激光陀螺POS数据采集及预处理系统设计与实现

123456aa · 发表于 2022-5-6 17:12:40

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雅宝题库解析：
航空遥感要求飞行器做理想匀速直线飞行，但由于外界扰动的影响，飞行器实际运动将偏离理想运动，从而导致遥感成像像质退化、分辨率下降。因此，要实现高分辨率运动成像，必须依赖于位置姿态系统（Position and Orientation System，POS）对遥感载荷运动误差的高精度测量。本论文针对航空遥感应用的特点，结合国内遥感领域对高精度POS的迫切需求，开展了高精度机载激光陀螺POS数据采集及预处理系统设计及研究。论文的主要工作如下：首先，对航空遥感激光陀螺POS的工作原理、技术指标及激光陀螺的工作原理进行了分析介绍，确定了基于FIR的数字滤波方法和基于DSP (Digital Signal Processor)和FPGA(Field Programmable Gate Array)的数据采集及预处理硬件架构，并对系统的主要器件进行了选型。其次，对数据采集及预处理系统进行了硬件电路需求分析，设计并实现了完善的硬件电路系统，主要包括基于FPGA的数据采集模块和基于DSP的数据预处理模块。在硬件电路的基础上实现了软件系统，包括高速并行的FPGA软件和高精度的DSP软件。可靠的、高性能的软硬件为系统算法的实现打下了坚实的基础。再次，根据激光陀螺的机械抖动特性，设计了FIR数字滤波器，滤除陀螺和加速度计数据中的抖动偏频噪声。针对POS信号延迟的题目，利用补偿滤波器群延迟、数据平滑信号延迟和减振器信号延迟的方法，实现POS数据与遥感载荷运动时间同步，从而提高激光陀螺POS精度，实现对成像载荷高精度运动误差补偿。最后，采用论文设计的数据采集及预处理系统，组成实现国内首台激光陀螺POS样机，填补了国内空白。并对激光陀螺POS进行了相关测试实验，实验结果表明激光陀螺POS达到设计指标。并将激光陀螺POS与干涉SAR、航空摄影相机等遥感载荷进行了联合飞行实验，取得良好的实验结果，证明本文设计的数据采集及预处理系统的正确性。

激光陀螺POS数据采集及预处理系统设计与实现

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