基于FPGA的高速视频信息光纤传输方案设计

本文针对数字化光电经纬仪需要将主摄影系统设备产生的500帧/秒,30Mbyt/s×20路的数字视频信号传输到主控计算机的具体要求,提出基于FPGA以及HDMP-1032/HDMP-1034的高速视频信息光纤传输系统设计方案。系统设计主要包括数字信号的复用/解复用,高速并/串信息转换,光纤旋转连接器等部分,应用了FPGA编程、CIMT信道编码以及高频电路PCB设计等技术实现了数字化光电经纬仪中高速视频信息的无误传输,改善了高速视频信息的传输质量。     

基于FPGA的红外相机时序构造设计

为节省光电跟踪测量设备中红外相机的使用次数和时间,以延长设备的使用年限,设计了基于FPGA的红外相机时序构造系统,产生与相机时序一致的输出信号,在项目调试时代替红外相机为图像处理等后续系统提供数据源。设计采用FPGA编程和SignaTap工具相结合的方法测量项目所用红外相机的真实时序,并形成详细的时序记录文件,在此基础上采用Verilog语言编程,形成与相机时序一致的输出信号,其中包括时钟信号CCDCLK、场同步信号FVAL、行同步信号LVAL及数据有效信号DVAL,相机数据CCDDATA采用渐变数代替。试验中,产生帧频为50Hz,像素时钟为40MHz,靶面尺寸为640×512的相机输出信号,提供给图像传输、图像处理等后续系统作为数据源。实验证明:产生的构造时序信号与相机时序一致,在调试试验中应用状况良好,在项目调试时可以代替红外相机,很大程度地节省了红外相机的开机时间,为项目节约了开发成本,具有较强的工程实践意义。     

光电经纬仪俯仰轴系限位的设计与实现

俯仰轴系是光电经纬仪的重要组成部分,不仅是光学系统的主要安装平台,也是带动光学系统完成跟踪、捕获的两个精密轴系之一。为了防止俯仰轴系失控造成对光学元件的损坏,对其限位防护是至关重要的。在研制某型号光电经纬仪俯仰轴系的设计中,为了成功的实现对俯仰轴系的限位保护,采用了软件保护和机械结构保护两种限位方案,在软件限位中使用了主控制软件判读和接触式压力开关保护两种方式,机械限位采用了缓冲压力均匀的变节流式液压缓冲机构,通过多级防护并顺次发挥作用,可以有效的对俯仰轴系实现限位防护。实践证明,采用多层防护的限位措施,不仅保证了俯仰轴系0°~180°的转动范围,而且有效的进行了限位保护,完全满足了设计指标的要求。     

大口径光电探测设备主镜晃动的误差补偿

针对大口径光电探测设备在随俯仰角变化时由于主镜支撑点的变化而产生的晃动,研究了在静态测量时如何补偿主镜晃动造成的误差以提高大口径望远镜的静态测量精度。首先给出了一个1m口径望远镜的支撑结构和力学模型,在分析了传统三轴误差补偿方法和球谐误差补偿方法的基础上提出了针对大口径望远镜的误差补偿方法。在外场对光测设备进行了标校实验,选取32颗恒星在修正了蒙气差后对各个系统差进行求解,得出了主镜晃动误差和三轴差。与传统误差补偿方法的比较结果显示:加入主镜晃动误差补偿后,望远镜的静态测量精度从15.4″提高到了2.5″。此种方法物理意义明确,各误差分量重复性好,对主镜晃动误差进行补偿修正后提高了大口径望远镜的静态测量精度。     

基于大气实时修正的飞机辐射特性测量

研究了飞机飞行时的动态辐射特性测量方法。针对利用软件计算大气透过率进行目标辐射修正精度较低的问题,提出了通过机上标校黑体进行实时大气修正的新辐射测量方法。该方法通过目标飞机上挂载的标校黑体实现大气透过率的实时测量,并利用实测大气透过率对目标飞机辐射进行大气修正来提高修正精度。借助中波和长波红外相机、两个标准面源黑体及一块硒化锌平板,开展了飞机目标辐射特性测量的地面模拟实验。利用MODTRAN和CART计算以及实测大气透过率分别对黑体目标红外测量值进行辐射反演。与MODTRAN和CART计算大气透过率的传统方法相比,文中提出的实测大气透过率方法可将目标辐射反演精度提高一倍以上。