编码时长下产生编码脉冲时间间隔的耗时图。当编码时间为 1200s(20min)时，耗时为282904us(282.904ms)，仍然在Is之内，能够充分保证在第二个 1PPS秒脉冲到来前产生所有的脉冲时间间隔(脉冲产生时刻序列）。
[0070] 使用Le化oy公司的数字存储示波器(带宽3GHz，上升时间15化S，最大采样率20GB/ S)采集编码器输出的基频为10化的脉冲编码信号，当时间控制脉冲间隔编码端所产生的10 个脉冲间隔，横轴为采样时间轴，100ms/格，纵轴为脉冲电压幅值，IV/格。当编码端产生的 20个脉冲间隔，横轴为200ms/格。
[0071] 如图4所示为截取了编码器部分运行时间的脉冲输出间隔（约21s，基频为10化）， 时间从1 ο时14分57秒812微秒到1 ο时15分18秒468微秒。从图中可w看出该编码方法的脉冲 时间间隔各不相同，而且没有任何规律和周期，具有准随机分布特点。
[0072] 利用示波器所采集的脉冲时间间隔与编码端预产生的时间间隔，两者做差作为实 际实验的脉冲编码误差。统计10000个时间间隔，脉冲编码误差最大值不超过35ns，最小值 为25ns，平均误差为29.4ns。
[0073] 用同样的方法测量识码端脉冲录取时刻与预产生的脉冲时间间隔，两者做差作为 实际实验的脉冲识码误差。统计10000个时间间隔，脉冲识码误差最大值为不超过33ns，最 小值为24ns，平均误差为28.7ns。
[0074] 为测量脉冲编码与识码精度，用示波器同时采集编码端脉冲发送时刻与识码端脉 冲接收时刻，调节示波器参数至高频采样状态。当脉冲发送与接收时刻的高频采样图，横轴 为采样时间轴，l〇ns/格，纵轴为脉冲电压幅值，IV/格。取脉冲上升至幅值的90%处为脉冲 发送与接收时刻。脉冲接收时刻与脉冲发送时刻做差作为编码与识码误差。利用示波器的 测量功能测量编码与识码误差，最大值不超过54ns，最小值为45ns，平均值为10.2ns。误差 来源主要有北斗授时模块的授时误差20ns(3〇)和编/识码误差。
【主权项】
1. 一种时间控制脉冲间隔激光编码与识码的装置，包括:编码端功能模块、识码(解码） 端功能模块，编码端功能模块通过激光器与识码(解码)端功能模块相连； 编码端功能模块，包括:时间控制脉冲发生器，所述时间控制脉冲发生器输入端与配置 开关相连，时间控制脉冲发生器绝对时间端与北斗授时模块相连，时间控制脉冲发生器计 时端与晶振计时装置相连，时间控制脉冲发生器输出端与脉冲时序调理模块相连，时间控 制脉冲发生器视频端与编码状态显示器相连； 识码(解码)端功能模块，包括:时间控制脉冲识别器，所述时间控制脉冲识别器输入端 与脉冲检测器相连，时间控制脉冲识别器绝对时间端与北斗授时模块相连，时间控制脉冲 识别器计时端与晶振计时装置相连，时间控制脉冲识别器的波门输出端通过波门输出时刻 控制模块、波门时序对时模块与脉冲检测器反馈端相连，时间控制脉冲识别器输出端与编 码码型模块相连，时间控制脉冲识别器视频端与识码状态显示器相连。2. -种时间控制脉冲间隔激光编码与识码的方法，其特征在于，是通过北斗授时模块 对编码端和识码端授时同步;编码端根据编码基频、脉冲时间间隔产生编码脉冲信号，识码 端通过与编码端授时同步，利用与编码端相同编码函数和绝对精确时刻产生脉冲时间间 隔，在脉冲间隔处设置脉冲录取波门实现对编码脉冲的识别，其步骤如下： 1) 编码端功能模块与识码端功能模块的授时同步：利用授时模块对编码端功能模块、 识码端功能模块授时同步； 2) 编码端编码:编码端功能模块以授时同步的绝对精确时刻为控制参数，按照编码函 数控制，由时间控制脉冲发生器产生当前时刻所需数量的脉冲时间间隔，利用定时器在预 产生的时间间隔处产生编码脉冲信号，并控制脉冲宽度，其定时器采用晶振计时装置； 3) 识码端解码:识码端功能模块以授时同步的绝对精确时刻为控制参数，按照编码函 数控制，由时间控制脉冲识别器产生脉冲录取波门开启时刻;利用定时器在预产生的波门 开启时刻接收脉冲信号，判别所接收的脉冲是否为编码端发射的脉冲，从而实现识码端解 码;其定时器采用晶振计时装置。