CN110632843B - 遥感相机高精度对时信息生成系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种遥感相机高精度对时信息生成系统，解决现有方法存在的相机时间同步误差在1秒内随对时信息采集时刻与秒脉冲下降沿的间隔时间而累积导致的时间同步误差较大且波动的问题。由异步串行通信接口芯片、GNSS秒脉冲电平转换芯片、晶振和成像控制FPGA组成，通过将GNSS秒脉冲的下降沿延迟至少相机的2个最大行/帧周期后触发高精度对时信息的生成，通过三级锁存保证插入遥感相机图像辅助数据中高精度对时信息的精度和正确性。本发明可以达到更高的相机时间同步精度，且相机时间同步误差不会随对时信息采集时刻与秒脉冲下降的间隔时间而累积，降低对晶振频率稳定度的要求，在提高相机时间同步精度的同时降低遥感相机研制成本。
Description
技术领域
本发明涉及遥感相机，特别是涉及一种遥感相机高精度对时信息生成系统。
背景技术
遥感相机包括以卫星等航天器或飞机等航空器为观测平台对地面进行遥感的相机，遥感相机要达到要求的平面定位精度、高程精度或姿态测量精度，需要保证相机的时间和观测平台以及陀螺等其他单元同步。高精度对时信息包括图像的行/帧号，以及该行/帧图像曝光起始时刻对应的时间码，时间码由秒值和微秒值组成，其中秒值为当前时间相对于计时时间基准(如2006年1月1日0时0分0秒)经历的秒值数。空间相机的时间同步误差是高精度对时信息中记录的某一行/帧图像的时间和曝光起始时刻的真实时间(以时间同步源即GNSS接收机时间系统为基准)的差值。
发明人曾提出一种空间相机图像对时信息生成系统(专利公告号：CN103792841B)，在该系统中使用图像对时信息生成FPGA接收相机控制器发送的轮询对时信息指令来触发对时信息的生成，由于轮询对时信息指令和GPS秒脉冲是异步的，没有确定的时间关系，因此对时信息采集时刻与秒脉冲下降沿的间隔时间也不固定。对于由FPGA产生对时信息的系统，假设FPGA外接晶振的频差为δ，从上次秒脉冲下降沿到来微秒计数器值被清零到本次图像对时信息采集的间隔时间为Tc(Tc≤1s)，则时间同步误差tcr可以由公式(1)来表示。
tcr＝δ·Tc； (1)
由于对时信息采集时刻与秒脉冲下降沿的间隔时间Tc不固定，最大可能为1秒，因此为了提高相机时间同步精度，需要尽可能采取低频差的晶振，这就使得遥感相机的研制成本提高，而且时间同步误差的随机性也较大。
发明人曾提出一种空间立体测绘相机时间同步精度全程实时检测系统和方法(专利公开号：CN102735263A)，在该系统中使用FPGA对时单元接收行/帧同步信号和秒脉冲信号，产生FPGA对时数据作为基准数据，用于空间相机时间同步误差的地面测量和评价。但是在该方案中FPGA对时单元不能接受和处理高精度时标与平台时标，由于图像对时信息中的秒值为当前时间相对于计时时间基准经历的秒值数，空间相机需要使用高精度时标或平台时标进行对时才能得到正确的图像对时信息，因此该方案只能在GPS仿真设备的协助下用于空间相机时间同步精度的地面测量和评价，不能用于空间相机在轨工作过程中的图像对时信息生成。在该方案中对时信息是每行采集1次，如果对该方案进行改进，使其可以接收高精度时标和平台时标对时，也存在和CN103792841B类似的问题，因为虽然对时信息是每行采集1次，当在秒脉冲下降沿之后附近采集对时信息时，Tc接近0，时间同步误差tcr很小，而当在秒脉冲下降沿之前附近采集对时信息时，Tc接近1秒，时间同步误差tcr较大，因此为了提高相机时间同步精度，也需要尽可能采取低频差的晶振，同时时间同步误差的随机性也较大。
