光电经纬仪无线通讯系统数据传输延迟时间的检测方法

摘要

光电经纬仪无线通讯系统数据传输延迟时间的检测方法，属于光电检测技术领域中涉及的一种检测方法。要解决的技术问题：提供一种光电经纬仪无线通讯系统数据传输延迟时间的检测方法。解决的技术方案包括建立高精度时钟靶标、完成光电经纬仪靶场布站，建立无线通讯链路、在各分站放置高精度时钟靶标，使各时钟靶标在对应分站光电经纬仪视场内成像清晰、主站建立高精度授时卡、实现主站与各分站间图像传输、提取图像时间信息，与主站授时卡时间信息做差，并完成差值存储、持续传输数据2小时，对每帧图像完成差值存储、对差值序列进行数据处理，得出数据传输延迟最长时间、平均时间及方差指标，完成光电经纬仪无线通讯系统数据传输延迟时间评估。

主权项

1.光电经纬仪无线通讯系统数据传输延迟时间的检测方法，其特征在于：包括建立高精度时钟靶标（1）、完成光电经纬仪靶场布站，主站与各分站间建立无线通讯链路（2）、在各分站放置高精度时钟靶标，使各时钟靶标在对应分站光电经纬仪视场内成像清晰（3）、建立高精度授时卡，并集成于主站图像接收计算机中（4）、开启无线通讯系统，实现主站与各分站间图像数据实时传输（5）、主站接收图像并提取时间信息，与主站授时卡时间信息做差，并完成差值存储（6）、持续传输数据2小时，对每帧图像数据按步骤（6）的操作完成差值存储（7）、对差值序列进行数据处理，得出数据传输延迟最长时间、平均时间及方差指标（8），从而完成光电经纬仪无线通讯系统数据传输延迟时间评估，具体方法步骤为：步骤一、建立一套高精度时钟靶标（1）；包括中央控制器（9）、GPS接收机（10）、温补晶振（11）、FLASH存储器（12）、驱动电路（13）、LED显示屏（14）、电源系统（15）；电源系统（15）分别与其它各模块相连，为系统供电，GPS接收机（10）与中央控制器（9）连接，双向传输信号，温补晶振（11）的输出端与中央控制器（9）的I/O端口相连，中央控制器（9）与FLASH存储器（12）以SPI方式连接，双向传输信息，中央控制器（9）的输出端与驱动电路（13）的输入端连接，驱动电路（13）的输出端与LED显示屏（14）的输入端连接；中央控制器（9）采用现场可编程门阵列（FPGA）实现，其主要功能是结合GPS接收机（10）和温补晶振（11）实现ms级的时间录入，并通过驱动电路驱动LED显示屏，实现ms级时间信息的显示，屏幕刷新周期为1ms；GPS接收机（10）向中央控制器（9）提供精确的时间信息和1pps脉冲，1pps秒脉冲用于校正温补晶振的边沿；温补晶振（11）用于向中央控制器（9）提供高稳定度的输入频率，中央控制器（9）根据温补晶振（11）的输入频率完成分频，从而实现ms级授时；FLASH存储器（12）用于存储中央控制器（9）的程序代码，系统上电时为中央控制器（9）加载程序；驱动电路（13）接收中央控制器（9）的输出时间码，并驱动LED显示屏完成时间显示；LED显示屏（14）用于显示ms级精度时间信息，其显示格式是“时：分：秒：毫秒”；步骤二、完成光电经纬仪靶场布站，主站与各分站间建立无线通讯链路（2）； 