專利名稱：一種航天器多星敏感器數(shù)據(jù)采集器及采集方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航天技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種航天器多星敏感器感器數(shù)據(jù)采集器及采集方法，用以實(shí)現(xiàn)多星敏感器感器數(shù)據(jù)的高同步性和可調(diào)整性。
背景技術(shù)：
星敏感器感器是以恒星為參照系，以星空為工作對(duì)象的高精度空間姿態(tài)測(cè)量部件，在航天器的姿態(tài)測(cè)量和控制系統(tǒng)中起著重要的作用，為航天器提供準(zhǔn)確的空間方位和基準(zhǔn)，具備自主導(dǎo)航能力。隨著航天技術(shù)的發(fā)展，星敏感器感器的精度提高，數(shù)據(jù)更新速率加快。高精度星敏感器感器配置的端口一般包括I對(duì)串口通訊信號(hào)(含星敏感器數(shù)據(jù)接收信號(hào)和星敏感器數(shù)據(jù)發(fā)送信號(hào))、硬件同步信號(hào)和硬件取數(shù)信號(hào)。串口通訊信號(hào)為雙向信號(hào)，同步信號(hào)(PPS)、取數(shù)信號(hào)(RTS)為星敏感器感器的接收信號(hào)。為了提高星敏感器感器的數(shù)據(jù)更新速率，目前高精度星敏感器感器采用并行流水線機(jī)制的曝光數(shù)據(jù)處理機(jī)制。在本幀圖像的數(shù)據(jù)處理結(jié)束時(shí)刻立即啟動(dòng)下幀圖像的曝光，本幀圖像的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)曝光數(shù)據(jù)讀出、在數(shù)據(jù)處理中從本幀圖像中提取星像坐標(biāo)、對(duì)提取的星像進(jìn)行識(shí)別、計(jì)算當(dāng)前幀的姿態(tài)，本幀曝光數(shù)據(jù)處理完成后到下一幀數(shù)據(jù)處理完成前，星敏感器在接收到取數(shù)信號(hào)后將本幀曝光數(shù)據(jù)的識(shí)別的結(jié)果發(fā)送給上位機(jī)。單星敏感器感器的內(nèi)部工作時(shí)序如圖1所示，星敏感器接收到同步信號(hào)后，以同步信號(hào)所在的星敏感器曝光周期為第一個(gè)星敏感器曝光周期，同時(shí)調(diào)整曝光周期的中心點(diǎn)為同步信號(hào)時(shí)刻。該曝光周期完成曝光后，立即啟動(dòng)下幀圖像的曝光。同時(shí)并行將曝光周期I的數(shù)據(jù)讀出、完成數(shù)據(jù)處理(從本幀圖像中提取星像坐標(biāo)、對(duì)提取的星像進(jìn)行識(shí)別、計(jì)算當(dāng)前幀的姿態(tài))。本幀曝光數(shù)據(jù)處理完成后到下一幀數(shù)據(jù)處理完成前，若星敏感器感器接收到取數(shù)信號(hào)，則星敏感器感器將本幀數(shù)據(jù)的結(jié)果發(fā)送給上位機(jī)。隨著航天器配置的星敏感器感器數(shù)量的增加，為了保證多星敏感器感器數(shù)據(jù)的高同步性要求，對(duì)多星敏感器感器的數(shù)據(jù)采集提出了高要求。多星敏感器數(shù)據(jù)的同步性采集要求同一采集周期采集的多星敏感器數(shù)據(jù)均為同一時(shí)間的指向數(shù)據(jù)，便于星上、地面的同步處理和數(shù)據(jù)比對(duì)。若星敏感器數(shù)據(jù)的采集頻率低于星敏感器數(shù)據(jù)的可輸出頻率，要求通過(guò)時(shí)序調(diào)整，星敏感器數(shù)據(jù)的所有曝光數(shù)據(jù)均可進(jìn)行下傳分析。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決串行采集多路星敏感器感器時(shí)星敏感器感器曝光數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)不同步的問(wèn)題，提出一種航天器多星敏感器感器數(shù)據(jù)采集器及采集方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的一種航天器多星敏感器感器數(shù)據(jù)采集器，該采集器包括星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊、星敏感器同步信號(hào)接口模塊、星敏感器串口通訊設(shè)置模塊和星敏感器串口通訊接口模塊；
