一种激光导引头高精度脉冲多样式编码实现方法与流程

本发明涉及激光导引头高精度脉冲多样式编码技术，特别涉及一种对激光信号模拟器的输出脉冲进行时间间隔控制，以实现任意时间间隔、任意宽度和脉冲同步极性可配置的高脉冲精度、高同步精度编码的方法。

背景技术：

1、激光半主动制导武器以其命中精度高、成本低、战术运用灵活等特点，成为应用范围较广的一类精确打击武器。但随着光电对抗装备的不断发展，激光脉冲编码是使激光半主动制导武器具有更强的抗有源欺骗干扰能力和反侦察识别能力的有效途径和重要手段。

2、zynq片上系统集成了处理器的软件可编程性与fpga的硬件可编程性，是具有出色单位功耗性价比的全面可扩展的片上系统，同一硬件不同软件可充分满足不同应用场景需求。而处理器定时器工作频率约为383m，控制精度可达2.6纳秒，且拥有专用32位定时器，保证编码激光脉冲精度和同步精度可达0.02微秒。

3、而时间间隔控制算法可实现精确编码、变长度变间隔编码、变长度pcm脉冲编码、有限长度随机编码和线性反馈移位寄存器(lfsr)状态码生成的伪随机编码等，具有精度高、灵活性高、扩展性强、抗干扰能力强的特点，是半主动激光制导武器实现较强抗有源欺骗干扰能力和反侦察识别能力的关键。

技术实现思路

1、本发明针对半主动激光制导武器需要具有较强抗有源欺骗干扰能力的现实需求，提供一种高精度脉冲激光多样式编码系统实现方法，该方法利用zynq片上系统，实现了任意时间间隔、时间宽度和脉冲同步极性可配置的高脉冲精度、高同步精度编码。

2、本发明采用的技术方案如下：一种激光导引头高精度脉冲多样式编码实现方法，该方法的实施步骤如下：

3、(1)构建高精度脉冲激光多样式编码系统，该系统包括vivado block图、sdk工程和接口硬件，其中构建vivado工程的block图包括同步输出模块、通讯模块、定时器模块、pl-ps交互模块、zynq处理器模块、iic数据存储模块和中断模块；构建的sdk工程是按软件工作流程实现上述各模块的协调工作；

4、(2)通过时间间隔控制算法实现精确编码、变长度变间隔编码、变长度pcm脉冲编码、有限长度随机编码和线性反馈移位寄存器(lfsr)状态码生成的伪随机编码。

5、进一步地，步骤(1)中所述的同步输出模块用于触发激光信号模拟器产生模拟激光信号，实现正脉冲或者负脉冲同步输出；所述的通讯模块用于上位机与脉冲激光编码系统通讯；所述的定时器模块用于加载任意激光编码时间间隔产生中断给中断模块；所述的中断模块响应定时器中断，执行中断服务函数；所述的pl-ps交互模块通过axi交互总线，实现pl与ps通讯；所述的zynq处理器模块用于实现整个系统的数据流和控制流处理与交互，以控制系统数据处理和接口配置；所述的iic接口数据存储模块用于存储激光编码相关数据，供zynq处理器模块产生相应规则的激光编码。

6、进一步地，步骤(1)中所述sdk工程是脉冲激光编码系统的工作数据处理中枢，用于实现各模块的初始化和时间间隔控制算法。

7、进一步地，步骤(2)中所述的精确编码为时间间隔相同的激光编码；所述的变长度变间隔编码是在周期时间间隔内，既有不同长度又有不同时间间隔的激光编码；所述的变长度pcm脉冲编码为按不同的掩模产生不同时间间隔的激光编码，无任何规律的随机编码为按一定规则随机产生一定长度的没有任何周期规律的激光编码。

8、进一步地，步骤(2)中所述lfsr状态码生成的伪随机编码是根据反馈移位寄存器的状态形成的不同时间间隔的编码，规定本原多项式和初始寄存器状态后，通过matlab相关api函数生成二进制伪随机序列和以下式(1)生成没有任何时间规律的时间间隔，或通过修改初始寄存器状态，生成多组没有任何规律时间间隔周期的lfsr伪随机编码；

