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紫外临边成像光谱仪时间同步系统的优化

代霜 王槐 于涛 宋克非

代霜, 王槐, 于涛, 宋克非. 紫外临边成像光谱仪时间同步系统的优化[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2270-2276.
引用本文: 代霜, 王槐, 于涛, 宋克非. 紫外临边成像光谱仪时间同步系统的优化[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2270-2276.
Dai Shuang, Wang Huai, Yu Tao, Song Kefei. Optimization design of time synchronization system in ultraviolet limb imaging spectrometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(7): 2270-2276.
Citation: Dai Shuang, Wang Huai, Yu Tao, Song Kefei. Optimization design of time synchronization system in ultraviolet limb imaging spectrometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(7): 2270-2276.

紫外临边成像光谱仪时间同步系统的优化

基金项目: 

国家自然科学基金(41105014)

详细信息
    作者简介:

    代霜(1982-),女,助理研究员,硕士,主要从事空间光学遥感器的通讯及控制方面的研究。Email:dai-dai123@163.com

  • 中图分类号: V447.3

Optimization design of time synchronization system in ultraviolet limb imaging spectrometer

  • 摘要: 为了提高紫外临边成像光谱仪的系统在轨时间同步精度,提出了采用参考时钟源计算时钟漂移率的方法。对光谱仪的时间系统工作原理进行了分析,利用光谱仪系统中的1553 B 接口芯片的时标单元作为参考时钟源,获得连续的样本数据,确定了线性拟合计算时钟漂移率,实现对时钟漂移进行动态补偿和光谱仪时间系统优化。给出了基于GPS 时钟源的实时检测方法,采用高速FPGA 芯片设计了时间同步系统;应用仿真测试设备,记录光谱仪时间同步误差的动态变化,实现了动态测量优化后的光谱仪时间同步误差的目的。实验结果表明:优化后的系统实际测量开始时间误差13 ms,不同测量持续时间下的测量结束误差466.8 ms,不同积分时间下的测量结束误差362.5 ms,满足光谱仪数据反演精度时间系统误差512 ms 的要求。
  • [1]
    [2] Xue Qingsheng. The study on limb imaging spectrometer for space-based atmospheric remote sensing [D]. Changchun: Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Science, 2010: 9-10. (in Chinese) 薛庆生. 用于空间大气遥感的临边成像光谱仪研究[D]. 长春: 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 2010: 9-10.
    [3] Wang Zijun. Study on retrieval of atmospheric trace gas concentrations from satellite based limb radiance [D]. Changchun: Jilin University, 2011: 132-133. (in Chinese) 汪自军. 基于卫星临边辐射的大气痕量气体含量反演研究 [D]. 长春: 吉林大学, 2011: 132-133.
    [4]
    [5] Chen Shengbo. A new technique for atmospheric chemistry observation[C]//SPIE, 2006, 6031: 6031OR.
    [6]
    [7] Sundararaman B, Buy U, Kshemkalyani A D. Clock synchronization for wireless sensor networks: A survey [J]. Elsevier Ad Hoc Network, 2005, 3(3): 281-323.
    [8]
    [9] Xue Qingsheng. Desi gn of wild field of view off-axis three mirror system for hyperspectralimager[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(4): 942-946. (in Chinese) 薛庆生. 用于高光谱成像仪的大视场离轴三反系统设计 [J]. 红外与激光工程, 2012, 41(4): 942-946.
    [10]
    [11]
    [12] Mao Yingtai. The Theory of Error and Analysis of Accuracy [M]. Beijing: National Defence Industry Press, 1982: 27-28. (in Chinese) 毛英泰. 误差理论与精度分析[M]. 北京: 国防工业出版社, 1982: 27-28.
    [13]
    [14] Wu Xingxing, Liu Jinguo. Optimization and real-time measurement of time system in three-line stereo mapping camera [J]. Opt Precision Eng, 2012, 20(5): 1022-1028. (in Chinese) 武星星, 刘金国. 三线阵立体测绘相机时间系统优化与实时检测[J]. 光学精密工程, 2012, 20(5): 1022-1028.
    [15] Mu Xing, Hu Jun, Song Qichang, et al. Time synchronization of integrated testing system of space camera [J]. Opt Precision Eng, 2010, 18(6): 1436-1443. (in Chinese) 穆欣, 胡君, 宋启昌, 等. 空间相机集成测试系统的时钟同步[J]. 光学精密工程, 2010, 18(6): 1436-1443.
    [16]
    [17]
    [18] Thomas S Z, Charbiwala J, Friedman Y H, et al. Exploiting manufacturing variations for compensating environment-induced clock drift in time synchronization [J]. Performance Evaluation Review, 2008, 36(1): 428-431.
    [19]
    [20] Wang Gang, Huang Fei, Qiao Chunjie, et al. Research of clock synchronization in distributed network [J]. Chinese Journal of Scientific Instrument, 2008, 29(11): 2399-2403. (in Chinese) 王刚, 黄飞, 乔纯捷, 等. 分布式网络时钟同步研究[J]. 仪器仪表学报, 2008, 29(11): 2399-2403.