3. 根据权利要求2所述的时间控制脉冲间隔激光编码与识码方法，其特征在于，所述的 授时模块采用北斗授时模块。4. 根据权利要求2所述的时间控制脉冲间隔激光编码与识码方法，其特征在于，所述的 授时同步采用的是北斗授时模块输出数据:世界协调时间UTC和秒脉冲信号1PPS。5. 根据权利要求2所述的时间控制脉冲间隔激光编码与识码方法，其特征在于，所述的 绝对精确时刻使用世界协调时间中的整秒时刻，即时分秒数据，具体格式为hhmmss。6. 根据权利要求2所述的时间控制脉冲间隔激光编码与识码方法，其特征在于，所述的 编码函数是根据编码基频要求，以当前绝对精确时刻为随机数产生器密钥，产生脉冲时间 间隔。脉冲间隔各不相同，无任何周期和规律，呈随机分布。7. 根据权利要求2所述的时间控制脉冲间隔激光编码与识码方法，其特征在于，所述的 定时器定是由FPGA系统的锁相环提供时钟源频率，利用Veri log模块实现。8. 根据权利要求2所述的时间控制脉冲间隔激光编码与识码方法，其特征在于，所述的 识码端脉冲录取波门开启时刻产生方法与编码端脉冲时间间隔产生方法相同；识码端功能 模块能够根据绝对精确时刻与编码端功能模块严格同步;所述的绝对精确时刻是从北斗授 时模块输出的最小专用数据帧BDRMC所包含世界协调时间UTC中提取，具体为:北斗授时模 块输出的最小数帧BDRMC是： $BDRMC,090107.00,A,3958.44038,N,11629.54956,E,,,040311,08,03,4*22； 090107.00就是世界协调时间UTC，取世界协调时间中时分秒为绝对精确时刻，09:01: 〇7(时分秒），该整秒时刻将作为编码函数的控制参数。9. 根据权利要求2所述的时间控制脉冲间隔激光编码与识码方法，其特征在于，所述识 码端与编码端同步使用的是绝对精确时刻和秒脉冲信号1PPS，同步方法具体为： 授时模块稳定授时后，在每一精确整秒处，1PPS端口会准时发送1PPS秒脉冲信号，在发 送1PPS信号的同时通过串口发送BDRMC数据帧； 而1PPS秒脉冲信号，利用接收的无延时1PPS秒脉冲信号和精确整秒时刻，使识码端与 编码端在分体情况下的脉冲同步； 为使解码端与编码端严格同步，在第一个1PPS秒脉冲处获取绝对精确时间，在下一个 1PPS秒脉冲处同步，仅单独使用1PPS秒脉冲，配合1PPS秒脉冲计数器就可完成解码端与编 码端的同步。10. 根据权利要求2所述的时间控制脉冲间隔激光编码与识码方法，其特征在于，所述 编码函数以每一绝对精确时刻为参数，控制产生每一时刻所需数量的脉冲时间间隔（脉冲 产生时刻)和脉冲录取时刻，具体为： 编码函数以每一精确整秒时刻为参数，控制产生每一整秒时刻所需数量的脉冲时间间 隔(脉冲产生时刻)和脉冲录取时刻；即绝对精确时刻为参数设计了编码函数用于产生脉冲 时间间隔；取UTC中的时hh，分mm，秒ss信息组成格式为〈hhmmss〉的绝对精确时刻，当09时， 01分，07秒组成绝对精确时刻〈090107〉。
【专利摘要】本发明属于激光信息技术领域，公开的一种时间控制脉冲间隔激光编码与识码方法，是利用北斗授时模块对编码端授时，获取绝对精确时间，以绝对精确整秒时刻为参数，按照编码函数一次产生当前时刻所需数量的脉冲时间间隔；利用定时器在预产生的时间间隔处产生编码脉冲信号，并控制脉冲宽度；识码端通过北斗授时模块获取绝对精确时刻与编码端同步，按照编码端相同的编码函数产生脉冲接收时刻，利用定时器在脉冲接收时刻精确控制脉冲录取波门即可识码。本发明最大的特点是各编码脉冲时间间隔各不相同，无任何规律和周期，是准随机分布编码具有较强的抗解码能力；其设计简单、易于实现，适用于激光半主动制导、激光通信、激光雷达等领域。
【IPC分类】H04L7/00
【公开号】CN105656617
【申请号】
【发明人】赵威, 苗锡奎, 王非, 杨伟宏, 胡启立, 李晓龙
【申请人】中国洛阳电子装备试验中心, 赵威
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月6日