自适应除噪技术在激光准直中的应用研究

　　准直测量技术已有悠久的历史，传统的准直有多种，常用的有自准直仪和内调焦的准直望远镜。这类仪器的准直一般为10 ^-5 量级。随着激光的出现，由于其具有高亮度，方向性好的特性，所以很快被应用于准直仪。以激光光线为基准，测量导轨直线度，安装调整大型构件等，具有方法简单，精度高的优点。

　　实际中，十米至几十米范围高精度准直问题普遍存在。为此，提高准直精度，解决生产中面临的大尺寸检测已是当务之急。在激光准直技术中，产生误差的主要因素有三方面:(1)激光光束漂移;(2)光线弯曲;(3)随机抖动。

　　提高激光准直的精度主要从以上三方面着手，而后两点对大尺寸激光准直尤为重要。有关资料表明;光线弯曲与距离的平方成正比，随机抖动与距离的1.5次方成正比。

　　光漂的抑制和光束弯曲的修正主要采用多元逐步回归加以补偿，而随机抖动主要采用自适应除噪技术加以补偿。由于采用了多元回归和自适应除噪技术的综合修正方法，使修正后光束稳定性误差减小20%一80%，10米内剩余误差控制在10um/小时以内。本文主要对随机抖动误差的修正加以阐述。

　　1自适应除噪技术的应用

　　1.1自适应除噪技术

　　自适应除噪技术(AdaptiveNoiseCanceling Teehnique)即ANC技术便是提高信噪比，提取淹没在噪声中的信息的一种方法。ANC技术的基本原理如图1。在图中两个传感器分别拾取的信息为ANC系统的输入，其中一个传感器拾取的信息作为主输入，另一个拾取的信息作为参考输入。在主输入中包含被主噪声n。淹没的信号S，因此主输入为S+n ₀。而在参考输入中有效信号很微弱，其中主要包含与主噪声n。有关的噪声n。参考输入n进入自适应滤波器后输出为y，经过和主输入S+n。相减得系统的输出

　　显然，若，则ANC系统输出就是有效信号S，而当n。与y十分接近时，则系统的输出等于有效信号S与残余干扰n。-y之和。为了使残余干扰量达最小，将系统的输出反馈到自　　适应滤波器，用最小二乘算法随时调整滤波器中的加权值，使系统的曾、输出功率达到最小。

　　1.2自适应滤波器

　　原理图如图2所示

　　自适应滤波器可以自动地随时地调节滤波器的传递函数，以保证n。与y十分接近，该滤波器具有N级抽头的延迟线，在任意时刻i下输入向量X;由N个元素组成

　　自适应滤波器的输出y」是延迟线各个抽头输出的加权和

　　其中WI也是一个具有N元素的矢量: