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高精度脉冲激光测距关键技术研究  
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【英文题名】 Research on Key Technology of High Precision Pulsed Laser Ranging
【作者】 严培辉;
【导师】 陈殿仁;
【学位授予单位】 长春理工大学;
【学科专业名称】 信息与通信工程
【学位年度】 2017
【论文级别】 硕士
【网络出版投稿人】 长春理工大学
【网络出版投稿时间】 2017-10-26
【关键词】 脉冲激光测距; 现场可编程门阵列; 时间测量单元; 可控增益放大;
【英文关键词】 Pulsed Laser Ranging; Field Programmable Gate Array; Time Measurement Unit; Controllable Gain Amplifier;
【中文摘要】 脉冲激光测距具有测量距离远,测距精度高,指向性好等优点,被广泛应用于空间交会对接、卫星定位导航、雷达、通信、地形测绘等领域。本文分析了测距误差产生的原因并建立了误差模型;设计了脉冲激光驱动电路,减小了脉冲激光信号的脉宽,增大了激光驱动电流,在负载电阻1?供电电压60V的条件下输出脉宽可达8ns,输出电流可达20A;根据回波信号幅度的变化特征,设计了可控增益放大电路,有效的控制了回波信号的幅度变化,减小了接收功率漂移误差;通过理论建模和分析,设计了恒比例时刻鉴别电路,减小了时刻鉴别点漂移误差;在系统控制、通信和信号处理方面,设计了基于FPGA的核心处理单元,通过多层状态机之间相互嵌套提高了系统的测量频率。系统通过FPGA核心控制单元控制和读取时间间隔测量单元,使系统的测距精度达到了30cm,测程达到了1500m。在测量区间内对标定的距离进行了大量的测量实验,验证了系统定点测量精度,分析了时间间隔测量单元内部噪声源对测量结果的影响,最后通过对不同距离的多次测量验证了系统在整个测量区间内的线性度。
【英文摘要】 Pulsed laser ranging has been widely used in the fields of space rendezvous and docking,satellite navigation,radar,communication,topography and so on,which has many merits such as far distance measurement,high precision of ranging and good directivity.In this thesis,the cause of the ranging error was analyzed and the model of the ranging error was established.The pulsed laser drive circuit was designed to reduce the pulse width of the pulsed laser signal and increase the laser drive current,The output pulse...
【更新日期】 2017-12-12

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