面向星载图像压缩系统的地面检测设备设计

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1、［财龙？＃園硕士学位论文Ｉ參画面向星载图像压缩系统的地面检测设备设计作者姓名郝丰达＾１指导教师姓名、职称李云松教授申请学位类别工学硕士学校代码10701学号1501120120分类号TN82密级公开西安电子科技大学硕士学位论文面向星载图像压缩系统的地面检测设备设计作者姓名：郝丰达一级学科：信息与通信工程二级学科：通信与信息系统学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：李云松教授学院：通信工程学院提交日期：2018年6月GroundTestEquipmentDesignforSpaceborneImageCompressio

2、nSystemAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinCommunicationsandInformationSystemsByHaoFengdaSupervisor:LiYunsongTitle:ProfessorJune2018摘要摘要图像压缩编码技术是卫星探测领域中的一项关键技术。鉴于卫星探测任务具有在轨工作周期长、风险高、开发代价大的特点，对星载图像压缩系统在地面进行的测试便至关重要。而真正的航天相

3、机由于造价高、开发周期长等原因很难直接应用于项目的测试，为了确保图像压缩系统研发和测试工作的有效开展，解决星载图像压缩系统在研制开发和整机联试阶段的系统验证问题，设计一套相关配套测试设备显得越来越重要。本文首先阐述了测试在项目研制和开发各个阶段所起到的关键作用，对测试的核心原则和基本过程进行了概括总结，并对项目测试中测试用例的设计方法和实际测试方法进行了介绍，为星载图像压缩系统的集成确认测试打下理论基础。进一步地本文对星载图像压缩系统进行了介绍；根据星载图像压缩系统的特点对与之配套的地面检测设备进行需求分析；总结归纳了地检设备应具备的功能与性能指标；

4、并对地面检测设备的整体架构进行软硬件划分。在上述理论基础上，本文参考以往项目经验以及所选设备具体研制要求，着重对地面检测设备的硬件设计部分进行了设计和改进。地面检测设备的硬件电路设计采用Xilinx公司推出的Zynq-7000系列开发板作为核心控制单元，调用了基于DDR3的片外高速动态数据存储器，实现了对两路相机图像数据的精确发送控制以及对压缩码流的采集回收。同时地面检测设备还针对相机在太空单粒子辐照环境下可能会出现的图像丢帧、存储器或寄存器单粒子翻转等异常现象进行了有效模拟，很好地弥补了航天相机图像参数固定无法进行有效异常测试的不足。此外，由于硬件

5、电路的可配置性使得本设备具有很强的通用性，可通过对设备接口进行简单的修改后实现对不同压缩系统的测试。本文最后根据星载图像压缩系统的测试计划对系统的集成确认测试进行了介绍。其主要过程是通过上位机控制地面检测设备模拟相机输出图像数据，图像数据以LVDS差分信号的形式传输至星载图像压缩系统进行处理，最后将处理后的压缩码流采集至地面检测设备的上位机进行存储验证。本文依据测试用例逐项测试，最终完成了对星载图像压缩系统在功能、性能、接口以及可靠性方面的有效验证。整个设备结构简单，功能齐全，整体性强，自动化程度高，有效辅助了星载图像压缩系统研制任务的完成，具有重要

6、意义。关键词：地面测试，Zynq-7000，故障注入，通用设备IABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofimagecompressiontechnology,imagecompressioncodingtechnologyisincreasinglyappliedtothefieldofsatellitedetection.Inviewofthecharacteristicsofsatellitedetectiontaskincludinglongworkingcycle,highriskandhighcos

7、t,thetestingtothespaceborneimagecompressionsystemcompletedonthegroundisofgreatimportance.Astherealspacecameraisinconvenienttoutilizebecauseofitshighcostandlongdevelopmentcycle,inordertoensurethedevelopmentandtestingofimagecompressionsystemeffectivelycarriedoutandsolvetheproblem

8、ofsystemvalidationinthedevelopmentandtestingofspacebor