发明内容
本发明针对遥感相机的平面定位精度、高程精度或姿态测量精度受相机时间同步精度的影响，而现有方法存在的相机时间同步误差在1秒内随对时信息采集时刻与秒脉冲下降沿的间隔时间而累积导致的时间同步误差较大且波动的问题，提供一种遥感相机高精度对时信息生成系统。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：
本发明实施例提供了一种遥感相机高精度对时信息生成系统，包括异步串行通信接口芯片(10)、成像控制FPGA(20)、GNSS秒脉冲电平转换芯片(30)和晶振(40)；
遥感相机的相机控制器通过所述异步串行通信接口芯片(10)传送最大行/帧周期码值、高精度时标、平台时标至成像控制FPGA(20)；
所述成像控制FPGA(20)根据所述GNSS秒脉冲电平转换芯片(30)传送的GNSS秒脉冲信号、所述晶振(40)传送的时钟信号和所述异步串行通信接口芯片(10)传送所述最大行/帧周期码值、所述高精度时标、所述平台时标产生高精度对时信息，将高精度对时信息插入遥感相机的辅助数据；产生探测器工作所需的时序驱动信号，送至所述探测器，并从所述探测器接收原始图像数据，将所述辅助数据和所述原始图像数据整合后送至数传分系统；
所述GNSS秒脉冲电平转换芯片(30)用于将GNSS接收机发送的GNSS秒脉冲信号由长距离传输所用的差分电平转换为TTL电平后传送至所述成像控制FPGA(20)；
所述晶振(40)用于产生稳定的时钟信号，同时将所述时钟信号传送至成像控制FPGA(20)；
所述成像控制FPGA(20)包括串行通信模块(21)、探测器时序控制模块(22)、图像数据整合模块(23)、采集触发信号产生模块(24)、高精度对时信息生成模块(25)和对时信息第三级锁存模块(26)；
所述串行通信模块(21)用于通过所述异步串行通信接口芯片(10)与相机控制器进行异步串行通信；从所述异步串行通信接口芯片(10)接收所述最大行/帧周期码值、所述高精度时标、所述平台时标，将所述最大行/帧周期码值送至所述采集触发信号产生模块(24)，将所述高精度时标、所述平台时标送至高精度对时信息生成模块(25)；
所述探测器时序控制模块(22)产生探测器工作所需的时序驱动信号，送至所述探测器，驱动所述探测器工作，同时根据驱动时序产生曝光起始信号，送至所述高精度对时信息生成模块(25)；
所述采集触发信号产生模块(24)接收所述GNSS秒脉冲电平转换芯片(30)传送的所述GNSS秒脉冲信号和所述串行通信模块(21)发送的所述最大行/帧周期码值，产生采集触发信号，所述采集触发信号每秒产生一次，触发采集信号的上升沿延迟GNSS秒脉冲的下降沿至少2个最大行/帧周期以上；产生的采集触发信号送至所述高精度对时信息生成模块(25)；
所述高精度对时信息生成模块(25)从所述晶振(40)接收时钟信号，经过分频后进行计数得到当前微秒计数器值，在当前微秒计数器值为2000000时将当前秒计数器值加2，并将当前微秒计数器值设置为0，实现自守时功能；所述高精度对时信息生成模块(25)从所述GNSS秒脉冲电平转换芯片(30)接收所述GNSS秒脉冲信号，对所述GNSS秒脉冲信号进行计数得到当前秒计数器值，当检测到所述GNSS秒脉冲信号的下降沿时将当前微秒计数器值设置为0，实现GNSS守时功能；所述高精度对时信息生成模块(25)接收所述探测器时序控制模块(22)发送的曝光起始信号，在所述曝光起始信号的上升沿进行计数，产生行号，同时在所述曝光起始信号的上升沿锁存当前秒值和当前微秒值；将曝光起始信号的上升沿延迟1个时钟后作为高精度对时信息的第1级锁存信号，用所述高精度对时信息第1级锁存信号对行号，以及所述曝光起始信号的上升沿锁存后的秒值和微秒值同时再次进行锁存，锁存后的行号、秒值和微秒值一起作为第1级锁存后的高精度对时信息；所述高精度对时信息生成模块(25)从所述采集触发信号产生模块(24)接收所述采集触发信号，用所述采集触发信号的下降沿对第1级锁存后的行号、秒值和微秒值同时进行锁存，锁存后的行号、秒值和微秒值一起作为第2级锁存后的高精度对时信息，送至所述对时信息第三级锁存模块(26)；
