● 摘要
遥感测量技术对资源勘测、自然灾害与环境检测等都发挥着不可替代的作用,但由于外界的干扰作用,造成遥感测量成像失真。因此,为了实现高分辨率的遥感成像,必须利用位置姿态测量系统(Position and Orientation System,POS)实时获取航空遥感设备高精度的位置姿态信息,对遥感测量数据进行高精度的几何校正和运动补偿。但为了确保POS正常有效的使用,需要对POS系统参数进行实时检测,并实现对POS工作状态的监督与控制。本文针对POS实时监控的迫切需求,开展了POS实时监控软件研究及设计。论文的主要工作如下:
1、针对POS的工作原理和组成结构,详细叙述了惯性测量(Inertial Measurement Unit, IMU)单元和POS计算机系统(POS Computer System, PCS)单元的结构特点和性能特性,并分析了POS应用中存在的各种误差,并提出了POS实时软件的总体设计需求。
2、针对原有POS与监控上位机间通信系统采用的单一、低速的串口通信导致通信的低效和稳定性差等问题,开展了POS与监控上位机间通信系统的优化设计,提出了串口通信和基于TCP/IP协议的以太网通信并行的设计方案。通过分析遥感载荷应用需求和POS各工作模块的功能,提出了POS实时监控软件的设计架构,分析了其中的关键技术。
3、针对POS通信系统中网口和串口并行通信的设计方案,以FPGA为控制器设计了串口通信和网口通信的硬件电路,并使用verilog语言编写了通信系统的软件驱动程序。
4、在VC++6.0开发平台下,对上位机监控软件进行了分块设计:①界面设计;②通信程序;③监控程序;④参数设置程序;⑤数据存储;⑥可靠性设计。
最后,针对POS实时监控软件的实际应用要求,开展了监控软件的性能测试和可靠性试验,验证了监控软件在实际使用中的可靠性和监控效果。
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