1.主动发光频闪摄影测量技术

当前论坛里面的探空火箭发射实验较多，但是测试数据往往很稀缺，造成了理论分析上的困境。尤其是火箭飞行过程中的速度、高度数据，测量往往很困难，当前的几种测量方案都不能得到可靠的数据：

（1）采用MENS测量加速度然后积分的方案。算法很复杂，在专业条件下尚且每秒钟偏差0.5 米（导航级惯导位置误差为每小时1海里），此外重力加速度的有效扣除也比较困难。因此，该方案在业余条件下不具备可行性。

（2）基于GPS的方案。由于数据帧率太低（每秒钟20帧以下），对于飞行时间短，速度快速变化的探空火箭也不能获得有效的飞行数据。

（3）基于气压计的方案。除非安装“空速管”，不然只靠气压计，得不到可用的飞行速度数据。

因此，在目前测量技术匮乏的情况下，我认为将主动发光频闪摄影测量技术（这个名字是我自己起的），应用于探空火箭的运动参数测量，应该是一种行之有效的办法。

这个方法的原理上类似于频闪摄影，但是还是有不少的区别。

频闪摄影：使用带有高速同步ttl功能的热靴闪光灯，外加一台单反相机，拍摄频闪照片。问题在于此类闪光灯价格太贵，另外受限于闪光灯功率，不能远距离工作。

主动发光技术的频闪摄影：被测量的物体自己发射闪光信号，相机只负责接受。理论上不受距离影响。不仅可以测量运动参数，而且可以传递数据。最远的测量案例曾应用在人造卫星上，卫星在轨道上运行，然后通过自身携带的LED灯发射闪光，向地面发射莫尔斯电码。地面用相机长曝光，可以观测到卫星的运动轨迹，读取到卫星下传的数据。

2.使用效果

每道闪光划过的距离正比于速度，废话不多说，上照片。

图1：主动频闪摄影技术-自由落体测试。

闪光频率50Hz，占空比50%，因此每道闪光的距离值（cm），就等于速度值(m/s)。根据照片可以直接得到速度、位置变化曲线。位置曲线就不用说了，下面是速度曲线。

图2：自由落体理论值与测量值的曲线

除了起始时间造成的常值误差，剩下的与理论值基本一致。

图3：主动频闪摄影技术-抛体测试。

3.基于STM32的解决方案

测试设备：一块最小系统板，一个LED，一节电池，20块钱搞定。

图4：频闪灯正面。

图4：频闪灯反面。

附录：频闪信号灯STM32代码

#include "main.h"
unsigned int mytime;

void SysTick_Handler(void)
{
    mytime ++;
 if(mytime>20)
 {
    mytime = 0;
 }
 if( (mytime > 0) && (mytime < 10) )  {    gpio_setbits(gpiob,gpio_pin_7);  }  else if( (mytime > 10) && (mytime < 20) )  {    gpio_resetbits(gpiob,gpio_pin_7);  } } int main(void)  {    gpio_inittypedef gpio_a;   rcc_apb2periphclockcmd(rcc_apb2periph_gpiob, enable);   gpio_a.gpio_mode =" GPIO_Mode_Out_PP;"   gpio_a.gpio_pin =" GPIO_Pin_7;"   gpio_a.gpio_speed =" GPIO_Speed_50MHz;"   gpio_init(gpiob, &gpio_a);   systick_clksourceconfig(systick_clksource_hclk);   systick_config(72000000 1000);   while(1){;};  }< pre></ 20) )></ 10) )>

说明：硬件采用STM32F103C8T6 小开发板，LED 灯接在3.3V 和GPIOB-7Pin上，小锂电池供电。程序采用定时器中断，控制LED 灯亮10ms，然后熄灭10ms，不断闪烁。只需将此代码粘贴到 “mian.c” 函数中，然后删除掉 “stm32f10x\_it.c” 文件中的滴答定时器中断服务函数 “void SysTick\_Handler(void)” ，并配置相应的库函数，进行编译即可使用。有关STM32 的教程可以参考网上资料。