所述对时信息第三级锁存模块(26)从所述高精度对时信息生成模块(25)接收第2级锁存后的高精度对时信息，在产生所述辅助数据的过程中，在使用高精度对时信息前，对2级锁存后的高精度对时信息进行第3次锁存，所述辅助数据中插入的是第3次锁存后的高精度对时信息；包含第3次锁存后高精度对时信息的辅助数据送至图像数据整合模块(23)；
所述图像数据整合模块(23)接收所述对时信息第三级锁存模块(26)输出的包含第3次锁存后高精度对时信息的辅助数据，并接收所述探测器输出的原始图像数据，经过整合后发送至数传分系统。
可选的，所述采集触发信号产生模块(24)的具体实现过程为：
构建1个触发信号延迟量计数器，根据从所述串行通信模块(21)接收到的最大行/帧周期码值计算所述触发信号延迟量计数器的反转阈值，使得所述采集触发信号的下降沿相对于所述GNSS秒脉冲的下降沿延迟至少2个最大行/帧周期以上；在系统上电或复位时，将所述触发信号延迟量计数器的初始值设置为所述触发信号延迟量计数器的反转阈值；当收到所述GNSS秒脉冲信号的下降沿，将所述触发信号延迟量计数器计数值清零；当所述触发信号延迟量计数器计数值大于或等于所述触发信号延迟量计数器的反转阈值时，将触发信号延迟量计数器计数值设置为所述触发信号延迟量计数器的反转阈值；其他情况下在时钟信号的上升沿将触发信号延迟量计数器计数值加1；当所述触发信号延迟量计数器计数值小于所述触发信号延迟量计数器的反转阈值时将采集触发信号设置为高电平，否则将采集触发信号设置为低电平。
当
为所述最大行/帧周期码值，Trow为行/帧周期的当量，Ttriger为所述触发信号延迟技术器的当量，所述触发信号延迟量计数器的反转阈值Ptriger的计算公式为：
可选的，所述高精度对时信息也可以用自守时触发，具体实现过程为：在当前微秒计数器值为2000000时将自守时采集触发信号设置为高电平，在其他情况下将所述自守时采集触发信号设置为低电平；在所述自守时采集触发信号的下降沿对第1级锁存后的行号、秒值和微秒值同时进行锁存，锁存后的行号、秒值和微秒值一起作为第2级锁存后的高精度对时信息，送至所述对时信息第三级锁存模块(26)。
由本发明提供的技术方案可以看出，和现有技术相比本发明具有以下优点：
1.将GNSS秒脉冲的下降沿延迟相机至少2个最大行/帧周期后来产生采集触发信号，因此从上次秒脉冲下降沿到来微秒计数器值被清零到本次图像对时信息采集的间隔时间为Tc为固定值且最小，相机时间同步误差不会随对时信息采集时刻与秒脉冲下降的间隔时间而累积，降低了对晶振频率稳定度的要求，在提高相机时间同步精度的同时降低遥感相机研制成本。
2.由于从上次秒脉冲下降沿到来微秒计数器值被清零到本次图像对时信息采集的间隔时间为Tc为固定值，时间同步误差的波动性得到有效降低。
