TDC-GPX在卫星激光测距中的应用*

朱 威 王培源 李 欣 林强

(中国地震局地震研究所，武汉 430071)

TDC-GPX在卫星激光测距中的应用*

朱 威 王培源 李 欣 林强

(中国地震局地震研究所，武汉 430071)

利用高精度时间测量芯片TDC-GPX以提高卫星激光测距系统中的时间测量精度，再结合FPGA的大规模数字集成设计，从而提高了卫星激光测距系统的测量精度。

卫星激光测距;时间测量;FPGA;TDC-GPX;数字集成

1 前言

卫星激光测距技术是空间大地测量中的一种重要测量技术。卫星激光测距技术经过40多年的发展，单次测量精度已经能达到亚厘米级。

在卫星激光测距系统中，影响测距精度的因素有很多，主要有脉冲激光器温度的稳定性［1］、光电探测器的温度稳定性［2］、脉冲激光飞行时间测量精度等［3］。本文将介绍用高精度时间间隔测量芯片TDC-GPX和现场可编程逻辑门阵列FPGA(Field-Programmable Gate Array)芯片，完成激光测距系统中激光飞行时间的测量，并利用TDC-GPX高精度时间间隔测量以及FPGA的强大逻辑电路的实现能力和丰富的时间单元，完成了整个卫星激光测距控制系统的整合，取代传统的分离式元件系统。

2 TDC-GPX

TDC-GPX是德国acam公司推出的一款高精度的时间测量芯片，其测量精度最高可达10 ps，且适合于集成化系统的应用。TDC-GPX的正常工作电压为3.3 V，有多种测量模式、很高的测量重复频率、短暂的死区时间以及温度测量和时钟控制等特殊功能。TDC-GPX采用并口传输数据，操作方便，有很好的通用性(图1)。

2.1 内部结构

TDC-GPX内部主要脉冲输入单元、时间测量单元、数据缓存单元、时钟控制单元、温度控制单元、配置寄存器以及与外部控制相接的SPI接口等部分组成。……