9、

10、式中，δt0和δt为常值；[]2-10为2进制到10进制的转换；an为符号位；a(i)为反馈移位寄存器状；i为移位寄存器移位位数；n为本原多项式的反馈移位寄存器个数；δtj为根据lfsr反馈移位寄存器生成的一定时间内没有任何时间规律且自相关性差的时间间隔。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

12、1、本发明方法是一种基于zynq片上系统开发，可实现高脉冲精度和高同步精度编码的方法，采用的脉冲编码时间间隔控制算法，可实现精确编码、变长度变间隔编码、变长度脉冲调制(pcm)编码、有限长度随机编码和线性反馈移位寄存器(lfsr)状态码生成的伪随机编码等，还可与上位机通讯灵活实现多种高脉冲精度和高同步精度编码输出，具有较强的抗有源欺骗干扰能力和反侦察识别能力，适用于激光半主动制导武器；

13、2、本发明方法采用激光脉冲多样式编码系统，能准确给出任意时间间隔、任意时间宽度激光脉冲编码且极性可配置的同步信号；具有精度高、灵活性高、编码信号样式丰富、扩展性强和抗干扰能力强的特点，能有效提高半主动激光制导武器抗有源欺骗干扰能力和反侦察识别能力，为实现目标精确打击提供支撑。

技术特征：

1.一种激光导引头高精度脉冲多样式编码实现方法，其特征在于，该方法的实施步骤如下：

2.如权利要求1所述的激光导引头高精度脉冲多样式编码实现方法，其特征在于，步骤(1)中所述的同步输出模块用于触发激光信号模拟器产生模拟激光信号，实现正脉冲或者负脉冲同步输出；所述的通讯模块用于上位机与脉冲激光编码系统通讯；所述的定时器模块用于加载任意激光编码时间间隔产生中断给中断模块；所述的中断模块响应定时器中断，执行中断服务函数；所述的pl-ps交互模块通过axi交互总线，实现pl与ps通讯；所述的zynq处理器模块用于实现整个系统的数据流和控制流处理与交互，以控制系统数据处理和接口配置；所述的iic接口数据存储模块用于存储激光编码相关数据，供zynq处理器模块产生相应规则的激光编码。

3.如权利要求2所述的激光导引头高精度脉冲多样式编码实现方法，其特征在于，步骤(1)中所述sdk工程是脉冲激光编码系统的工作数据处理中枢，用于实现各模块的初始化和时间间隔控制算法。

4.如权利要求1所述的激光导引头高精度脉冲多样式编码实现方法，其特征在于，步骤(2)中所述的精确编码为时间间隔相同的激光编码；所述的变长度变间隔编码是在周期时间间隔内，既有不同长度又有不同时间间隔的激光编码；所述的变长度pcm脉冲编码为按不同的掩模产生不同时间间隔的激光编码，无任何规律的随机编码为按一定规则随机产生一定长度的没有任何周期规律的激光编码。

5.如权利要求4所述的激光导引头高精度脉冲多样式编码实现方法，其特征在于，步骤(2)中所述lfsr状态码生成的伪随机编码是根据反馈移位寄存器的状态形成的不同时间间隔的编码，规定本原多项式和初始寄存器状态后，通过matlab相关api函数生成二进制伪随机序列和以下式(1)生成没有任何时间规律的时间间隔，或通过修改初始寄存器状态，生成多组没有任何规律时间间隔周期的lfsr伪随机编码；

技术总结
本发明公开了一种激光导引头高精度脉冲多样式编码实现方法，首先构建高精度脉冲激光多样式编码系统，再通过时间间隔控制算法实现精确编码、变长度变间隔编码、变长度PCM脉冲编码、有限长度随机编码和线性反馈移位寄存器LFSR状态码生成的伪随机编码。本发明方法采用激光脉冲多样式编码系统，能准确给出任意时间间隔、任意时间宽度激光脉冲编码且极性可配置的同步信号；具有精度高、灵活性高、编码信号样式丰富、扩展性强和抗干扰能力强的特点，能有效提高半主动激光制导武器抗有源欺骗干扰能力和反侦察识别能力，为实现目标精确打击提供支撑。

技术研发人员：周伟,曲原,卢鑫,李路,颜有翔,贺光明,康庭恺,陈征,陈赞,李显彦,王乾明,王建梅,朱高祥,黄鹏,张灵灵,胡泽波,罗泓杰,蔡剑华,黎小琴
受保护的技术使用者：湖南华南光电（集团）有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25