3.由于GNSS秒脉冲和曝光有效信号之间为异步关系，GNSS秒脉冲与图像辅助数据的产生和插入过程也为异步关系，因此通过3级锁存来保证高精度对时信息的准确可靠。在对时信息的生成中直接使用曝光有效信号，而不是使用行/帧同步或行/帧周期信号，减少信号在系统内的传递，提高系统的可靠性。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或相关技术的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的遥感相机高精度对时信息生成系统的一种具体实施方式结构框架图；
图2为本发明实施例提供的成像控制FPGA的一种具体实施方式结构框架图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。
在介绍了本发明实施例的技术方案后，下面详细的说明本申请的各种非限制性实施方式。
首先参见图1，图1为本发明实施例提供的遥感相机高精度对时信息生成系统在一种具体实施方式中的结构框架图，本发明实施例可包括以下内容：
遥感相机高精度对时信息生成系统可包括异步串行通信接口芯片10、成像控制FPGA 20、GNSS秒脉冲电平转换芯片30和晶振40。遥感相机的相机控制器通过异步串行通信接口芯片10传送最大行/帧周期码值、高精度时标、平台时标至成像控制FPGA 20；
成像控制FPGA 20根据GNSS秒脉冲电平转换芯片30传送的GNSS秒脉冲信号、晶振40传送的时钟信号和异步串行通信接口芯片10传送最大行/帧周期码值、高精度时标、平台时标产生高精度对时信息，将高精度对时信息插入遥感相机的辅助数据。产生探测器工作所需的时序驱动信号，送至探测器，并从探测器接收原始图像数据。将辅助数据和原始图像数据整合后送至数传分系统。
GNSS秒脉冲电平转换芯片30用于将GNSS接收机发送的GNSS秒脉冲信号由长距离传输所用的差分电平转换为TTL电平后传送至成像控制FPGA 20。
晶振40用于产生稳定的时钟信号，同时将时钟信号传送至成像控制FPGA 20。
成像控制FPGA 20包括串行通信模块21、探测器时序控制模块22、图像数据整合模块23、采集触发信号产生模块24、高精度对时信息生成模块25和对时信息第三级锁存模块26。
串行通信模块21用于通过异步串行通信接口芯片10与相机控制器进行异步串行通信；从异步串行通信接口芯片10接收最大行/帧周期码值、高精度时标、平台时标，将最大行/帧周期码值送至采集触发信号产生模块24，将高精度时标、平台时标送至高精度对时信息生成模块25。
探测器时序控制模块22产生探测器工作所需的时序驱动信号，送至探测器，驱动探测器工作，同时根据驱动时序产生曝光起始信号，送至高精度对时信息生成模块25。
采集触发信号产生模块24接收GNSS秒脉冲电平转换芯片30传送的GNSS秒脉冲信号和串行通信模块21发送的最大行/帧周期码值，产生采集触发信号，采集触发信号每秒产生一次，触发采集信号的上升沿延迟GNSS秒脉冲的下降沿至少1个最大行/帧周期以上。产生的采集触发信号送至高精度对时信息生成模块25。
高精度对时信息生成模块25从晶振40接收时钟信号，经过分频后进行计数得到当前微秒计数器值，在当前微秒计数器值为2000000时将当前秒计数器值加2，并将当前微秒计数器值设置为0，实现自守时功能。高精度对时信息生成模块25从GNSS秒脉冲电平转换芯片30接收GNSS秒脉冲信号，对GNSS秒脉冲信号进行计数得到当前秒计数器值，当检测到GNSS秒脉冲信号的下降沿时将当前微秒计数器值设置为0，实现GNSS守时功能；高精度对时信息生成模块25接收探测器时序控制模块22发送的曝光起始信号，在曝光起始信号的上升沿进行计数，产生行号，同时在曝光起始信号的上升沿锁存当前秒值和当前微秒值。将曝光起始信号的上升沿延迟1个时钟后作为高精度对时信息的第1级锁存信号，用高精度对时信息第1级锁存信号对行号，以及曝光起始信号的上升沿锁存后的秒值和微秒值同时再次进行锁存，锁存后的行号、秒值和微秒值一起作为第1级锁存后的高精度对时信息。高精度对时信息生成模块25从采集触发信号产生模块24接收采集触发信号，用采集触发信号的下降沿对第1级锁存后的行号、秒值和微秒值同时进行锁存，锁存后的行号、秒值和微秒值一起作为第2级锁存后的高精度对时信息，送至对时信息第三级锁存模块26。
