SLR阵列探测中多通道高精度时间测量方法的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41904165
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0414.地球和行星物理实验与仪器
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The SLR system using array detector can effectively improve echo photons detection efficiency, desired signal recognition rate and signal-to-noise ratio, and it also can realize the closed-loop tracking of weak signals and be conducive to implement of the non-cooperative target ranging and lunar laser ranging. However, the SLR system needs to use multi-channel time measurement technology to measure the arriving time of multi-echo photons, and the performance of multi-channel time measurement technology directly affects laser ranging precision. Using 1m aperture SLR telescope of the Institute of Geodesy and Geophysics, CAS as experiment and application platform, A FPGA-integrated multi-channel time-to-digital converter, which based on delay line loop shrinking method, is proposed in the project, and the designed time measurement method can solve the problem of arrival time measurement of multi-echo photons in the field of SLR system using array detector. The main research contents are: 1) Design and implement of FPGA-integrated multi-channel TDC combining with delay-line-loop shrinking method and multi-phase clock signal extraction. 2) Studying the relationship between redundant latch status information of delay line loop and input delay of measured event, building equivalent segmentation model and implementing multi-measurement for single event. 3) Design online statistics calibration circuit and algorithm, calibrating the measurement error and reducing the impact of temperature and voltage on the measurement accuracy. A multi-channel time measurement method, whose measurement accuracy is better than 5ps, will be realized in this project, and the designed method can be applied directly to 1 meter aperture SLR telescope. The achievement of the project provide the key technology for SLR array detection and make a breakthrough in the field of domestic laser ranging technology about multi-channel time measurement.
基于阵列探测器的SLR系统提高了回波光子探测效率、有效信号识别率和信噪比,可实现弱信号的闭环跟踪,有利于非合作目标测距和激光测月的实现。然而,阵列探测需要多通道高精度时间测量技术测量多回波光子的到达时刻,且测时精度直接影响测距精度。本课题以中科院测地所1米口径SLR望远镜为平台,开展基于延时环缩减法的FPGA多通道高精度时间测量方法的研究,解决SLR阵列探测中多通道时间测量问题,主要研究内容:1)结合延时环缩减法和多时钟脉冲提取法,设计FPGA多通道时间间隔测量方法;2)研究延时环冗余状态信息与输入时延的关系,设计等效细分模型,实现单事件多次测量技术;3)设计在线统计校准电路和算法,标校测量误差,减小温度、电压对测量精度的影响。本课题将实现精度优于5ps的多通道时间测量方法,项目成果直接用于1米口径SLR望远镜,为阵列探测提供关键技术支持,突破国内SLR技术中多通道时间测量的技术瓶颈。

结项摘要

多回波光子达到时刻的多通道时间测量技术可有效提高SLR测距系统的探测效率和有效测距数据数量,为空间碎片测距、月球激光测距等提供关键技术支撑。本项目以解决SLR测距中多通道时间测量问题为目标,开展基于延时环缩减法的多通道TDC技术研究,并在武汉1米口径SLR测距系统开展了测试实验。首先,项目组开展了多通道TDC技术的论证与设计,通过时钟约束和手动布局优化TDC性能,然后研究基于延时环冗余状态信息的锁存电路和细分模型,设计细分算法,最后设计在线测量非线性误差标校电路,并在PolarFire FPGA平台实现了多通道TDC电路,同时利用不同同轴电缆产生的不同固定时间间隔测量结果评估TDC测量精度。目前,研究成果初步应用到了激光测距、时频传递等领域。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
差分码偏差对PPP授时精度影响的研究
  • DOI:
    10.19306/j.cnki.2095-8110.2021.06.018
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    导航定位与授时
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩金阳;张杰;钟世明;王生亮
  • 通讯作者:
    王生亮
BDS/GPS多普勒测速与动态PPP测速精度分析
  • DOI:
    10.14075/j.jgg.2021.01.007
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    大地测量与地球动力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马祥泰;钟世明;张杰;胡付帅
  • 通讯作者:
    胡付帅
Analysis of Precise Orbit Determination for the HY2D Satellite Using Onboard GPS/BDS Observations
HY2D卫星星载GPS/BDS精密定轨分析
  • DOI:
    10.3390/rs14061390
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Remote Sensing
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Hailong Peng;Chongchong Zhou;Shiming Zhong;Bibo Peng;Xuhua Zhou;Haoming Yan;Jie Zhang;Jinyang Han;Fengcheng Guo;Runjing Chen
  • 通讯作者:
    Runjing Chen
基于 PPP技术的实时时间频率传递方法性能评估
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    时间频率学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张杰;钟世明;韩金阳;路润民;王军傲
  • 通讯作者:
    王军傲
Analysis of Precise Orbit Determination for Maneuvering HY2C and HY2D Satellites Using DORIS/RINEX Data
利用 DORIS/RINEX 数据对 HY2C 和 HY2D 卫星进行精确定轨分析
  • DOI:
    10.1016/j.asr.2022.05.040
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Advances in Space Research
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Chongchong Zhou;Shiming Zhong;Bibo Peng;Gongwei Xiao;Haoming Yan;Jie Zhang;Fengcheng Guo;Runjing Chen
  • 通讯作者:
    Runjing Chen

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其他文献

Whole three-dimensional structure template, a three-dimensional structure material and a controllable preparation method thereof
整体三维结构模板、三维结构材料及其可控制备方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015-03-16
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孔涛;肖淼;王炜;张杰;程国胜
  • 通讯作者:
    程国胜
串联机器人雅可比矩阵的高阶逻辑形式化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    小型微型计算机系统
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨秀梅;施智平;吴爱轩;关永;叶世伟;张杰
  • 通讯作者:
    张杰
地铁结构的耐久性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    地下空间与工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨林德;张杰;陈聪
  • 通讯作者:
    陈聪
PI3K/GSK-3在LPA诱导PC12细胞凋亡中的作用
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1007-0478.2020.01.001
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    卒中与神经疾病
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王亚亚;张杰;张兆辉
  • 通讯作者:
    张兆辉
萘系减水剂对硬化水泥浆体及孔隙液中钢筋腐蚀的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    材料保护
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐聿明;左禹;张杰
  • 通讯作者:
    张杰

其他文献

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张杰的其他基金

SLR测站单向系统延时实时在线标校方法的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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