星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊接收系統(tǒng)控制周期信號(hào)，通過(guò)星敏感器同步信號(hào)設(shè)置指令設(shè)定星敏感器同步信號(hào)的周期和與系統(tǒng)控制周期信號(hào)的相位關(guān)系；當(dāng)星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊接收到上述信息后根據(jù)設(shè)置要求建立星敏感器同步信號(hào)與系統(tǒng)控制周期的固定關(guān)系，定期發(fā)送星敏感器同步信號(hào)給星敏感器同步信號(hào)接口模塊，同時(shí)將星敏感器同步信號(hào)發(fā)送狀態(tài)告知上位機(jī)；星敏感器同步信號(hào)接口模塊將接收到的星敏感器同步信號(hào)分為多路，同時(shí)發(fā)送給多個(gè)星敏感器，各星敏感器的信號(hào)接口電路相互獨(dú)立；星敏感器串口通訊設(shè)置模塊包括一個(gè)串行通訊模塊，可實(shí)現(xiàn)一路串口的數(shù)據(jù)接收；星敏感器串口通訊模塊接收到上位機(jī)發(fā)送的星敏感器通道設(shè)置指令和星敏感器數(shù)據(jù)取數(shù)指令(RTS)后，實(shí)現(xiàn)與指定星敏感器感器的星敏感器數(shù)據(jù)取數(shù)指令的發(fā)送，同時(shí)將采集到的指定星敏感器感器的數(shù)據(jù)通過(guò)星敏感器串口通訊設(shè)置模塊的發(fā)送數(shù)據(jù)接口發(fā)送給上位機(jī)；星敏感器串口通訊接口模塊中設(shè)置有獨(dú)立的與所有星敏感器的數(shù)據(jù)采集信號(hào)、串口通訊信號(hào)的接口電路；星敏感器串口通訊接口模塊接收星敏感器串口通訊設(shè)置模塊的星敏感器通道設(shè)置指令，將接收的星敏感器串口通訊設(shè)置模塊的星敏感器數(shù)據(jù)采集信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給星敏感器通道設(shè)置指令指定的星敏感器；同時(shí)，星敏感器串口通訊接口模塊將從星敏感器通道設(shè)置指令指定的星敏感器采集到的串口通訊數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)送接口轉(zhuǎn)發(fā)給星敏感器串口通訊設(shè)置模塊。用上述采集器進(jìn)行采集的方法如下I)上位機(jī)將系統(tǒng)控制周期信號(hào)持續(xù)發(fā)送給多星敏感器感器采集器的星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊；2)上位機(jī)通過(guò)星敏感器同步信號(hào)設(shè)置指令設(shè)定星敏感器同步信號(hào)的周期和與系統(tǒng)控制周期信號(hào)的相位關(guān)系，發(fā)送給星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊；多星敏感器感器采集器的星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊接收到上述信息后根據(jù)設(shè)置要求建立星敏感器同步信號(hào)與系統(tǒng)控制周期的固定關(guān)系，定期發(fā)送星敏感器同步信號(hào)給星敏感器同步信號(hào)接口模塊，發(fā)送后立刻星敏感器同步信號(hào)發(fā)送狀態(tài)告知上位機(jī)；上位機(jī)接收到星敏感器同步信號(hào)發(fā)送狀態(tài)后記錄當(dāng)前的時(shí)間；3)星敏感器同步信號(hào)接口模塊將接收到的星敏感器同步信號(hào)分為多路，同時(shí)發(fā)送給多個(gè)星敏感器；4)多個(gè)星敏感器接收到星敏感器同步信號(hào)后，建立多個(gè)星敏感器感器的曝光周期與星敏感器同步信號(hào)的時(shí)序關(guān)系；5)上位機(jī)在系統(tǒng)控制周期中斷任務(wù)中串行采集多個(gè)星敏感器感器的數(shù)據(jù)。上位機(jī)首先向多星敏感器數(shù)據(jù)采集器的星敏感器串口通訊設(shè)置模塊發(fā)送星敏感器通道設(shè)置指令指定采集星敏感器I的數(shù)據(jù)，然后向星敏感器串口通訊設(shè)置模塊發(fā)送星敏感器數(shù)據(jù)取數(shù)指令(RTS)。星敏感器串口通訊設(shè)置模塊將星敏感器通道設(shè)置指令和星敏感器數(shù)據(jù)取數(shù)指令(RTS)發(fā)送給星敏感器串口通訊接口模塊，星敏感器串口通訊接口模塊將RTS信號(hào)發(fā)送給星敏感器I。星敏感器I接收到RTS信號(hào)后，將星敏感器I的數(shù)據(jù)發(fā)送給星敏感器串口通訊接口模塊。