对时信息第三级锁存模块26从高精度对时信息生成模块25接收第2级锁存后的高精度对时信息，在产生辅助数据的过程中，在使用高精度对时信息前，对2级锁存后的高精度对时信息进行第3次锁存，辅助数据中插入的是第3次锁存后的高精度对时信息。包含第3次锁存后高精度对时信息的辅助数据送至图像数据整合模块23。
图像数据整合模块23接收对时信息第三级锁存模块26输出的包含第3次锁存后高精度对时信息的辅助数据，并接收探测器输出的原始图像数据，经过整合后发送至数传分系统。
采集触发信号产生模块24的具体实现过程为，构建1个触发信号延迟量计数器，根据从串行通信模块21接收到的最大行/帧周期码值计算触发信号延迟量计数器的反转阈值，使得采集触发信号的下降沿相对于GNSS秒脉冲的下降沿延迟至少2个最大行/帧周期以上。在系统上电或复位时，将触发信号延迟量计数器的初始值设置为触发信号延迟量计数器的反转阈值。当收到GNSS秒脉冲信号的下降沿，将触发信号延迟量计数器计数值清零。当触发信号延迟量计数器计数值大于或等于触发信号延迟量计数器的反转阈值时，将触发信号延迟量计数器计数值设置为触发信号延迟量计数器的反转阈值。其他情况下在时钟信号的上升沿将触发信号延迟量计数器计数值加1。当触发信号延迟量计数器计数值小于触发信号延迟量计数器的反转阈值时将采集触发信号设置为高电平，否则将采集触发信号设置为低电平。
假设最大行/帧周期码值为
行/帧周期的当量为Trow，触发信号延迟量计数器的当量为Ttriger，则触发信号延迟量计数器的反转阈值Ptriger的计算公式为：
当外部GNSS秒脉冲失效时,高精度对时信息用自守时触发，具体实现过程为：在当前微秒计数器值为2000000时将自守时采集触发信号设置为高电平，在其他情况下将自守时采集触发信号设置为低电平。在自守时采集触发信号的下降沿对第1级锁存后的行号、秒值和微秒值同时进行锁存，锁存后的行号、秒值和微秒值一起作为第2级锁存后的高精度对时信息，送至对时信息第三级锁存模块26。
由本发明实施例提供的技术方案可以看出，和现有技术相比本发明实施例具有以下优点：
1.将GNSS秒脉冲的下降沿延迟相机至少2个最大行/帧周期后来产生采集触发信号，因此从上次秒脉冲下降沿到来微秒计数器值被清零到本次图像对时信息采集的间隔时间为Tc为固定值且最小，相机时间同步误差不会随对时信息采集时刻与秒脉冲下降的间隔时间而累积，降低了对晶振频率稳定度的要求，在提高相机时间同步精度的同时降低遥感相机研制成本。
2.由于从上次秒脉冲下降沿到来微秒计数器值被清零到本次图像对时信息采集的间隔时间为Tc为固定值，时间同步误差的波动性得到有效降低。
3.由于GNSS秒脉冲和曝光有效信号之间为异步关系，GNSS秒脉冲与图像辅助数据的产生和插入过程也为异步关系，因此通过3级锁存来保证高精度对时信息的准确可靠。在对时信息的生成中直接使用曝光有效信号，而不是使用行/帧同步或行/帧周期信号，减少信号在系统内的传递，提高系统的可靠性。
为了证实本申请提供的技术方案的有效性，本申请还进行了验证性实验，基于图1所示的遥感相机高精度对时信息生成系统，验证性实验可如下所述：
