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。     

DSP通过FLASH并行加载的分析和实例

本文介绍了一种DSP通过并行接口FLASH加载的方法,在分析了DSP自举加载的步骤之后给出了FLASH与DSP连接的硬件电路图,列出了DSP的引导表构造过程,并且写出了一段典型的FLASH写入检测程序的源代码。     

Research on the acquisition and tracking simulation system of light beacon in satellite-ground optical communications

The study on the acquisition and tracking simulation system in satellite-ground optical communications is presented here. By applying global positioning system (GPS) coordinate calculation, the time needed in initial acquisition of light beacon can be reduced largely. Smith predictor is applied to compensate the mechanical hysteresis of tracking system and to improve the dynamic performance of the system. Tracking experiments over a 16 km distance on the ground are conducted to verify the tracking of light beacon in satellite-ground optical communications. The standard deviation of horizontal coordinates is 35.3568 μrad and the maximum offset is 209.3675 μrad in stable tracking.     

移动信标光跟踪仿真研究

针对移动信标光跟踪系统的高精度和高稳定性的要求,设计了移动信标光跟踪仿真系统。采用双DSP和两轴精密转台搭建了粗跟踪的硬件平台。采用中值滤波来消除光斑图像的噪声干扰,质心算法实现对光斑位置的精确提取。采用仿人智能PID控制来改善系统动态跟踪性能,增强了系统对不确定因素的适应性。进行了模拟仿真台运动下的二维动态跟踪实验,实验结果表明跟踪系统有较好的跟踪精度。     

高精度智能相机光电跟踪控制系统的研制

主要研究空间光通信中光束抖动的跟踪控制,建立了以可开窗口高帧频CMOS相机和大规模FPGA芯片为核心的全功能camera link光束跟踪控制硬件平台.并在FPGA芯片中嵌入实现了全部跟踪控制算法,包括图像处理中将二元线性插值结合重心算法实现光斑的高精度定位,以及流水线并行运算的模糊增益自调整PID跟踪控制的状态机等.实验结果表明系统实时性强,算法的时间开销很小,光斑的定位精度高,跟踪带宽达到200 Hz以上,低频时跟踪精度约为2 μrad,实现了光束抖动的高带宽高精度的跟踪控制.     

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。     

复合轴精跟踪系统伺服带宽的优化设计

复合轴精跟踪系统决定了空间光通信APT系统最终的控制精度,需要很高的伺服带宽、伺服刚度和控制精度。针对该要求,根据精跟踪系统的性能指标和各频段的作用建立对应的期望传输特性和精跟踪系统的频率特性测试系统,对输出数据进行多项式预测滤波,采用递推最小二乘法辨识被控对象传递函数的各个参数,最终得到补偿校正函数,为精跟踪系统带宽的全频段优化设计探索出一种简便有效的设计方法。实验分析表明:精跟踪伺服带宽达到300 Hz以上,系统稳定且响应快速,测试跟踪误差约为±2μrad,各项性能指标均满足精跟踪系统的应用需求。     

空间光通信粗跟踪系统卡尔曼预测控制技术研究

以仿真转台运动模拟光电目标,基于双DSP处理器和精密的机械转台搭建了空间光通信二维实验演示系统。软件上基于TMS320F2812处理器实现了卡尔曼预测控制算法,将该算法与常规的PID经典控制相比较,并进行了卡尔曼预测控制算法验证实验研究。实验结果表明:相比于常规的PID算法,在保证足够的系统采样点数,卡尔曼预测控制具有较好的控制效果。     

基于目标预测跟踪技术的空间光通信实验研究

在空间光通信系统中,针对信标光在探测器焦平面中成像的像素数太小而导致信标光提取难度较大问题,提出采用目标预测跟踪算法实现信标光质心提取.详细介绍了基于预测跟踪的算法实现步骤及其软件实现流程,并在搭建的演示实验系统上进行了验证性实验.     

DSP与液晶接口电路的分析与实现

本文在实践的基础上分析了液晶控制器和C54 DSP的接口时序，提出了DSP控制的液晶显示电路的软件和硬件设计，并给出了SED1335液晶控制器的初始化C语言源程序。