星敏感器串口通訊接口模塊接收數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)發(fā)送給星敏感器串口通訊接口模塊。最后由星敏感器串口通訊接口模塊將星敏感器I的數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)，完成上位機(jī)對(duì)星敏感器I數(shù)據(jù)的采集；6)上位機(jī)完成星敏感器I數(shù)據(jù)的采集后，按照步驟五的方法完成星敏感器2的采集，直到完成所有星敏感器的數(shù)據(jù)采集，結(jié)束在本控制周期任務(wù)中的多星敏感器數(shù)據(jù)采集任務(wù)；7)通過(guò)遙測(cè)數(shù)據(jù)觀察，多星敏感器數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)是否同步，即均為同一時(shí)間的曝光數(shù)據(jù)；如果星敏感器數(shù)據(jù)不同步，則地面注入根據(jù)時(shí)間調(diào)整值注入相位調(diào)整參數(shù)，由上位機(jī)重新通過(guò)星敏感器同步信號(hào)設(shè)置指令設(shè)定星敏感器同步信號(hào)與系統(tǒng)控制周期信號(hào)的相位關(guān)系;8)調(diào)整后，上位機(jī)按照步驟五完成多個(gè)星敏感器的數(shù)據(jù)采集，通過(guò)遙測(cè)數(shù)據(jù)觀察多星敏感器數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)同步。有益效果本發(fā)明的采集器可實(shí)現(xiàn)多星敏感器感器數(shù)據(jù)的高同步性和可調(diào)整性；本發(fā)明的采集器包含2個(gè)功能，多星敏感器同步信號(hào)發(fā)送功能和多星敏感器數(shù)據(jù)采集功能；實(shí)現(xiàn)了串行采集多星敏感器數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)同步；若星敏感器感器的曝光時(shí)間發(fā)送變化，可以通過(guò)地面注入調(diào)整采集時(shí)序，確保串行采集多星敏感器數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)同步。


圖1為星敏感器內(nèi)部工作時(shí)序圖；圖2為本發(fā)明的采集器的組成示意圖；圖3為系統(tǒng)通過(guò)多星敏感器數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行2臺(tái)星敏感器數(shù)據(jù)的采集時(shí)序圖；圖4為調(diào)整后的多星敏感器數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行2臺(tái)星敏感器數(shù)據(jù)的采集時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式一種航天器多星敏感器感器數(shù)據(jù)采集器，該采集器包括星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊、星敏感器同步信號(hào)接口模塊、星敏感器串口通訊設(shè)置模塊和星敏感器串口通訊接口模塊；星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊接收系統(tǒng)控制周期信號(hào)，通過(guò)星敏感器同步信號(hào)設(shè)置指令設(shè)定星敏感器同步信號(hào)的周期和與系統(tǒng)控制周期信號(hào)的相位關(guān)系；當(dāng)星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊接收到上述信息后根據(jù)設(shè)置要求建立星敏感器同步信號(hào)與系統(tǒng)控制周期的固定關(guān)系，定期發(fā)送星敏感器同步信號(hào)給星敏感器同步信號(hào)接口模塊，同時(shí)將星敏感器同步信號(hào)發(fā)送狀態(tài)告知上位機(jī)；星敏感器同步信號(hào)接口模塊將接收到的星敏感器同步信號(hào)分為多路，同時(shí)發(fā)送給多個(gè)星敏感器，各星敏感器的信號(hào)接口電路相互獨(dú)立；星敏感器串口通訊設(shè)置模塊包括一個(gè)串行通訊模塊，可實(shí)現(xiàn)一路串口的數(shù)據(jù)接收；星敏感器串口通訊模塊接收到上位機(jī)發(fā)送的星敏感器通道設(shè)置指令和星敏感器數(shù)據(jù)取數(shù)指令(RTS)后，實(shí)現(xiàn)與指定星敏感器感器的星敏感器數(shù)據(jù)取數(shù