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大型靶场光学跟踪测量设备在我国常规武器的试验定型中发挥着重要的作用。为了能够及时获取弹道的变化特性和准确判断弹道位置,需要选择大阵列、高帧频的CCD像机;同时,为了提高测量设备的可靠性,光测设备需同时采用多传感器探测目标,这样就不可避免地产生了大量、高速的图像数据。如何将这些图像数据从经纬仪机上旋转平台实时的传输到机下固定平台进行显示和处理是个关键性的技术难题。
现有的光电跟踪设备采用导电环结构来实现带有旋转环节的信息传输,但导电环存在信号带宽窄、响应频率较低等缺点,已经越来越不能适应大型靶场测量设备发展的需要。与导电环装置相比,无线光通信技术具有频带宽、抗电磁干扰强、保密性好等优点,己成为发达国家宽带通信的关键技术。采用无线光通信技术实现光电跟踪设备的高速数据传输,将是未来大型靶场光学跟踪测量设备的一种重要发展趋势。
本论文主要研究适用于大型靶场光学跟踪测量设备的无线光通信技术。
阐述了视频无线光通信原理,对视频无线光通信的系统结构以及光源的调制、基于光接收机的去噪等关键技术进行了深入研究。
针对视频无线光通信误码率高的特点,对无线视频采用一种容错熵编码的方式进行编码,将误码引起的视频图像误差控制在很小的范围内,增强了视频无线传输系统的抗误码能力,并进行了相应的仿真、验证。为解决编码后图像中点坐标产生测量误差的问题,对图像编码进行几何误差分析,运用相关运算方法确定编码图像与原图像之间的相关匹配点位移精度,并进一步采用亚像元几何误差计算方法,从而能够更精确的确定最大相关点位置。
给出了基于光电测量设备的无线光通信系统设计模型。系统分为接口部分、图像编/解码部分和无线光通讯收/发部分三个逻辑功能块,分别完成高速数字视频信号的格式转换、视频编码/解码、无线光通信收/发功能。采用大规模可编程逻辑器件FPGA,为系统提供了强大的硬件处理能力。并进行了原理性实验,验证了系统的可行性。
针对无线光通信系统,以CPLD为核心器件设计了误码测试电路,并应用所设计的误码测试电路对系统的误码率进行了统计。该部分电路也可应用于其他需要误码检测的数字通信中,在工程上具有重要的应用价值。