论文部分内容阅读
随着国家建设的不断发展，对大型工程的建设、施工、维护等要求越来越高。高精度远距离无合作目标测距便成为了测绘仪器行业急需解决的一项关键技术，对该技术的研究既具有前沿性，又具有实用性。本文的重点是对高精度脉冲激光测距时刻鉴别技术进行较为深入和系统的研究。 首先对高精度脉冲激光时刻鉴别原理进行了分析。采用RLC振荡成形方法，将单极性回波脉冲信号转化为双极性信号，以双极性脉冲的过零点作为定时时刻点。通过分析仿真表明:双极性脉冲的过零点不受脉冲幅值变化的影响，因此采用这种方法可以有效地减小因脉冲幅值引起的定时误差。 根据脉冲激光时刻鉴别原理对接收通道系统电路进行了设计，包括光电转换与前置放大、APD偏置高压电路、脉冲滤波成形和主放大器电路，重点介绍了由APD组成的光电转换及前置放大和APD高压偏置等电路的设计，分析了APD高压偏置等电路元器件参数对其性能的影响，通过实验验证了所设计的接收通道电路达到设计要求。 对高精度双阈值过零定时鉴别系统电路进行了设计，该电路由具有低延时时间抖动的ECL高速比较器芯片ACDMP581、ECL/TTL电平转换等高速电路组成。设计了FPGA控制模块，实现对双阈值过零定时鉴别系统的使能和输出控制，最终完成了对双阈值过零定时鉴别系统的设计。 最后对整个高精度双阈值时刻鉴别系统的误差进行了分析，主要对系统随机噪声、定时比较器延迟分析，并对定时比较器延迟误差进行补偿。 在现有的激光脉冲测距仪基础上，将接收通道和时刻鉴别电路替换成本文所设计的电路，组成激光脉冲测距实验装置。在工厂基线上进行测距实验，测距精度优于3±2ppm，达到了设计要求。