在本实施例中异步串行通信接口芯片10采用北京微电子技术研究所的B26LV31和B26LV32。成像控制FPGA20采用Xilinx公司的FPGA XQV300，GNSS秒脉冲电平转换芯片30采用北京微电子技术研究所的B26LV32。晶振40采用海创公司的ZA715-C-B-3-40M00000，探测器可为THOMSON公司的TH7834C。
结合图2说明本实施例，成像控制FPGA20包括串行通信模块21、探测器时序控制模块22、图像数据整合模块23、采集触发信号产生模块24、高精度对时信息生成模块25和对时信息第三级锁存模块26。这些模块用VHDL硬件描述语言编写，使用ISE集成开发环境，最终在XQV300上实现。在本实施例中行/帧周期的最大值为0.741ms，行/帧周期的当量为200ns，最大行/帧周期的码值为0E79(16进制，对应10进制为3705)。采集触发信号要延迟GNSS秒脉冲的下降沿延迟至少2个最大行/帧周期以上，因此要延迟至少1.482ms以上，在本实施例中取延迟量2ms，由于采集触发信号产生模块24中触发信号延迟量计数器的当量为25ns，因此触发信号延迟量计数器的反转阈值取80000。
表1为本实施例中当GNSS秒脉冲有效，即采用GNSS秒脉冲守时通过快视获取的图像辅助数据中的高精度对时信息。
表1采用GNSS秒脉冲守时获取的图像辅助数据中的对时信息
从表1可以看出，当采用GNSS秒脉冲守时，1秒触发1次对时信息采集，相邻两次采集的高精度对时信息中秒值差1，与实际情况吻合。在该实施例的实验中设置成像单元的行/帧周期为0.708ms，根据相邻两次高精度对时信息中的行号差和时间差可以计算得到行/帧周期，计算得到的行/帧周期和设置的行/帧周期基本一致，说明生成的高精度对时信息是正确的。
表2为本实施例中当GNSS秒脉冲无效，即采用自守时通过快视获取的图像辅助数据中的高精度对时信息。
表2采用自守时获取的图像辅助数据中的对时信息
从表2可以看出，当采用自守时时，2秒触发1次对时信息采集，相邻两次采集的高精度对时信息中秒值差2，与实际情况吻合。在该实施例的实验中设置成像单元的行/帧周期为0.708ms，根据相邻两次高精度对时信息中的行号差和时间差可以计算得到行/帧周期，计算得到的行/帧周期和设置的行/帧周期基本一致，说明生成的高精度对时信息为正确的。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本发明所提供的一种遥感相机高精度对时信息生成系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本公开进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本公开权利要求的保护范围内。
Claims (3)
1.一种遥感相机高精度对时信息生成系统，其特征在于，包括异步串行通信接口芯片(10)、成像控制FPGA(20)、GNSS秒脉冲电平转换芯片(30)和晶振(40)；
遥感相机的相机控制器通过所述异步串行通信接口芯片(10)传送最大行/帧周期码值、高精度时标、平台时标至成像控制FPGA(20)；
所述成像控制FPGA(20)根据所述GNSS秒脉冲电平转换芯片(30)传送的GNSS秒脉冲信号、所述晶振(40)传送的时钟信号和所述异步串行通信接口芯片(10)传送所述最大行/帧周期码值、所述高精度时标、所述平台时标产生高精度对时信息，将高精度对时信息插入遥感相机的辅助数据；产生探测器工作所需的时序驱动信号，送至所述探测器，并从所述探测器接收原始图像数据，将所述辅助数据和所述原始图像数据整合后送至数传分系统；
