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光信号时间间隔异地精密测量技术研究

作　者: 赵杰
导　师: 黄战华
学　校: 天津大学
专　业: 光学工程
关键词: 光信号时间间隔异地测量强背景噪声弱信号探测时间同步
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 41次
引　用: 2次
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内容摘要

在现代化生产以及科学研究中,异地事件发生时刻及时间间隔的精密测量技术,对推动现代化建设具有重要的意义,为实现远程精确同步控制、监控和测量提供了有效的技术手段和支持。本文将在异地产生的两个火光信号作为测量对象,实现了对两个火光产生时刻以及时间间隔的精确测量。针对在异地时间测量中严格的同步要求以及微弱火光信号的探测特点,将基于(GPS和B码)时统系统的时间同步技术与远距离微弱信号的光电探测技术相结合,设计出了一套有效的火光信号时间间隔异地精密测量系统。本文主要完成了以下几个方面的工作:1、完成了系统方案设计,提出了将光电二极管探测法与时间同步技术相结合的光信号时间间隔异地测量方法和总体方案,并完成了系统的结构设计和装置的机械方面的相关设计工作。2、完成了远距离强背景噪声下单脉冲微弱光信号检测技术的研究和光电探测电路板的设计调试工作,实现了在白天强背景光和噪声的情况下,对远距离微弱光信号的准确捕捉。3、完成了基于时统(GPS和B码)系统的时间同步功能的设计和数字控制电路的设计工作。4、完成了系统的多项参数的验证性实验和数据分析,所有参数指标达到设计要求。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 课题背景  7
  1.2 光电检测技术  7-9
  1.3 时间同步技术  9-10
  1.4 论文的主要工作  10-11
第二章系统的基本原理与设计方案  11-20
  2.1 本地火光时间间隔测量方法分析  11-12
  2.2 异地火光信号时间间隔测量系统的要求和特点  12-13
  2.3 时间同步方案分析  13-15
  2.4 异地火光时间间隔测量系统方案设计  15-16
  2.5 系统结构和功能设计  16-20
    2.5.1 火光探测单元  18
    2.5.2 主控制单元  18
    2.5.3 时间同步单元  18-19
    2.5.4 本地高精度计时单元  19
    2.5.5 无线传输单元  19
    2.5.6 人机交互单元  19-20
第三章光电探测单元设计  20-29
  3.1 光电探测电路的性能要求与方案设计  20-22
    3.1.1 光电探测电路性能要求分析  20-21
    3.1.2 信号分析与提取方案  21
    3.1.3 光电探测电路总体方案设计  21-22
  3.2 光电探测器参数分析与选择  22-23
  3.3 信号处理电路设计  23-29
    3.3.1 预处理电路单元  24-25
    3.3.2 高阶带通滤波放大电路单元  25-27
    3.3.3 全波整流电路单元  27-28
    3.3.4 光耦驱动隔离电路单元  28-29
第四章系统控制单元设计  29-43
  4.1 嵌入式控制逻辑与实现  29-32
    4.1.1 ARM嵌入式控制单元  29-31
    4.1.2 CPLD时序逻辑单元  31-32
  4.2 信号处理及数据存储单元  32-35
    4.2.1 信号处理单元  33-34
    4.2.2 数据存储单元  34-35
  4.3 时统单元  35-41
    4.3.1 对时模块设计  37-39
    4.3.2 守时模块设计  39-41
  4.4 无线传输单元  41-43
第五章系统精度与相关实验分析  43-53
  5.1 系统的测量精度理论分析  43-45
  5.2 系统模拟目标测试实验  45-50
    5.2.1 时间校准实验  45-49
    5.2.2 室外微弱信号模拟目标探测实验  49-50
  5.3 系统结构设计与实现结果  50-53
第六章总结与展望  53-55
  6.1 总结  53-54
  6.2 展望  54-55
参考文献  55-57
攻读硕士学位期间发表及录用的学术论文  57
攻读硕士学位期间参与的项目  57-58
致谢  58

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