衛星激光測距儀檢測系統
衛星激光測距儀檢測系統
提 要
針對衛星激光測距儀的幾個(gè)關(guān)健設備，建立了一套檢測系統。介紹了該檢測系統的方法、原理
以及實(shí)際應用情況。
主題詞：衛星激光測距一輔助系統一檢測系統
1 引 言
衛星激光測距系統涉及的儀器眾多，如跟蹤設備、時(shí)頻系統等。這些設備在整個(gè)系統中起著(zhù)十分重要的作用，其中任何一個(gè)設備不正常工作都將導致測距的失敗。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(gè)關(guān)健設備的檢測系統，該系統包括對10MHz信號、氣象儀器、跟蹤設備、計數設備、自動(dòng)對時(shí)裝置和激光器等6個(gè)部分的檢測。其特點(diǎn)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，盡早地恢復正常觀(guān)測。
2 檢測方法和原理
設計的檢測系統程序建立在Windows環(huán)境下，以Visual Basic 5．0為操作界面，利用計算機與設備的交互作用來(lái)檢測各設備。圖1是運行操作界面，可對系統的6個(gè)部分進(jìn)行檢測。其中的自動(dòng)對時(shí)裝置和氣象儀器是通過(guò)通訊端口與計算機交互來(lái)實(shí)現設備的檢測，其余的是利用
圖1 檢測系統主界面Fig．1 Maininterfaced cIleckil1g system20O2年1月25日收到．
Visual C開(kāi)發(fā)產(chǎn)生具有控制功能模塊的OCX控件，由Visual Basic調用，與硬件設備的交互，來(lái)實(shí)現設備的檢測工作。下面對6個(gè)部分按五段分別予以介紹。
2．1自動(dòng)對時(shí)裝置和氣象儀器的檢測
自動(dòng)對時(shí)裝置是用來(lái)對測距系統提供起始標準時(shí)刻的設備。該裝置的檢測是通過(guò)GPS接收機串口與計算機交互來(lái)實(shí)現的。當計算機打開(kāi)端口并向自動(dòng)對時(shí)裝置發(fā)送對鐘請求后，對時(shí)裝置便返回給計算機一串字符，該字符中包含了日期、時(shí)刻以及結束標志符信息，對該字符串的處理便可得到當天的日期、與UTC同步的開(kāi)始時(shí)刻。利用計算機的內部計數器累加，可以顯示時(shí)間。之后，每隔若干秒對時(shí)一次。如果檢測系統在規定時(shí)間內不能得到對時(shí)裝置傳來(lái)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(wèn)題原因。氣象儀器可以提供觀(guān)測現場(chǎng)的氣壓、溫度、濕度信息。與比對時(shí)間裝置的檢測過(guò)程類(lèi)似，氣象儀器連接到計算機通訊口，在端口開(kāi)啟后，也是以字符串形式向系統提供數據，經(jīng)處理后在檢測界面上顯示出來(lái)(見(jiàn)圖2)。檢測系統開(kāi)啟后每隔數秒鐘檢測一次氣象儀器，更新當前的氣象數據，一旦系統無(wú)法接收到氣象儀器傳來(lái)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| 轉速表| 壓力表| 壓力計| 真空表| 硬度計| 探傷儀| 電子稱(chēng)| 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(guò)激光點(diǎn)火與主波信號的延遲時(shí)間來(lái)推斷激光器工作是否正常。一般情況下，延遲時(shí)間都在一定的范圍之內，若超過(guò)此范圍，則說(shuō)明激光器狀態(tài)有問(wèn)題。在界面上顯示激光出光率的進(jìn)程圖，出光率計算由m／N來(lái)統計，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(gè)數。檢測系統根據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跟蹤設備的檢測
跟蹤設備的穩定可靠是測距順利進(jìn)行的保證。檢測系統根據觀(guān)測對象的不同、跟蹤要求不同，將檢測分為定位定點(diǎn)跟蹤、慢速跟蹤和快速跟蹤三種情況(圖3)。定點(diǎn)跟蹤即通過(guò)人工輸入某個(gè)方位、高度值，跟蹤裝置根據所給定的點(diǎn)位自動(dòng)跟蹤到位。同時(shí)在圖上給出跟蹤的穩定情況，這部分與軌道預報無(wú)關(guān)，可反映伺服系統的驅動(dòng)能力。慢速跟蹤通過(guò)跟蹤恒星來(lái)反映系統的慢速驅動(dòng)能力�？焖俑櫢鶕孪冉o定的某一衛星預報軌道，進(jìn)行模擬跟蹤。在圖3左下方的天球圖中顯示整個(gè)跟蹤過(guò)程，其中粗的圓點(diǎn)是望遠鏡的實(shí)際位置，細線(xiàn)是預報軌道。在圖3右下方是方位、高度跟蹤穩定情況。用不同顏色來(lái)表示跟蹤誤差大小。另外還實(shí)時(shí)給出跟蹤誤差的均值和中誤差，便于分析判斷。
圖3 檢測跟蹤設備界面
2．4計數器的檢測
目前，我們使用的是惠普公司生產(chǎn)的HP5370B通用計數器。該計數器與計算機交互是用“只讀”(talkonly)方式進(jìn)行的。計算機向計數器發(fā)出指令，計數器接收指令并作出響應并將結果返回計算機。此過(guò)程通過(guò)mDev()函數實(shí)現。當計數器工作不正常時(shí)，通過(guò)檢測此函數，可以檢測出問(wèn)題的所在。
2．5 10MHz信號的檢測
10MHz信號來(lái)自于GPS接收機，再通過(guò)綜合控制板將此信號整形，送到與計算機相聯(lián)的計數器板，作為其板的標準頻率源。當計數到10MHz次后，應正好用時(shí)1秒。我們利用此特性，在檢測系統中模擬一個(gè)比它慢的計數器，同時(shí)開(kāi)啟計數，經(jīng)過(guò)若干時(shí)間，比較兩個(gè)計數器值。若由10MHz供源的計數器的值小于另一計數器，則說(shuō)明10MHz信號有問(wèn)題，檢測系統將報錯，原因可能是外部提供的頻率源有問(wèn)題或整形電路的問(wèn)題。自從建立了檢測系統，對問(wèn)題排除更加有針對性，更加及時(shí)，提高了檢查效率。一般操作者也可根據檢測程序的檢測結果進(jìn)行檢測和處理。該檢測系統還不十分完善，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 9:43:00923
發(fā)布時(shí)間：2010/8/16 9:43:00
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