[发明专利]光电经纬仪时间同步精度检测系统及检测方法

说明书

技术领域

本发明属于光电测量技术领域，具体涉及一种光电经纬仪时间同步精度检测系统及检测方法。

背景技术

时间同步精度是光学测量设备——光电经纬仪的一项重要指标，它反映了光电经纬仪实际成像时刻与摄影基准时刻在时间上的差值。时间同步精度不高，直接影响飞行器外弹道数据交汇的准确性。数字化的光电经纬仪采用CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)相机替代胶片作为成像器件，没有了机械相机的快门信号反馈，以往通过摄影脉冲与胶片快门信号来检测成像时间同步精度的方法不再适用。

发明内容

本发明为解决现有常规仪器无法检测数字化光电经纬仪时间同步精度的问题，提供一种光电经纬仪时间同步精度检测系统及检测方法。

本发明的光电经纬仪时间同步精度检测系统，包括标准时间形成单元、时间信息光学编码单元、点阵光信号输出单元以及点阵图像判读模块。

所述的标准时间形成单元对输入的GPS信号或IRIG-B码进行解码，生成并行时间码。GPS信号包括GPS串行时间信息和GPS秒信号；IRIG-B码为IRIG-B(AC)码或IRIG-B(DC)码。标准时间形成单元包括单片机、菜单控制模块、IRIG-B(AC)码预处理电路、FPGA以及温补晶振。IRIG-B(AC)码预处理电路将输入的IRIG-B(AC)码经过预处理生成1KHz同步脉冲和过门限脉冲输入FPGA，FPGA将1KHz同步脉冲和过门限脉冲转换成IRIG-B(DC)码。外送IRIG-B(DC)码直接输入FPGA。FPGA控制选择外送的IRIG-B(DC)码或IRIG-B(AC)码转换后的IRIG-B(DC)码送入单片机。单片机对输入的IRIG-B(DC)码进行解调，生成并行时间码秒以上信号和秒控制窗口，并输出给FPGA；秒控制窗口在FPGA内部同IRIG-B(DC)码进行“与”操作，获取IRIG-B(DC)码中的秒信号S1。单片机对GPS串行时间信息进行解调，生成并行时间码秒以上信号并输出给FPGA。

GPS秒信号S2直接送入FPGA。FPGA将秒信号S1或S2与温补晶振的5MHz频率信号合成，生成并行时间码毫秒以下信号。当秒信号S1或S2上升沿触发时，将并行时间码秒以上信号与毫秒以下信号同步输出到时间信息光学编码单元。

所述的时间信息光学编码单元接收标准时间形成单元发送的并行时间码信号，并行时间码通过点阵模块显示出来。点阵模块采用直接跃迁材料的LED发光二极管作为光源组成点阵，1个发光二极管代表1位时间信息，显示内容包括32位并行时间码和光电经纬仪时间同步精度检测系统的点阵发光频率，一共36个发光二极管。

所述的点阵光信号输出单元以点阵形式输出当前时间的32位并行时间码，供被检测的光电经纬仪实时拍摄。光电经纬仪将实时拍摄的点阵图像以BMP格式的文件保存在自身的存储系统中，在BMP格式的文件的包头内还存放光电经纬仪自身记录的该幅图像的曝光时刻。

所述的点阵图像判读模块对光电经纬仪存储系统中的BMP格式的文件进行图形与包头数据的提取与分离，从拍摄的该幅图像中获取曝光时刻T₁，从BMP格式文件的包头内获取所记录的曝光时刻T₂。将T₁与T₂作差，将获得的多次差值取平均确定该光电经纬仪的时间同步精度。

本发明的光电经纬仪时间同步精度检测方法，包含以下步骤：

步骤A、在光电经纬仪镜头前方放置光电经纬仪时间同步精度检测系统，使光电经纬仪时间同步精度检测系统呈现的点阵图像画幅面积占据光电经纬仪视场的70％～90％，进入步骤B；

步骤B、设置光电经纬仪、光电经纬仪时间同步精度检测系统工作在相同的时间源下，设置光电经纬仪时间同步精度检测系统的点阵发光频率与光电经纬仪的拍摄频率相同，进入步骤C；

步骤C、设置光电经纬仪拍摄图像的曝光脉冲宽度为1ms，设置光电经纬仪时间同步精度检测系统的发光脉冲宽度为1ms，进入步骤D；

步骤D、设置光电经纬仪时间同步精度检测系统的点阵发光延时参数(即循环次数)，使点阵发光时间以1ms为单位步进，直到光电经纬仪可以拍摄到光电经纬仪时间同步精度检测系统呈现的点阵图像，进入步骤E；

步骤E、光电经纬仪拍摄光电经纬仪时间同步精度检测系统呈现的点阵图像，并将记录图像存储到光电经纬仪的图像存储单元中，进入步骤F；