免费论文：光纤陀螺测斜仪地面系统硬件设计

本文对光纤陀螺地面控制系统的硬件设计进行了研究，基于对国内外相关领域的调研，针对光纤陀螺测斜仪对地面控制系统的需求，设计并实现了具有双向数据传输能力的测斜仪电缆地面控制系统，此系统是光纤陀螺测斜仪通过电缆缆长数据组合导航从而大幅度提高测量精度的必要前提，是整个光纤陀螺测斜仪系统的重要组成部分。论文从系统主要参数和结构要求出发，重点分析了系统传输信道电缆，并对其建立了简化模型；根据测井电缆的传输特性，分析了适合电缆传输的匹配技术和信道编解码方式。本文重点研究光纤陀螺地面系统的硬件电路设计，主要由以下几个方面组成：首先，研究设计了整个系统的硬件电路。采用FPGA技术开发了电缆缆长计数器模块和通信信息地面整合模块；延续测斜仪导航计算机FPGA＋DSP设计方案，将井下通信电路集成设计于其中。其次，设计并实现了适合地面系统的全数字曼彻斯特码编解码器。在编码器和解码器的逻辑实现上分别采用了D触发器和全数字锁相环技术，曼彻斯特码的应用有利于通信系统在接收端进行时钟同步和提高传输速率，为更高速度的地面系统打下良好的技术基础。再次，为了提高测斜仪的测量精度，结合惯性测量误差控制原理，设计并实现了测斜仪的主要控制流程，并标准化了其控制流程和控制命令。最后，实验室样机通过中国石油测井集团华北事业部提供的4000m测井电缆进行了系统工作流程验证、系统通信误码率测试和井下供电功能验证等实验，取得了预期结果。

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