一个完整的光电经纬仪测量系统通常由一个主站和两个或多个分站组成，主站主要对各分站传送来的数据信息进行处理、存储，并向各分站下达指令，协调各分站工作，每个分站有一个光电经纬仪，用于进行实际观测；光电经纬仪测量系统能够在靶场任意位置灵活布站，对各分站进行编号，并在主站与各分站间建立稳定的无线通讯链路，保持无线通讯系统的信噪比在50%～90%，可以实现数据传输；步骤三、在各分站放置高精度时钟靶标，使各分站的时钟靶标对应分站光电经纬仪视场内成像清晰（3）；时钟靶标需正对相应分站光电经纬仪的主镜，适当调整靶标与分站光电经纬仪主镜的距离，保证显示器清晰的分辨出靶标显示的时间信息；步骤四、建立高精度授时卡，并集成于主站图像接收计算机中（4）；包括中央控制器（16）、GPS接收机（17）、温补晶振（18）、FLASH存储器（19）、PCI接口电路（20）、电源系统（21）；电源系统（21）分别与其它各模块相连，为系统供电，GPS接收机（17）与中央控制器（16）连接，双向传输信号，温补晶振（18）的输出端与中央控制器（16）的I/O端口相连，中央控制器（16）与FLASH存储器（19）以SPI方式连接，双向传输信号，中央控制器（16）的I/O端口与PCI接口电路（20）的端口对应连接；中央控制器（16）采用现场可编程门阵列（FPGA）实现，其主要功能是结合GPS接收机（17）和温补晶振（18）实现ms级的时间录入，并通过PCI接口电路（20）利用计算机的PCI总线将ms级时间码传送至图像接收计算机中，数据刷新周期为1ms；GPS接收机（17）向中央控制器（16）提供精确的时间信息和1pps脉冲，1pps秒脉冲用于校正温补晶振的边沿；温补晶振（18）用于向中央控制器（16）提供高稳定度的输入频率，中央控制器（16）根据温补晶振（18）的输入频率完成分频，从而实现ms级授时；FLASH存储器（19）用于存储中央控制器（16）的程序代码，系统上电时为中央控制器（16）加载程序；PCI接口电路（20）将中央控制器输出的ms级时间信息编码通过PCI总线传输至图像接收计算机中，其传输格式是“时： 分：秒：毫秒”；步骤五、开启无线通讯系统，实现各分站图像数据对主站实时传输（5）；将各分站采集的靶标图像实时传输至主站图像接收计算机中；步骤六、主站接收图像并提取时间信息，与主站授时卡时间信息做差，并完成差值存储（6）；主站图像接收计算机实时接收各分站传输的时钟靶标图像，从图像中提取出ms级时间信息t_if，同时通过图像接收计算机的高精度授时卡读入此刻的当地ms级精确时间t_iz，并求取两时间之差△t_i = t_iz - t_if，△t_i 即是该图像在无线通讯系统中传输的总延时，将△t_i存入图像接收计算机的指定位置；步骤七、持续传输数据2小时，对每帧图像数据按步骤（6）的操作完成差值存储（7）；保持2小时无线数据传输，重复执行步骤（6）操作，记录每帧时钟靶标图像数据传输总延时△t_i ，并根据分站的不同对各分站图像数据传输总延时△t_i进行分别存储，从而形成N个分站无线通讯数据传输延迟时间序列{△t_i}，N为光电经纬仪测量系统分站总数；步骤八、对差值序列进行数据处理，得出数据传输延迟最长时间、平均时间及方差指标（8）；对N个分站无线通讯数据传输延迟时间序列{△t_i}分别进行数据处理，得出每个分站与主站无线通讯图像数据传输最长延迟时间△t_fmax、延迟平均时间以及方差n为分站无线通讯数据传输延迟时间序列{△t_i }的容量，从而对光电经纬仪测量系统每个分站与主站间无线通讯系统数据传输延迟时间进行客观全面的评价，最后再将N个分站无线通讯数据传输延迟时间序列组合成一个光电经纬仪测量系统无线通讯数据传输延迟时间序列，对该序列进行数据处理，得出该光电经纬仪测量系统整体的图像数据传输最长延迟时间△t_smax，延迟平均时间以及方差N×n为光电经纬仪测量系统无线通讯数据传输延迟时间序列的容量。