)指令的發(fā)送，同時(shí)將采集到的指定星敏感器感器的數(shù)據(jù)通過(guò)星敏感器串口通訊設(shè)置模塊的發(fā)送數(shù)據(jù)接口發(fā)送給上位機(jī)；星敏感器串口通訊接口模塊中設(shè)置有獨(dú)立的與所有星敏感器的星敏感器數(shù)據(jù)采集信號(hào)、串口通訊信號(hào)的接口電路；星敏感器串口通訊接口模塊接收星敏感器串口通訊設(shè)置模塊的星敏感器通道設(shè)置指令，將接收的星敏感器串口通訊設(shè)置模塊的星敏感器數(shù)據(jù)采集信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給星敏感器通道設(shè)置指令指定的星敏感器；同時(shí)，星敏感器串口通訊接口模塊將從星敏感器通道設(shè)置指令指定的星敏感器采集到的串口通訊數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)送接口轉(zhuǎn)發(fā)給星敏感器串口通訊設(shè)置模塊。用上述采集器進(jìn)行采集的方法如下I)上位機(jī)將系統(tǒng)控制周期信號(hào)持續(xù)發(fā)送給多星敏感器感器采集器的星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊；2)上位機(jī)通過(guò)星敏感器同步信號(hào)設(shè)置指令設(shè)定星敏感器同步信號(hào)的周期和與系統(tǒng)控制周期信號(hào)的相位關(guān)系，發(fā)送給星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊；多星敏感器感器采集器的星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊接收到上述信息后根據(jù)設(shè)置要求建立星敏感器同步信號(hào)與系統(tǒng)控制周期的固定關(guān)系，定期發(fā)送星敏感器同步信號(hào)給星敏感器同步信號(hào)接口模塊，發(fā)送后立刻星敏感器同步信號(hào)發(fā)送狀態(tài)告知上位機(jī)；上位機(jī)接收到星敏感器同步信號(hào)發(fā)送狀態(tài)后記錄當(dāng)前的時(shí)間；3)星敏感器同步信號(hào)接口模塊將接收到的星敏感器同步信號(hào)分為多路，同時(shí)發(fā)送給多個(gè)星敏感器；4)多個(gè)星敏感器接收到星敏感器同步信號(hào)后，建立多個(gè)星敏感器感器的曝光周期與星敏感器同步信號(hào)的時(shí)序關(guān)系；5)上位機(jī)在系統(tǒng)控制周期中斷任務(wù)中串行采集多個(gè)星敏感器感器的數(shù)據(jù)。上位機(jī)首先向多星敏感器數(shù)據(jù)采集器的星敏感器串口通訊設(shè)置模塊發(fā)送星敏感器通道設(shè)置指令指定采集星敏感器I的數(shù)據(jù)，然后向星敏感器串口通訊設(shè)置模塊發(fā)送星敏感器數(shù)據(jù)取數(shù)指令(RTS)。星敏感器串口通訊設(shè)置模塊將星敏感器通道設(shè)置指令和星敏感器數(shù)據(jù)取數(shù)指令(RTS)發(fā)送給星敏感器串口通訊接口模塊，星敏感器串口通訊接口模塊將RTS信號(hào)發(fā)送給星敏感器I。星敏感器I接收到RTS信號(hào)后，將星敏感器I的數(shù)據(jù)發(fā)送給星敏感器串口通訊接口模塊。星敏感器串口通訊接口模塊接收數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)發(fā)送給星敏感器串口通訊接口模塊。最后由星敏感器串口通訊接口模塊將星敏感器I的數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)，完成上位機(jī)對(duì)星敏感器I數(shù)據(jù)的采集；6)上位機(jī)完成星敏感器I數(shù)據(jù)的采集后，按照步驟五的方法完成星敏感器2的采集，直到完成所有星敏感器的數(shù)據(jù)采集，結(jié)束在本控制周期任務(wù)中的多星敏感器數(shù)據(jù)采集任務(wù)；7)通過(guò)遙測(cè)數(shù)據(jù)觀察，多星敏感器數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)是否同步，即均為同一時(shí)間的曝光數(shù)據(jù)；如果星敏感器數(shù)據(jù)不同步，則地面注入根據(jù)時(shí)間調(diào)整值注入相位調(diào)整參數(shù)，由上位機(jī)重新通過(guò)星敏感器同步信號(hào)設(shè)置指令設(shè)定星敏感器同步信號(hào)與系統(tǒng)控制周期信號(hào)的相位關(guān)系;8)調(diào)整后，上位機(jī)按照步驟五完成多個(gè)星敏感器的數(shù)據(jù)采集，通過(guò)遙測(cè)數(shù)據(jù)觀察多星敏感器數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)同步。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例系統(tǒng)配直2臺(tái)星敏感器，系統(tǒng)控制周期為250ms。
