[科普中國]-光電測量系統(tǒng)

光電測量系統(tǒng)用于飛行目標航跡、姿態(tài)等的測量。它有很多種，其中大部分測量系統(tǒng)既可以進行單站測量，也可以組成多傳感器系統(tǒng)進行測量，如光電經緯儀、雷達均可以完成在一定區(qū)域內的單站測量。

單站測量系統(tǒng)功能(1)自動(或手動)跟蹤功能：在人工或自動引導下，系統(tǒng)能夠跟蹤機動目標，并采集記錄目標相對于測站的原始物理參數(shù)。

(2)系統(tǒng)具有統(tǒng)一的時問基準：系統(tǒng)產生或接受外部標準時間，用于對每個參數(shù)采集時刻進行標定。不管時間信號來自于內部或外部，都必須與整個試驗區(qū)的時間基準精確同步。

(3)系統(tǒng)通常能夠自動采集與記錄i個必要參數(shù)：斜距(測站至目標的距離)、方位角、俯仰角。在特殊情況下，也可以采用其它方法獲取其中的某一個參數(shù)，以滿足測量之需要。

另外，在空間定位測量中，還使用了各類模擬和數(shù)字視頻、高快速攝影或數(shù)字攝影、數(shù)字航空攝影等光電測量系統(tǒng)。視頻和高快速攝影系統(tǒng)是小像幅、中低分辨率和較高或高幀頻的攝影或數(shù)字攝影系統(tǒng)。它們既可以分別完成近距離、小范同機動目標軌跡測量，也可以完成空對地的航空攝影測量。這類系統(tǒng)往往是安裝在飛機上或者地面上固定位置進行等待式觀測。航空攝影機或數(shù)字航空攝影機是大像幅、高分辨率、低幀頻的空對地攝影系統(tǒng)，能夠獲得清晰的地面景物影像，在飛行試驗中主要用于航空飛行器姿態(tài)和航跡的測量，以達到鑒定航空導航系統(tǒng)、航電儀表的目的。1

多通道光電測量系統(tǒng)設計的閉眼單腳站立測試系統(tǒng)中，為了保證精度要求，我們使用了一組(24對)紅外發(fā)射、接收管進行測試。由于單片機的引腳不能全部用于紅外發(fā)射管，所以，我們采用74HCl38譯碼器。而一級譯碼只能實現(xiàn)8個紅外發(fā)射管的問題，故采用兩級譯碼。兩個譯碼器的A、B、C分別接138-OA、138-0B、138-0C和138-A、138-B、138-C，并且，一級譯碼器的片選控制端接CSl380，二級譯碼器的片選控制端連接在一級譯碼器的輸出端上。74HC244的輸入信號除567-5外，全部來自單片機的P1口。74HCl38的輸出信號，分別連接到24個紅外脈沖發(fā)射電路中的74HC02的輸入端。這樣，共使用了4個74HCl38譯碼器，由單片機程序通過控制CSl380、138-0A、138-0B、138-0C、138-A、138-B、138-C來控制74HC02的選通，從而達到控制24對紅外發(fā)射管的脈沖發(fā)射。

在紅外接收電路中，選擇CD4051數(shù)據選擇器來對每一對紅外發(fā)射、接收管的狀態(tài)進行查詢。圖中的4051的輸入端連接的就是上述紅外接收電路中的4051端，74HCl38的控制信號138-0A、138-0B、138-0C與紅外發(fā)射電路中的完全相同，工作時，根據順序發(fā)送脈沖，對24對紅外發(fā)射管進行逐個掃描，延時一段時間，查詢紅外接收電路中的LM567的輸出端，判斷每個紅外接收管的狀態(tài)，進而判斷了人體的位置變化。圖中，連接24個紅外接收管的4051都是用74HCl38的輸出信號作為片選信號，而第4片4051是用CSl380作為片選信號，測試中該片4051都是直通的，138-A、138-B、138-C的取值變化完成了24個紅外接收管的查詢。1

光電測量系統(tǒng)調制方式利用光纖傳輸技術和光學傳感器測量高電壓，特別是測量沖擊高電壓，具有許多優(yōu)點：高壓和低壓測量儀器通過光纖隔離，后者具有很高的絕緣水平而且具有高抗電磁干擾的能力。在沖擊電壓的測量中，用光纖取代了同軸電纜傳遞信號，排除了產生電磁干擾的一個重要環(huán)節(jié)，有利于通用數(shù)字示波器及其他數(shù)字化儀器在高電壓條件下的測試。光纖傳輸系統(tǒng)的測量頻帶已經可以做得很寬，能滿足測量準確度的要求。但與傳統(tǒng)的高壓分壓器或分流器為主要部件的測量系統(tǒng)相比，光電測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差。光電測量系統(tǒng)常有下列幾種調制方式：

(1)幅度-光強度調制(AM-IM)

(2)調頻-光強度調制(FM-IM)

(3)數(shù)字脈沖調制

(4)利用電光效應2

本詞條內容貢獻者為:

周敏 - 副教授 - 西南大學