基于传感器联合测量的车载POS精度检测系统设计

POS系统是移动测量系统的重要组成部分,其位置姿态精度一直受到广泛关注。结合全站仪、激光跟踪仪、GNSS授时装置等传感器,设计了动态精度检测系统,开展了POS系统动态精度检测方法研究。主要采用单次测量时间统计、平滑曲线拟合等方法探测检测系统的测量误差,并在误差剔除的基础上,结合ICP算法,利用跟踪仪高精度测量数据,对全站仪数据进行修正,提高检测系统整体测量精度。最后,在某实验区,进行车载POS系统动态跟踪实验,分别采用整体轨迹对比和实时点位对比方法进行POS系统事后处理精度检测和实时导航精度检测。实验结果表明:采用该种检测方法,动态检测系统能检测出POS实时和事后处理的动态定位精度。     

一种应用于行波测距装置的高精度时间同步技术

基于双端测距方法的行波测距装置对时间同步性能提出了很高的要求,研究高精度的时间同步技术是行波测距装置应用的切实需求。该文从GPS信号的授时精度、高精度恒温晶振修正特性、守时及对时算法逻辑等方面进行深入分析,结合行波测距装置的应用需求,探讨了基于GPS和恒温晶振的高精度时间同步技术的设计方法。在此基础上,提出了采用FPGA实现逻辑设计的工程设计方案,通过型式试验和装置现场实际运行表明,该技术满足了行波测距装置对时间同步的要求。     

IEEE 1588的高精度时间同步算法的分析与实现

随着网络技术的发展,分布式控制系统中对时间同步的要求越来越高.在机电控制、通信等领域中已经对时间同步提出了微秒级的要求.为了达到微秒级时间同步,该文对IEEE1588高精度时间同步算法进行了研究,对该算法实现高精度同步的原理进行了阐述.同时根据对实际同步系统测试结果的分析,提出了同步系统中影响同步精度的几个主要因素.采用系统晶振补偿和OffsetTime滤波的方法对系统进行了完善,并进一步进行了测试.测试结果表明,通过晶振补偿和OffsetTime滤波很大程度上提高了同步精度,达到了高精度同步系统的要求.     

纳秒延时同步脉冲产生器的设计与实现

纳秒延时同步脉冲产生器是按着预先设定的时间给出一系列的控制脉冲信号,用来控制测试过程中所有被控设备协同动作的一种电子学仪器,控制精度1ns.本文主要介绍了一种以高精度可编程延迟芯片(PDC)为核心的纳秒延时同步脉冲产生器的基本原理及其测试结果.并对其在应用中的抗干扰性进行了讨论.     

基于双DSP的POS数据采集与处理系统的设计与实现

详细阐述了一种基于双DSP的POS数据采集与处理系统的设计与实现.该系统采用FPGA实现了IMU输出多路脉冲的并行采集和GPS数据的接收.通过专门的DSP1实现IMU的误筹补偿和GPS数据解包,以及IMU和GPS数据的时间同步.采用高性能DSP2进行导航解算处理,两DSP之间通过并行主机接口(HPI)进行高速数据传输.所采集的IMU和GPS数据以及解算结果通过以太网接口输出.最后进行了跑车实验,实验结果表明:所研制的POS数据采集与处理系统在功能、精度及实时性方面均达到了预期的设计同标.     

基于时间双向解算融合的POS事后处理算法

位置姿态测量系统(position and orientation system,POS)的精度直接影响高分辨率对地观测中成像载荷的成像质量和测绘精度,但POS的传统事后处理方法严重依赖初始阶段的静态对准,限制了应用中系统的反应速度,同时也未能充分利用整段测量数据提高系统处理精度。针对这个问题,提出一种基于时间双向解算航迹融合的POS事后处理算法,在传统算法基础上增加了时间逆向解算结果,并利用"凸组合"最优融合原则将时间正向解算结果与时间逆向解算结果进行融合,提高了系统处理精度和应用中系统的反应速度。联合飞行实验表明,应用该方法后,POS测量精度优于传统的事后处理算法。     

一种快速、高精度激光相位测距方法的研究

提出了一种使用正弦调幅激光相位测距方法,它具有快速和高精度的特点,适用于实时高精度测距.实验系统中使用了独立的内、外光接收电路,提高了测量速度,此外对大小角度情况进行判断、处理,并根据测量结果进行了误差修正,提高了测量精度.在0.3～13m内测量,系统测距精度3σ＜46.6mm,速率约3次/秒.     

海面舰船时间统一方法与系统

本文针对海面舰船编队中各舰船之间需要高精度时间统一的问题,分析了各种时间传递方法的特点,结合海面舰船动态运动特点,提出一种基于微波视距链路的海面舰船之间高精度时间统一方法。研究了舰载微波双向时间传递的基本原理及系统组成,并定量分析了影响舰载微波双向时间传递的误差因素。通过理论分析和计算,舰载微波双向时间同步精度可达到1ns。该方法可为今后建立海面舰船之间的时间统一系统提供理论依据。     

基于FPGA的GNSS/INS组合系统时间同步设计

为解决组合导航系统中的GNSS和INS数据的时间同步问题,研制开发了一种基于FPGA的低成本时间同步系统,实现INS或其他辅助导航传感器测量数据与GNSS接收机数据之间的时间同步.通过实验结果证实,所设计的时间同步系统的精度可达600μs,满足大多数中高精度INS/GNSS组合系统的同步测量要求,并对姿态误差进行研究,可以看出,设计的时间同步系统可以将姿态误差控制在一个较小的范围内,从而验证了时间同步系统的可行性.     