系統(tǒng)通過(guò)多星敏感器數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行2臺(tái)星敏感器數(shù)據(jù)的采集，時(shí)序如圖3所示I)上位機(jī)將系統(tǒng)控制周期信號(hào)(周期為250ms)持續(xù)發(fā)送給多星敏感器采集器的星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊；2)上位機(jī)通過(guò)星敏感器同步信號(hào)設(shè)置指令設(shè)定星敏感器同步信號(hào)的周期為Is和與系統(tǒng)控制周期信號(hào)上升沿的相位關(guān)系為100ms，發(fā)送給星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊；多星敏感器采集器的星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊接收到上述信息后根據(jù)設(shè)置要求建立星敏感器同步信號(hào)與系統(tǒng)控制周期的固定關(guān)系，定期發(fā)送星敏感器同步信號(hào)給星敏感器同步信號(hào)接口模塊，發(fā)送后立刻星敏感器同步信號(hào)發(fā)送狀態(tài)告知上位機(jī)。上位機(jī)接收到星敏感器同步信號(hào)發(fā)送狀態(tài)后記錄當(dāng)前的時(shí)間；3)星敏感器同步信號(hào)接口模塊將接收到的星敏感器同步信號(hào)分為多路，同時(shí)發(fā)送給2臺(tái)星敏感器；2臺(tái)星敏感器接收到星敏感器同步信號(hào)后，建立多個(gè)星敏感器感器的曝光周期與星敏感器同步信號(hào)的時(shí)序關(guān)系；4)上位機(jī)首先向多星敏感器數(shù)據(jù)采集器的星敏感器串口通訊設(shè)置模塊發(fā)送星敏感器通道設(shè)置指令指定采集星敏感器I的數(shù)據(jù)，然后向星敏感器串口通訊設(shè)置模塊發(fā)送星敏感器數(shù)據(jù)取數(shù)指令(RTS)。星敏感器串口通訊設(shè)置模塊將星敏感器通道設(shè)置指令和星敏感器數(shù)據(jù)取數(shù)指令(RTS)發(fā)送給星敏感器串口通訊接口模塊，星敏感器串口通訊接口模塊將RTS信號(hào)發(fā)送給星敏感器I。星敏感器I接收到RTS信號(hào)后，將星敏感器I的數(shù)據(jù)發(fā)送給星敏感器串口通訊接口模塊。星敏感器串口通訊接口模塊接收數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)發(fā)送給星敏感器串口通訊接口模塊。最后由星敏感器串口通訊接口模塊將星敏感器I的數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)，完成上位機(jī)對(duì)星敏感器數(shù)據(jù)I的采集；5)上位機(jī)首先向多星敏感器數(shù)據(jù)采集器的星敏感器串口通訊設(shè)置模塊發(fā)送星敏感器通道設(shè)置指令指定采集星敏感器2的數(shù)據(jù)，然后向星敏感器串口通訊設(shè)置模塊發(fā)送星敏感器數(shù)據(jù)取數(shù)指令(RTS)。星敏感器串口通訊設(shè)置模塊將星敏感器通道設(shè)置指令和星敏感器數(shù)據(jù)取數(shù)指令(RTS)發(fā)送給星敏感器串口通訊接口模塊，星敏感器串口通訊接口模塊將RTS信號(hào)發(fā)送給星敏感器2。星敏感器2接收到RTS信號(hào)后，將星敏感器2的數(shù)據(jù)發(fā)送給星敏感器串口通訊接口模塊。星敏感器串口通訊接口模塊接收數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)發(fā)送給星敏感器串口通訊接口模塊。最后由星敏感器串口通訊接口模塊將星敏感器2的數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)，完成上位機(jī)對(duì)星敏感器數(shù)據(jù)2的采集；6)通過(guò)遙測(cè)數(shù)據(jù)觀察，并從圖3中可知，2臺(tái)星敏感器數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)不同步，星敏感器2的數(shù)據(jù)比星敏感器I的數(shù)據(jù)滯后時(shí)間為I個(gè)曝光周期125ms。