是近大远小,按如今的理解,人类视觉系统的感受部分视网膜,就是一个二维采样系统.三维物体的可见部分成像到视网膜上,人们按照视网膜上的像来对物体进行三维理解.计算机屏幕是平面二维的,我们之所以能欣赏到真如实物般的三维图像,是因为显示在计算机屏幕上时色彩灰度的不同而使人眼产生视觉上的错觉,而将二维的计算机屏幕感知为三维图像.基于色彩学的有关知识,三维物体边缘的凸出部分一般显高亮度色,而凹下去的部分由于受光线的遮挡而显暗色.我们一般用视觉传感器来获得图像信息.它可以分为两类,第一类是摄像机等获得的数字灰度图像,这样的图像一般与物体的反光强度有关.但这样的图像不给出直接的三维信息,对计算机来说,难以从这种图像上理解和推断图像上各个部分之间的空间关系.第二类是三维视觉传感获得的距离图像.这种图像与摄像机获得的数字灰度图像的主要区别在于:图像上每一点的像素值不是亮度而是距离.这样的图像与距离无关,不但能明确地标示图像中的位置关系,而且物体的三维外形与物体表面形状相同,因此,利用计算机从这种具有的三维信息的图像上识别物体形状比灰度图想要容易.
一般我们得到的图像信息都是摄像机等获得的数字灰度图像.这样我们就要进行三维图像重建.我们可以利用不同视点上的也许是不同时间拍摄的两幅或更多幅图像提供的信息重构三维图像.简单的说,就是利用两个摄像机同时拍下两幅图像或用一个摄像机沿任一轨道顺序拍下图像.这样我们就可以通过对获得图像建立点点对应的关系,求出二者之间的差值而获得图像的深度信息,再经过进一步的处理就可以获得三维空间的景物.