三线阵立体测绘相机时间系统优化与实时检测

为了提高三线阵立体测绘相机的时间同步精度,对相机时间系统工作原理进行了分析,建立了三线阵立体测绘相机的相机时间同步误差模型,并根据该模型采取缩短行同步计数器查询周期等多项措施对相机时间系统进行优化.针对相机时间同步误差在摄影过程中会随相机控制器工作时序变化这一现象,提出了一种实时检测相机时间同步精度的方法,用于实时检测并全程记录摄影过程中相机时间同步误差的动态变化,解决了常规仪器由于存储深度不足而无法长期检测这一难题.利用该方法检测了优化后的三线阵立体测绘相机时间系统的时间同步精度,结果表明,摄影过程中三线阵立体测绘相机的时间同步误差≤74.8μs,相机时间同步误差绝对值≤11.2 μs的概率不低于0.95,满足技术指标要求.     

PTP协议时间同步精度测试

本文根据PTP精确时间协议的同步原理,研究了时间同步的测试方法与实现,提出了测试时间同步的方法和系统结构,开发了时间同步测试仪。通过实际应用,证明这种测试方法能够准确地测试被测设备的时间同步精度。     

基于FPGA的IRIG-B（AC）编码器设计

IRIG-B(AC)码常用于靶场试验中传递时间信息和同步各系统时间。根据 IRIG-B(AC)码的格式及调制原理,介绍了基于 FPGA的 IRIG-B(AC)编码电路的设计。利用 AD7245实现 D/A 转换转换产生 B (AC)码信号,信号经放大后可直接用于系统时间同步,而且信号幅度可根据不同的使用需求进行调节。经测试验证,本系统输出的时间信息准确无误,有较高的实用性。     

无线传感器网络节点周期性休眠时间同步研究

为了实现无线传感器网络节点的有效时间同步,采用了OMNeT＋＋仿真工具,并改进了TPSN算法,提出了一种无线传感器网络节点周期性休眠时间同步算法。算法分为发现及收集子节点信息和节点同步两个阶段,实现了对无线传感器网络节点的实时精确时间同步。仿真结果表明,该时间同步算法能实现对网络节点十分准确的同步。     

EPA工业测控网络的时钟同步分析与改进

为了提高时钟同步精度以保证通信调度的确定性,对比分析了工业网络常用几类时钟同步方法,重点剖析了IEEE1588时钟同步系统,深入探讨了PTP系统的软件实现,对源代码移植作了必要的说明,分析了时钟同步精度不高的原因,并提出了三大改进方案,测试了改进后的系统。测试结果表明,采用了改进方案后系统的时钟同步精确性得到了较大的提高。     

基于透明传输的数控系统时钟同步算法

为实现线性或环形数控系统中所有节点间的精确时钟同步,解决时钟中继层数增加后节点同步精度无法满足数控系统节点间微秒级同步精度要求的问题,在网络时间协议算法实现点对点同步的基础上,引入时钟中继节点透明传输算法对同步消息进行固定时间缓存,降低了时钟中继节点晶振偏差对其他节点同步精度的影响,减少了所有节点多次同步过程中的偏差累积。通过理论分析和实验系统验证,表明该方法可有效降低同步偏差抖动,提高数控系统时钟同步的精度。     

基于以太网的数控系统实时通信和时间同步

为实现基于以太网的数控系统运动控制层的实时通信和精确时间同步,对避免时间片冲突的实时通信算法和基于精确时间协议的同步算法进行了优化处理.为提高处理效率,在实时通信的同时进行时间同步,并对实时通信和时间同步的报文结构进行了融合和简化处理.在以太网帧中,增加了时间域来存放时间信息,将报文分为同步报文、跟随报文和从站报文三类.采用时间片配置方法,配置了实验参数,保证了通信的实时性和时间同步的精度,满足了数控系统的需求.     

无线传感器网络混合触发一致性时间同步

针对无线传感器节点能量有限、无线通信环境差的特点,将事件触发通信机制应用于无线传感器网络(WSNs)的时间同步中,提出一种混合触发一致性时间同步(MTCTS)算法,并研究同步能耗的降低方法及传输延迟和数据丢包对同步算法的影响。节点的时钟特性建模成二阶状态方程,每个节点通过与其邻居节点交换本地时间这一状态信息获得同步控制输入,从而实现WSNs的时间同步。在所提出的一致性同步算法中,每个节点周期性地更新状态,根据当前状态是否满足给定的事件触发条件去触发通信事件的发生,如此降低通信事件的发生频率。在假定传输延迟服从指数分布和所有节点丢包率相同的情况下,进一步研究了传输延迟、信息丢包对同步精度和算法收敛性的影响。实验和MATLAB仿真验证了所提算法的有效性,并通过仿真确定出了传输延迟和丢包率的上界。