GTP加速的星间激光通信Cameralink图像采集与传输系统优化

该研究论文主要探讨了"基于GTP的Cameralink图像采集传输系统在星间激光通信中的应用"。在星间激光通信中，实时准确的光斑检测与跟踪至关重要，尤其是在小型化精密的光电捕获、瞄准与跟踪（APT）平台上，由于机械系统定位精度、振动以及电缆转动带来的影响，提升跟踪精度是关键挑战之一。传统的Cameralink技术，通过并串转换和数据复用，可以高效传输高质量图像数据，但对于小型APT，电缆转动带来的非线性扰动仍然限制了跟踪性能。 为此，设计了一套系统，采用可编程逻辑器件（FPGA）作为核心组件，它能够接收Cameralink接口的图像数据，并在片内RAM中进行缓存。数据通用传输（GTP）技术在此发挥了重要作用，它将无压缩的并行图像数据转换为高速串行数据，实现了数据传输的灵活性和效率。GTP的传输速率范围宽广，从0.6到10 Gb/s，能满足不同Cameralink相机的图像传输需求。通过选择单模光纤作为传输介质，进一步减轻了对APT平台的转动约束，从而降低了电缆重量和复杂性。 文章详细介绍了系统架构设计，包括硬件选择、软硬件协同工作原理以及抗电磁干扰能力的增强措施。在2.5 Gb/s的链路传输速率下，系统展现出图像数据的准确解析和稳定传输性能，这表明该方案对于星间激光通信工程项目的实际应用具有很高的适用性和可靠性。 试验结果显示，基于GTP的Cameralink图像采集传输系统不仅提高了数据传输效率，还优化了APT平台的动态性能，为星间激光通信提供了有效的解决方案。这项技术对于提升小型化APT平台的跟踪精度，减少对平台转动的约束，以及实现星间激光的高速、高带宽、可靠通信具有重要意义。