為了使在同一控制周期采集到的2臺(tái)星敏感器的數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)同步，需要對(duì)調(diào)整星敏感器同步信號(hào)與系統(tǒng)控制周期信號(hào)的相位關(guān)系地面注入根據(jù)時(shí)間調(diào)整值注入相位調(diào)整參數(shù)，由上位機(jī)重新通過(guò)星敏感器同步信號(hào)設(shè)置指令設(shè)定星敏感器同步信號(hào)與系統(tǒng)控制周期信號(hào)的相位關(guān)系為125ms。調(diào)整后的系統(tǒng)通過(guò)多星敏感器數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行2臺(tái)星敏感器數(shù)據(jù)的采集，調(diào)整后的時(shí)序如圖4所示I)上位機(jī)將系統(tǒng)控制周期信號(hào)(周期為250ms)持續(xù)發(fā)送給多星敏感器感器采集器的星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊；
2)上位機(jī)通過(guò)星敏感器同步信號(hào)設(shè)置指令設(shè)定星敏感器同步信號(hào)的周期為Is和與系統(tǒng)控制周期信號(hào)上升沿的相位關(guān)系為125ms，發(fā)送給星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊；多星敏感器采集器的星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊接收到上述信息后根據(jù)設(shè)置要求建立星敏感器同步信號(hào)與系統(tǒng)控制周期的固定關(guān)系，定期發(fā)送星敏感器同步信號(hào)給星敏感器同步信號(hào)接口模塊，發(fā)送后立刻星敏感器同步信號(hào)發(fā)送狀態(tài)告知上位機(jī)。上位機(jī)接收到星敏感器同步信號(hào)發(fā)送狀態(tài)后記錄當(dāng)前的時(shí)間；3)星敏感器同步信號(hào)接口模塊將接收到的星敏感器同步信號(hào)分為多路，同時(shí)發(fā)送·給2臺(tái)星敏感器；2臺(tái)星敏感器接收到星敏感器同步信號(hào)后，建立多個(gè)星敏感器的曝光周期與星敏感器同步彳目號(hào)的時(shí)序關(guān)系；4)上位機(jī)首先向多星敏感器數(shù)據(jù)采集器的星敏感器串口通訊設(shè)置模塊發(fā)送星敏感器通道設(shè)置指令指定采集星敏感器I的數(shù)據(jù)，然后向星敏感器串口通訊設(shè)置模塊發(fā)送星敏感器數(shù)據(jù)取數(shù)指令(RTS)。星敏感器串口通訊設(shè)置模塊將星敏感器通道設(shè)置指令和星敏感器數(shù)據(jù)取數(shù)指令(RTS)發(fā)送給星敏感器串口通訊接口模塊，星敏感器串口通訊接口模塊將RTS信號(hào)發(fā)送給星敏感器I。星敏感器I接收到RTS信號(hào)后，將星敏感器I的數(shù)據(jù)發(fā)送給星敏感器串口通訊接口模塊。星敏感器串口通訊接口模塊接收數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)發(fā)送給星敏感器串口通訊接口模塊。最后由星敏感器串口通訊接口模塊將星敏感器I的數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)，完成上位機(jī)對(duì)星敏感器數(shù)據(jù)I的采集；5)上位機(jī)首先向多星敏感器數(shù)據(jù)采集器的星敏感器串口通訊設(shè)置模塊發(fā)送星敏感器通道設(shè)置指令指定采集星敏感器2的數(shù)據(jù)，然后向星敏感器串口通訊設(shè)置模塊發(fā)送星敏感器數(shù)據(jù)取數(shù)指令(RTS)。星敏感器串口通訊設(shè)置模塊將星敏感器通道設(shè)置指令和星敏感器數(shù)據(jù)取數(shù)指令(RTS)發(fā)送給星敏感器串口通訊接口模塊，星敏感器串口通訊接口模塊將RTS信號(hào)發(fā)送給星敏感器2。星敏感器2接收到RTS信號(hào)后，將星敏感器2的數(shù)據(jù)發(fā)送給·星敏感器串口通訊接口模塊。星敏感器串口通訊接口模塊接收數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)發(fā)送給星敏感器串口通訊接口模塊。最后由星敏感器串口通訊接口模塊將星敏感器2的數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)，完成上位機(jī)對(duì)星敏感器數(shù)據(jù)2的采集；6)通過(guò)遙測(cè)數(shù)據(jù)觀察，2臺(tái)星敏感器數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)同步，多星敏感器采集的星敏感器同步信號(hào)與系統(tǒng)控制周期信號(hào)的相位關(guān)系調(diào)整有效。