    [21] Chen Chong, Li Hao. The influence of crystal stability on time synchronization accuracy of IEEE1588[J]. Communications Technology, 2011, 44(2): 67-69. (in Chinese) 陈重,李浩. 晶振稳定度对IEEE1588 的影响研究[J]. 通信技术, 2011, 44(2): 67-69.
  • [1] 赵海博, 刘彦丽, 杨雯铄, 苏云, 高大化, 孙权森, 赵慧洁.  双通道衍射计算成像光谱仪系统 . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20220077-1-20220077-8. doi: 10.3788/IRLA20220077
    [2] 刘巧莉, 刘畅, 王艺潼, 郝凌翔, 黄永清, 胡安琪, 郭霞.  硅单光子探测器研制及其在高精度星地时间比对中应用(特邀) . 红外与激光工程, 2021, 50(1): 20211004-1-20211004-7. doi: 10.3788/IRLA20211004
    [3] 李彬, 雷宏杰.  机载光学大气数据系统数据反演精度分析 . 红外与激光工程, 2021, 50(8): 20200429-1-20200429-6. doi: 10.3788/IRLA20200429
    [4] 黄佳鹏, 邢艳秋, 秦磊, 夏婷婷.  ICESat-2/ATLAS数据反演林下地形精度验证 . 红外与激光工程, 2020, 49(11): 20200237-1-20200237-10. doi: 10.3788/IRLA20200237
    [5] 刘如军, 马成, 施卫, 惠兆宇, 杭玉桦.  纳秒半导体激光器的时间抖动和触发同步特性 . 红外与激光工程, 2020, 49(6): 20200147-1-20200147-5. doi: 10.3788/IRLA20200147
    [6] 郭明, 周玉泉, 陈才, 周志杰, 郭可才.  北斗导航授时的移动激光雷达测量系统时间同步装置设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(S2): 20200362-20200362. doi: 10.3788/IRLA20200362
    [7] 黄婷, 缪存孝, 万双爱, 田晓倩, 李瑞, 叶建川.  基于LabVIEW的Xe核自旋横向弛豫时间自动测试系统 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1013005-1013005(7). doi: 10.3788/IRLA201948.1013005
    [8] 黄民双, 刘晓晨, 马鹏.  脉冲飞行时间激光测距系统中周期误差补偿 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 317004-0317004(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0317004
    [9] 刘先一, 张志利, 周召发, 张西辉, 杨上.  基于数字天顶仪的时间标定方法 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1017007-1017007(6). doi: 10.3788/IRLA201775.1017007
    [10] 郭文杰, 闫召爱, 胡雄, 郭商勇, 程永强.  532nm测风激光雷达长时间稳频系统 . 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 87-91. doi: 10.3788/IRLA201645.S130004
    [11] 殷世民, 梁永波, 朱健铭, 梁晋涛, 陈真诚.  傅里叶变换红外成像光谱仪实时光谱复原FPGA芯片系统研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3580-3586.
    [12] 吴军, 王海伟, 郭颖, 洪光烈, 何志平, 徐卫明, 舒嵘.  资源有限FPGA的多通道时间-数字转换系统 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1208-1217.
    [13] 张宁, 刘宇龙, 吴嘉辉, 徐熙平.  微型光谱仪的CCD 数据采集系统设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 141-147.
    [14] 张月, 苏云, 王彬, 郑国宪, 张鹏斌.  用于月球矿物探测的LCTF成像光谱仪热控系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 3963-3968.
    [15] 李子扬, 钱永刚, 申庆丰, 王宁, 刘耀开, 马灵玲, 孔祥生.  基于高光谱数据的叶面积指数遥感反演 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 944-949.
    [16] 闫兴涛, 杨建峰, 薛彬, 马小龙, 赵意意, 卜凡.  Offner型成像光谱仪前置光学系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2712-2717.
    [17] 张庭成, 廖志波.  离轴三反成像光谱仪光学系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1863-1865.
    [18] 罗茂捷, 周金梅, 傅景能, 廖胜.  考虑积分时间变量的红外系统辐射响应定标 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 36-40.
    [19] 岱钦, 耿岳, 李业秋, 张乐, 郝永平.  利用TDC-GP21的高精度激光脉冲飞行时间测量技术 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1706-1709.
    [20] 王美钦, 王忠厚, 白加光.  成像光谱仪的离轴反射式光学系统设计 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 167-172.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-11-08
  • 修回日期:  2013-12-03
  • 刊出日期:  2014-07-25

紫外临边成像光谱仪时间同步系统的优化

    作者简介:

    代霜(1982-),女,助理研究员,硕士,主要从事空间光学遥感器的通讯及控制方面的研究。Email:dai-dai123@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(41105014)

  • 中图分类号: V447.3

摘要: 为了提高紫外临边成像光谱仪的系统在轨时间同步精度,提出了采用参考时钟源计算时钟漂移率的方法。对光谱仪的时间系统工作原理进行了分析,利用光谱仪系统中的1553 B 接口芯片的时标单元作为参考时钟源,获得连续的样本数据,确定了线性拟合计算时钟漂移率,实现对时钟漂移进行动态补偿和光谱仪时间系统优化。给出了基于GPS 时钟源的实时检测方法,采用高速FPGA 芯片设计了时间同步系统;应用仿真测试设备,记录光谱仪时间同步误差的动态变化,实现了动态测量优化后的光谱仪时间同步误差的目的。实验结果表明:优化后的系统实际测量开始时间误差13 ms,不同测量持续时间下的测量结束误差466.8 ms,不同积分时间下的测量结束误差362.5 ms,满足光谱仪数据反演精度时间系统误差512 ms 的要求。

English Abstract

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