无线光通信GPS辅助定点捕获实验研究

针对无线光通信对快速、精准的光束对准技术需求,为减小系统链路建立时间,增加捕获可靠性,提出将GPS技术应用于光通信实验系统中。以TMS320F2312为控制核心,可根据实时GPS坐标解算出需调整的方位及俯仰角,进而驱动二维转台完成初始捕获,据此进行了多次初始捕获实验。结果表明,采用GPS导航定位技术,可快速实现信标光的初始捕获,且具有较高的捕获成功概率。     

基于单片机的光电目标快速捕获系统设计

在空间光通信系统中,终端平台目标光的捕获技术是通信链路建立的一项关键技术。对于传统的扫描捕获方式,由于探测器等各种误差存在以及不确定区域的影响,导致系统捕获概率较低,且时间较长,最终导致空间光通信系统链路建立困难。基于此,提出采用GPS辅助APT系统完成目标捕获,并建立目标快速捕获系统,系统以Cortex-M3单片机为控制核心,采用GPS进行目标快速定位,搭配水平和俯仰基准传感器,利用GSM网进行无线传输。采用该系统进行了固定点捕获实验,结果验证了上述方法的有效性。     

空间光通信光电目标快速捕获系统设计

提出采用GPS辅助APT系统完成目标捕获,并建立目标快速捕获系统,系统以Cortex-M3单片机为控制核心,采用GPS进行目标快速定位,搭配水平和俯仰基准传感器,利用GSM网进行无线传输。采用该系统进行了固定点以及模拟仿真目标的捕获实验,结果表明:对于固定点捕获,捕获概率为100%,同时也降低了捕获时间。     

GPS/INS技术在静态激光通信初始捕获中的应用

为了实现水平远距离大气无线激光通信链路快速建立,并快速获得捕获不确定区域的大小,采用了GPS/INS组合导航系统来完成静态水平链路无线激光通信初始捕获的对准定位,同时对该系统的对准算法进行了研究并优化。首先,分析了GPS/INS工作原理,根据捕获过程,提出针对该过程的捕获模型,并且分析了该模型的可行性。接着,针对该模型提出相应的静态初始对准算法。然后,通过该算法进行了外场实验。最后,根据实验结果校正捕获模型与其算法,经实验获得了捕获不确定区域的大小为27 mrad。基本满足10 km水平链路大气无线激光通信初始捕获的基本要求,其特点为捕获速度较快,其捕获速度优于10 s,基本不受天气影响。     

空间光通信系统的初始捕获对准研究及实验

文章提出采用GPS(全球定位系统)坐标解算和蜂窝螺旋扫描来实现空间光通信ATP(捕获、跟踪和对准)系统初始捕获的方法。首先由通信两端的GPS坐标计算出光学天线的方位角和俯仰角,光学天线根据计算的角度值大致对准信标光的方向,从而缩小了信标光捕获的不确定区域。然后在不确定区域内执行蜂窝螺旋扫描,从而将信标光引入粗跟踪CCD(电荷耦合元件)的视场内,实现初始捕获。通过地面捕获实验验证了上述方法的有效性。     

光电目标快速捕获系统设计及其实验研究

在空间光通信系统中,终端平台目标光的捕获技术是通信链路建立的一项关键技术。考虑到传统的扫描捕获方式,系统捕获概率低、且耗时长,不利于通讯系统链路建立,因此提出采用GPS 进行目标快速定位,搭配水平和俯仰基准传感器,利用GSM 网进行无线传输,进而辅助APT 系统完成目标捕获的终端技术,并建立了目标快速捕获系统。基于该系统开展了多项实验研究,结果表明:对于固定点捕获,概率可达100%;对于模拟目标运动捕获,当模拟转速增大时,捕获平均时间增大,捕获概率降低,但仍然能维持在60%之上;对于低速动态捕获,也能较好地完成系统链路建立需求。     

空间光通信中GPS辅助快速捕获对准技术

基于GPS坐标解算空间光通信终端初始对准的方位角和俯仰角,实现了信标光的快速捕获对准.给出了GPS坐标解算算法,根据解算得到的角度和自身姿态信息计算二维转台的指向角,以此驱动转台快速指向目标.测试了不同调整角度的初始对准误差和时间.进行了外场捕获对准实验,并对实验数据进行了分析,结果表明该系统可以用于快速建立空间激光通信链路.     

基于伺服控制的水下光动态通信捕获跟踪系统设计

基于空间光通信捕获、对准、跟踪技术的基本理念,笔者设计了一套基于伺服控制的水下无线光动态通信捕获跟踪系统,提出了基于跟踪微分器的电机加减速控制技术,设计了转台粗、精跟踪策略。在此基础上,笔者开展仿真验证、室内模拟测试及水下激光光斑捕获跟踪实验。仿真验证结果表明了该系统与算法策略在原理上的可行性;室内模拟测试方位、俯仰跟踪精度分别为0.08 mrad和0.27 mrad,这表明可将本系统应用于水下无线光动态通信;水下激光光斑捕获跟踪实验结果表明系统的捕获概率优于99%,捕获时间少于9 s,水箱施加扰动前后的跟踪精度分别为0.6 mrad和2 mrad。本文为后续开展水下无线光动态通信技术研究提供了一种技术方法和研究思路。     