權(quán)利要求
1.一種航天器多星敏感器數(shù)據(jù)采集器，其特征在于該采集器包括星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊、星敏感器同步信號(hào)接口模塊、星敏感器串口通訊設(shè)置模塊和星敏感器串口通訊接口模塊； 星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊接收系統(tǒng)控制周期信號(hào)，通過(guò)星敏感器同步信號(hào)設(shè)置指令設(shè)定星敏感器同步信號(hào)的周期和與系統(tǒng)控制周期信號(hào)的相位關(guān)系；當(dāng)星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊接收到上述信息后根據(jù)設(shè)置要求建立星敏感器同步信號(hào)與系統(tǒng)控制周期的固定關(guān)系，定期發(fā)送星敏感器同步信號(hào)給星敏感器同步信號(hào)接口模塊，同時(shí)將星敏感器同步信號(hào)發(fā)送狀態(tài)告知上位機(jī)； 星敏感器同步信號(hào)接口模塊將接收到的星敏感器同步信號(hào)分為多路，同時(shí)發(fā)送給多個(gè)星敏感器，各星敏感器的信號(hào)接口電路相互獨(dú)立； 星敏感器串口通訊設(shè)置模塊包括一個(gè)串行通訊模塊，可實(shí)現(xiàn)一路串口的數(shù)據(jù)接收；星敏感器串口通訊模塊接收到上位機(jī)發(fā)送的星敏感器通道設(shè)置指令和星敏感器數(shù)據(jù)取數(shù)指令后，實(shí)現(xiàn)與指定星敏感器的星敏感器數(shù)據(jù)取數(shù)指令的發(fā)送，同時(shí)將采集到的指定星敏感器的數(shù)據(jù)通過(guò)星敏感器串口通訊設(shè)置模塊的發(fā)送數(shù)據(jù)接口發(fā)送給上位機(jī)； 星敏感器串口通訊接口模塊中設(shè)置有獨(dú)立的與所有星敏感器的星敏感器數(shù)據(jù)采集信號(hào)、串口通訊信號(hào)的接口電路；星敏感器串口通訊接口模塊接收星敏感器串口通訊設(shè)置模塊的星敏感器通道設(shè)置指令，將接收的星敏感器串口通訊設(shè)置模塊的星敏感器數(shù)據(jù)采集信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給星敏感器通道設(shè)置指令指定的星敏感器；同時(shí)，星敏感器串口通訊接口模塊將從星敏感器通道設(shè)置指令指定的星敏感器采集到的串口通訊數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)送接口轉(zhuǎn)發(fā)給星敏感器串口通訊設(shè)置模塊。
2.—種權(quán)利要求1所述的采集器進(jìn)行采集的方法，其特征在于 1)上位機(jī)將系統(tǒng)控制周期信號(hào)持續(xù)發(fā)送給多星敏感器采集器的星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊； 2)上位機(jī)通過(guò)星敏感器同步信號(hào)設(shè)置指令設(shè)定星敏感器同步信號(hào)的周期和與系統(tǒng)控制周期信號(hào)的相位關(guān)系，發(fā)送給星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊；多星敏感器采集器的星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊接收到上述信息后根據(jù)設(shè)置要求建立星敏感器同步信號(hào)與系統(tǒng)控制周期的固定關(guān)系，定期發(fā)送星敏感器同步信號(hào)給星敏感器同步信號(hào)接口模塊，發(fā)送后立刻星敏感器同步信號(hào)發(fā)送狀態(tài)告知上位機(jī)；上位機(jī)接收到星敏感器同步信號(hào)發(fā)送狀態(tài)后記錄當(dāng)前的時(shí)間； 