衛(wèi)星激光測距儀檢測系統(tǒng)
衛(wèi)星激光測距儀檢測系統(tǒng)
提 要
針對衛(wèi)星激光測距儀的幾個關(guān)健設(shè)備，建立了一套檢測系統(tǒng)。介紹了該檢測系統(tǒng)的方法、原理
以及實際應(yīng)用情況。
主題詞：衛(wèi)星激光測距一輔助系統(tǒng)一檢測系統(tǒng)
1 引 言
衛(wèi)星激光測距系統(tǒng)涉及的儀器眾多，如跟蹤設(shè)備、時頻系統(tǒng)等。這些設(shè)備在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用，其中任何一個設(shè)備不正常工作都將導(dǎo)致測距的失敗。針對這種情況，我們建立了一套用于檢查激光測距儀的幾個關(guān)健設(shè)備的檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括對10MHz信號、氣象儀器、跟蹤設(shè)備、計數(shù)設(shè)備、自動對時裝置和激光器等6個部分的檢測。其特點是檢測對象相對獨立，互不影響，能較快地分析出故障原因，并且在檢測到錯誤后，給予充足的報錯信息，操作者根據(jù)檢測的信息，可以有針對性地采取措施，排除故障，盡早地恢復(fù)正常觀測。
2 檢測方法和原理
設(shè)計的檢測系統(tǒng)程序建立在Windows環(huán)境下，以Visual Basic 5．0為操作界面，利用計算機與設(shè)備的交互作用來檢測各設(shè)備。圖1是運行操作界面，可對系統(tǒng)的6個部分進行檢測。其中的自動對時裝置和氣象儀器是通過通訊端口與計算機交互來實現(xiàn)設(shè)備的檢測，其余的是利用
圖1 檢測系統(tǒng)主界面Fig．1 Maininterfaced cIleckil1g system20O2年1月25日收到．
Visual C開發(fā)產(chǎn)生具有控制功能模塊的OCX控件，由Visual Basic調(diào)用，與硬件設(shè)備的交互，來實現(xiàn)設(shè)備的檢測工作。下面對6個部分按五段分別予以介紹。
2．1自動對時裝置和氣象儀器的檢測
自動對時裝置是用來對測距系統(tǒng)提供起始標準時刻的設(shè)備。該裝置的檢測是通過GPS接收機串口與計算機交互來實現(xiàn)的。當計算機打開端口并向自動對時裝置發(fā)送對鐘請求后，對時裝置便返回給計算機一串字符，該字符中包含了日期、時刻以及結(jié)束標志符信息，對該字符串的處理便可得到當天的日期、與UTC同步的開始時刻。利用計算機的內(nèi)部計數(shù)器累加，可以顯示時間。之后，每隔若干秒對時一次。如果檢測系統(tǒng)在規(guī)定時間內(nèi)不能得到對時裝置傳來的字符串的信息，則認為交互失敗，隨后給出報錯信息，指出問題原因。氣象儀器可以提供觀測現(xiàn)場的氣壓、溫度、濕度信息。與比對時間裝置的檢測過程類似，氣象儀器連接到計算機通訊口，在端口開啟后，也是以字符串形式向系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后在檢測界面上顯示出來(見圖2)。檢測系統(tǒng)開啟后每隔數(shù)秒鐘檢測一次氣象儀器，更新當前的氣象數(shù)據(jù)，一旦系統(tǒng)無法接收到氣象儀器傳來的信號，則報錯，圖2下部是檢測出錯誤后所提供的報錯信息，操作者可根據(jù)此信息，按步驟檢查排除故障即可。