无线光通信ATP演示实验系统

针对空间无线光通信中捕获、瞄准和跟踪（ATP）技术的粗跟踪系统对信标光斑实时准确跟踪需求,为项目进一步工作提供基础,搭建了无线光通信ATP演示实验系统,分别对粗、精跟踪子系统进行了详细的介绍,利用该系统进行了运动目标的模拟跟踪实验。结果表明：粗跟踪可将运动误差控制在200μrad之内,使光目标始终维持在精跟踪视场内,精跟踪可将系统误差控制在15μrad,可满足通信需求。     

小型变焦无线光通信终端ATP技术研究

通信目标光学捕获对准技术不依赖GPS和无线通讯手段、不易受强电磁环境的干扰,是发展轻小型化激光通信的重要方向。本文针对轻小型化无线光通信终端天线展开研究,设计了切换变焦形式的光学天线,构建了以变焦光学天线为基础的无线光通信终端模型,通过链路功率核算,验证了变焦前信标光和变焦后通信光链路的有效性。本设计为激光通信系统的便携式应用提供重要技术支撑。     

基于GPS的星地激光通信捕获对准研究

提出了基于GPS坐标解算实现星地激光通信捕获、跟踪和对准(ATP)初始捕获的方法。星地激光通信信标光跟踪系统通过对地面GPS坐标和卫星坐标的解算,得到地面光学天线的方位角和俯仰角,光学天线根据角度旋转对准信标光,从而将信标光引入粗跟踪CCD的视场。给出了GPS坐标解算算法和信标光方向角度随卫星坐标变化的仿真曲线。用二维电机进行了地面转台的捕获实验,对实验数据进行了捕获精度的分析,结果表明,通过GPS坐标解算能够快速地实现信标光的初始捕获。     

基于eZdsp F2812的DSP实验系统

本文设计了一种基于TI公司TMS320F2812芯片最小系统的实验系统。其硬件包括eZdsp F2812最小系统、输入／输出接口和板上的7个外围接口电路模块。软件包括基本的CCS操作、模拟信号采集、数字信号处理、通信以及外围器件的控制实验。实验结果表明,该实验系统软硬件资源较为丰富、易于扩展、操作简便以及成本低,是初学者学习和掌握TMS320F28f2这款高性能DSP的良好工具。     

基于DSP的绝对式光电编码器串行接口设计

为了实现SSI接口的绝对式光电编码器在电机伺服控制系统中对电机位置的检测,采用了DSP芯片TMS320F2812的通用I／O口模拟SSI接口与绝对式编码器之间的通信,编写了模拟SSI接口通信时序程序并做了绝对式编码器位置检测实验,获得了绝对式编码器全范围的输出值,单圈数值为O-25536,经4096圈可输出范围O-268435456数值。得到了绝对式编码器在电机伺服控制系统中可实现位置精确采集和精确控制以及利用通用I／0口,实现SSI接口通信,其具有设计简单、成本低、易维护、位置检测精确以及可替代专用解码芯片的特点。     

基于DSP的导航计算机信息处理系统的设计与研究

为了采集到高精度、低差错率的导航参数,采用了高精度的A/D转换器件AD677和TI的TMS320F2812来实现对微机械陀螺、加速度计和温度传感器采样过程的控制,同时利用TMS320F2812的eCAN模块来实现与主控计算机的数据通讯和地面测试。首先介绍了导航计算机信息处理系统的总体设计,然后分析了CAN报文帧格式、整个系统软件设计的流程图、AD677采集软件的设计、CAN报文发送程序设计以及CAN总线通讯测试界面的设计。     

基于双DSP的光电目标跟踪控制系统设计

光电目标的捕获、瞄准和跟踪是空间激光通信的难题之一.采用TMS320DM642+TMS320F2812为核心处理器设计了光电目标跟踪系统,介绍了系统的硬件设计,给出了详细的软件执行流程,采用两块独立模块构成系统,可靠性高.经实验证实:该系统能有效提取CCD视频光斑并将解算的坐标信息送给F2812,通过施加一定的算法,能够有效地跟踪光电目标.     

SD卡在生理信号数据采集中的应用

基于DSP处理器TMS320F2812与SD卡的接口,设计了一种便携式的生理信号数据采集系统,用于大容量多参数人体生理参数的采集。采用TMS320F2812作为主控芯片,以SD卡作为主要存储介质实现了数据的实时采集与存储。按照FAT32文件系统规范设计了一种优化的文件系统,可以快速地把实时采集的数据以文本的形式保存在SD卡中。实验表明,该系统在实际测量中操作简单、携带方便,可用于人体生理参数的实时监测。     

水下定位系统中的数据采集和处理

阐述了水下定位系统的原理,介绍了系统中通信接口的软件实现原理和方法,并提出了基于多线程技术的串口通信模型.最后给出在利用水声定位技术将CPS定位向水下延伸的方法中,GPS测量时的坐标转换公式和基准的选择.     

基于DSP的电气平台硬件设计

设计了基于TMS320F2812的电气平台,通过CPLD架构外围电路,对外扩数据存储器SRAM,外扩高精度数模转换器ADS8364,串行通讯RS-485、CAN的原理与应用做了详细的研究,给出了SRAM、模数转化器、485、CAN收发器与TMS320F2812的硬件接口原理方框图。     

基于429总线的TMS320F2812程序的远程加载技术

介绍了TI公司数字信号处理器TMS320F2812的引导方式、Flash编程方法、Flash启动流程。在此基础上提出了一种基于429总线的TMS320F2812程序的远程加载方案,并详细阐述了软硬件的实现过程。该方案摆脱了Flash编程时对JTAG接口、RS232接口的依赖,非常适用于军用领域,具有较大的实用价值。