SWDC-4航摄相机导航屏升级实施方法研究

朱长春 余晓艳 殷嘉磊 熊 一

（江西省地理国情监测遥感院 江西南昌 330209）

1 研究目标

我院采用的是由北京四维远见公司研发的SWDC-4数字航空摄影仪。SWDC-4数字航空摄影仪基于4台Hasselblad H4D相机，经过加固、精密单机检校、平台拼接、精密平台检校，配备测量型GPS接收机、航空摄影管理计算机、地面后处理计算机和大量的空中软件、地面软件，突破了轻小型化、高速同步曝光、高速存储等核心技术，实现了非专业量测相机在航测中应用，极大地降低了航测成本。

在实际的航摄工作过程中，由于飞机上的机载定位系统与航摄仪内置GPS无法同步位置信息，飞行员在实际飞行过程中无法实时了解实际飞行位置信息，导致了飞行轨迹、高度与设计的航线及高度存在较大的偏差，有可能导致航线重叠度与摄影分辨率无法满足设计需求。

本研究项目针对该航摄仪这一设计缺陷，进行升级改造，通过添加飞行员导航屏，使飞行员可以实时判断飞行质量和相机曝光情况，提高了该航摄仪使用中的精度。从而减少或避免了补飞的情况，并减少地面像控点的布设数量。

2 导航屏升级技术原理及实施方法

2.1 VGA视频信号传输原理

VGA视频信号传输原理（如图1）。

图1 VGA控制电路

计算机内部以数字方式生成的显示图像信息，被显卡中的数字/模拟转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号，信号通过电缆传输到显示设备中。对于模拟显示设备，如模拟CRT显示器，信号被直接送到相应的处理电路，驱动控制显像管生成图像。而对于LCD、DLP等数字显示设备，显示设备中需配置相应的A/D（模拟/数字）转换器，将模拟信号转变为数字信号[1]。

如图2中显示了VGA接口15针引脚定义（PIN表示“脚”的意思）

图2 VGA接口15针管脚定义

1PIN——Red——模拟信号的“红”

2PIN——Green——模拟信号的“绿”

3PIN——Blue——模拟信号的“蓝”

4PIN——ID Bit

5PIN——N/C

6PIN——R.GND——模拟信号的“红”的接地端

7PIN——G.GND——模拟信号的“绿”的接地端

8PIN——B.GND——模拟信号的“蓝”的接地端

9PIN——No.Pin（备用）

10PIN——GND——数子信号的的接地端

11PIN——ID Bit——屏幕与主机之间的控制或地址码

12PIN——ID Bit——屏幕与主机之间的控制或地址码

13PIN——H Sync——数字的水平行场信号

14PIN——V Sync——数字的垂直行场信号

15PIN——N/C——接地端

根据传输原理，要获得设备管理计算机输入的显示飞行状态的VGA视频信号，只需找到输入的水平、垂直时序信号和RGB信号。

2.2 相关电路分析

以SWDC数字航空摄影仪内部相关电路进行分析。如图3所示，航空摄影管理计算机共有11根输入信号连接到显示屏驱动板，液晶屏驱动板上包含主控芯片、MCU微控制器、ROM存储器、电源模块、电源接口、VGA视频信号输入接口、OSD按键板接口、高压板接口、LVDS/TTL驱屏信号接口等部分[2]。我们分析图4可知，管理计算机有9根输入信号连接到VGA视频信号接口上，从背面的针脚定义图，分析出这9根信号分别是我们所需的水平、垂直时序信号和RGB信号以及相应接地针脚。通过以上电路分析可知，只需将9根输入信号进行一分二分屏操作，即可将管理计算机传输的飞行状态等信息视频信号同时输出到另一路显示屏上。

图3 SWDC-4显示屏内部电路

2.3 将主控平台输入的视频信号进行分屏操作

把输入信号一分为二，一路输入信号转化为两路输出信号，一路仍输出到主控平台显示屏，另一路则输出到外接的领航屏，做到一路视频输入，两路视频输出的效果。将输入的9根视频信号线路在接入到航摄仪内部液晶屏驱动板VGA视频信号输入接口的同时，焊接上另一路信号线，如图5所示，并把这一路信号直接焊接到外置增加的VGA接口，供飞行员领航屏显示设备连接，如图6所示，而且要保证第二路的输出线路的每条信号线长度一致。

图4 液晶屏驱动板背面

3 结束语

通过以上的设计与制作，并经过九个航摄区的测试与实践，效果非常好，飞行员可参照改造后的领航屏幕飞行，能看到飞机的飞行轨迹，可及时调整飞行路线，飞行精度大大提高，极大地减少了偏离航线和航高不稳的情况，航线距离误差可大大减小，航高稳定性提高。这次的升级研究项目将会大大增强SWDC-4航摄仪的实际使用效果。

图5 分屏线路

图6 第二路输出信号

研究项目于2017年11月28日获中华人民共和国国家知识产权局颁发的《实用新型专利证书》。

参考文献：

[1]裘正定.计算机硬件技术基础[M].北京：高等教育出版社，2007.252

[2]赵新才.液晶显示器驱动板代换技法（一）[J].家电检修技术.2012.(5).316