3)星敏感器同步信號(hào)接口模塊將接收到的星敏感器同步信號(hào)分為多路，同時(shí)發(fā)送給多個(gè)星敏感器； 4)多個(gè)星敏感器接收到星敏感器同步信號(hào)后，建立多個(gè)星敏感器的曝光周期與星敏感器同步 目號(hào)的時(shí)序關(guān)系； 5)上位機(jī)在系統(tǒng)控制周期中斷任務(wù)中串行采集多個(gè)星敏感器的數(shù)據(jù)；上位機(jī)首先向多星敏感器數(shù)據(jù)采集器的星敏感器串口通訊設(shè)置模塊發(fā)送星敏感器通道設(shè)置指令指定采集第一個(gè)星敏感器的數(shù)據(jù)，然后向星敏感器串口通訊設(shè)置模塊發(fā)送星敏感器數(shù)據(jù)取數(shù)指令；星敏感器串口通訊設(shè)置模塊將星敏感器通道設(shè)置指令和星敏感器數(shù)據(jù)取數(shù)指令發(fā)送給星敏感器串口通訊接口模塊，星敏感器串口通訊接口模塊將星敏感器數(shù)據(jù)取數(shù)指令信號(hào)發(fā)送給第一個(gè)星敏感器；第一個(gè)星敏感器接收到星敏感器數(shù)據(jù)取數(shù)指令信號(hào)后，將第一個(gè)星敏感器的數(shù)據(jù)發(fā)送給星敏感器串口通訊接口模塊；星敏感器串口通訊接口模塊接收數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)發(fā)送給星敏感器串口通訊接口模塊；最后由星敏感器串口通訊接口模塊將第一個(gè)星敏感器的數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)，完成上位機(jī)對(duì)第一個(gè)星敏感器數(shù)據(jù)的采集； 6)上位機(jī)完成第一個(gè)星敏感器數(shù)據(jù)的采集后，按照步驟五的方法完成第二個(gè)星敏感器數(shù)據(jù)的采集，直到完成所有星敏感器的數(shù)據(jù)采集，結(jié)束在本控制周期任務(wù)中的多星敏感器數(shù)據(jù)采集任務(wù)； 7)通過(guò)遙測(cè)數(shù)據(jù)觀察，多星敏感器數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)是否同步，即均為同一時(shí)間的曝光數(shù)據(jù)；如果星敏感器數(shù)據(jù)不同步，則地面注入根據(jù)時(shí)間調(diào)整值注入相位調(diào)整參數(shù)，由上位機(jī)重新通過(guò)星敏感器同步信號(hào)設(shè)置指令設(shè)定星敏感器同步信號(hào)與系統(tǒng)控制周期信號(hào)的相位關(guān)系; 8)調(diào)整后，上位機(jī)按照步驟五完成多個(gè)星敏感器的數(shù)據(jù)采集，通過(guò)遙測(cè)數(shù)據(jù)觀察多星敏感器數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)同步。
全文摘要
本發(fā)明屬于航天技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種航天器多星敏感器感器數(shù)據(jù)采集器及采集方法，用以實(shí)現(xiàn)多星敏感器感器數(shù)據(jù)的高同步性和可調(diào)整性。該采集器包括星敏感器同步信號(hào)設(shè)置模塊、星敏感器同步信號(hào)接口模塊、星敏感器串口通訊設(shè)置模塊和星敏感器串口通訊接口模塊。本發(fā)明的采集器可實(shí)現(xiàn)多星敏感器數(shù)據(jù)的高同步性和可調(diào)整性；本發(fā)明的采集器包含2個(gè)功能，多星敏感器同步信號(hào)發(fā)送功能和多星敏感器數(shù)據(jù)采集功能；實(shí)現(xiàn)了串行采集多星敏感器數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)同步；若星敏感器的曝光時(shí)間發(fā)送變化，可以通過(guò)地面注入調(diào)整采集時(shí)序，確保串行采集多星敏感器數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)同步。
文檔編號(hào)G01C21/02GK103017761SQ20121051635
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者王晉鵬, 陳超, 戰(zhàn)毅, 王躍, 丁建釗, 朱華斐, 瞿涵, 陳琳娜, 張海彤, 段磊強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京控制工程研究所