圖2 報錯信息一例測厚儀| 測速儀| 轉(zhuǎn)速表| 壓力表| 壓力計| 真空表| 硬度計| 探傷儀| 電子稱| 熱像儀| 頻閃儀| 測高儀| 測距儀| 金屬探測器| 試驗機| 扭力計| 流速儀| 粗糙度儀| 流量計| 平衡儀|
2．2激光器狀態(tài)的檢測
激光器狀態(tài)的檢測是通過激光點火與主波信號的延遲時間來推斷激光器工作是否正常。一般情況下，延遲時間都在一定的范圍之內(nèi)，若超過此范圍，則說明激光器狀態(tài)有問題。在界面上顯示激光出光率的進程圖，出光率計算由m／N來統(tǒng)計，其中Ⅳ 是發(fā)射激光指令的總rrt是在Ⅳ次中有正常延遲值個數(shù)。檢測系統(tǒng)根據(jù)此出光比例給出激光器的工作狀況，并指出不正常原因。
2．3跟蹤設(shè)備的檢測
跟蹤設(shè)備的穩(wěn)定可靠是測距順利進行的保證。檢測系統(tǒng)根據(jù)觀測對象的不同、跟蹤要求不同，將檢測分為定位定點跟蹤、慢速跟蹤和快速跟蹤三種情況(圖3)。定點跟蹤即通過人工輸入某個方位、高度值，跟蹤裝置根據(jù)所給定的點位自動跟蹤到位。同時在圖上給出跟蹤的穩(wěn)定情況，這部分與軌道預(yù)報無關(guān)，可反映伺服系統(tǒng)的驅(qū)動能力。慢速跟蹤通過跟蹤恒星來反映系統(tǒng)的慢速驅(qū)動能力�？焖俑櫢鶕�(jù)事先給定的某一衛(wèi)星預(yù)報軌道，進行模擬跟蹤。在圖3左下方的天球圖中顯示整個跟蹤過程，其中粗的圓點是望遠鏡的實際位置，細線是預(yù)報軌道。在圖3右下方是方位、高度跟蹤穩(wěn)定情況。用不同顏色來表示跟蹤誤差大小。另外還實時給出跟蹤誤差的均值和中誤差，便于分析判斷。
圖3 檢測跟蹤設(shè)備界面
2．4計數(shù)器的檢測
目前，我們使用的是惠普公司生產(chǎn)的HP5370B通用計數(shù)器。該計數(shù)器與計算機交互是用“只讀”(talkonly)方式進行的。計算機向計數(shù)器發(fā)出指令，計數(shù)器接收指令并作出響應(yīng)并將結(jié)果返回計算機。此過程通過mDev()函數(shù)實現(xiàn)。當計數(shù)器工作不正常時，通過檢測此函數(shù)，可以檢測出問題的所在。
2．5 10MHz信號的檢測
10MHz信號來自于GPS接收機，再通過綜合控制板將此信號整形，送到與計算機相聯(lián)的計數(shù)器板，作為其板的標準頻率源。當計數(shù)到10MHz次后，應(yīng)正好用時1秒。我們利用此特性，在檢測系統(tǒng)中模擬一個比它慢的計數(shù)器，同時開啟計數(shù)，經(jīng)過若干時間，比較兩個計數(shù)器值。若由10MHz供源的計數(shù)器的值小于另一計數(shù)器，則說明10MHz信號有問題，檢測系統(tǒng)將報錯，原因可能是外部提供的頻率源有問題或整形電路的問題。自從建立了檢測系統(tǒng)，對問題排除更加有針對性，更加及時，提高了檢查效率。一般操作者也可根據(jù)檢測程序的檢測結(jié)果進行檢測和處理。該檢測系統(tǒng)還不十分完善，檢測對象有限。下一步檢測工作將深入硬件底層，包括檢測接口電路、各控制板等，針對性更強，功能更多。
參考文獻
1 龔向東．博士后研究工作報告，上海：中國科學(xué)院上海天文臺，1998
2 黃力，龔向東，楊福民．上海天文臺年刊，1999，20：．123
發(fā)布人：2010/8/16 9:43:00931
發(fā)布時間：2010/8/16 9:43:00
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