所述GNSS秒脉冲电平转换芯片(30)用于将GNSS接收机发送的GNSS秒脉冲信号由长距离传输所用的差分电平转换为TTL电平后传送至所述成像控制FPGA(20)；
所述晶振(40)用于产生稳定的时钟信号，同时将所述时钟信号传送至成像控制FPGA(20)；
所述成像控制FPGA(20)包括串行通信模块(21)、探测器时序控制模块(22)、图像数据整合模块(23)、采集触发信号产生模块(24)、高精度对时信息生成模块(25)和对时信息第三级锁存模块(26)；
所述串行通信模块(21)用于通过所述异步串行通信接口芯片(10)与相机控制器进行异步串行通信；从所述异步串行通信接口芯片(10)接收所述最大行/帧周期码值、所述高精度时标、所述平台时标，将所述最大行/帧周期码值送至所述采集触发信号产生模块(24)，将所述高精度时标、所述平台时标送至高精度对时信息生成模块(25)；
所述探测器时序控制模块(22)产生探测器工作所需的时序驱动信号，送至所述探测器，驱动所述探测器工作，同时根据驱动时序产生曝光起始信号，送至所述高精度对时信息生成模块(25)；
所述采集触发信号产生模块(24)接收所述GNSS秒脉冲电平转换芯片(30)传送的所述GNSS秒脉冲信号和所述串行通信模块(21)发送的所述最大行/帧周期码值，产生采集触发信号，所述采集触发信号每秒产生一次，触发采集信号的上升沿延迟GNSS秒脉冲的下降沿至少2个最大行/帧周期以上；产生的采集触发信号送至所述高精度对时信息生成模块(25)；
所述高精度对时信息生成模块(25)从所述晶振(40)接收时钟信号，经过分频后进行计数得到当前微秒计数器值，在当前微秒计数器值为2000000时将当前秒计数器值加2，并将当前微秒计数器值设置为0，实现自守时功能；所述高精度对时信息生成模块(25)从所述GNSS秒脉冲电平转换芯片(30)接收所述GNSS秒脉冲信号，对所述GNSS秒脉冲信号进行计数得到当前秒计数器值，当检测到所述GNSS秒脉冲信号的下降沿时将当前微秒计数器值设置为0，实现GNSS守时功能；所述高精度对时信息生成模块(25)接收所述探测器时序控制模块(22)发送的曝光起始信号，在所述曝光起始信号的上升沿进行计数，产生行号，同时在所述曝光起始信号的上升沿锁存当前秒值和当前微秒值；将曝光起始信号的上升沿延迟1个时钟后作为高精度对时信息的第1级锁存信号，用所述高精度对时信息第1级锁存信号对行号，以及所述曝光起始信号的上升沿锁存后的秒值和微秒值同时再次进行锁存，锁存后的行号、秒值和微秒值一起作为第1级锁存后的高精度对时信息；所述高精度对时信息生成模块(25)从所述采集触发信号产生模块(24)接收所述采集触发信号，用所述采集触发信号的下降沿对第1级锁存后的行号、秒值和微秒值同时进行锁存，锁存后的行号、秒值和微秒值一起作为第2级锁存后的高精度对时信息，送至所述对时信息第三级锁存模块(26)；
所述对时信息第三级锁存模块(26)从所述高精度对时信息生成模块(25)接收第2级锁存后的高精度对时信息，在产生所述辅助数据的过程中，在使用高精度对时信息前，对2级锁存后的高精度对时信息进行第3次锁存，所述辅助数据中插入的是第3次锁存后的高精度对时信息；包含第3次锁存后高精度对时信息的辅助数据送至图像数据整合模块(23)；
所述图像数据整合模块(23)接收所述对时信息第三级锁存模块(26)输出的包含第3次锁存后高精度对时信息的辅助数据，并接收所述探测器输出的原始图像数据，经过整合后发送至数传分系统；
所述高精度对时信息也可以用自守时触发，具体实现过程为：在当前微秒计数器值为2000000时将自守时采集触发信号设置为高电平，在其他情况下将所述自守时采集触发信号设置为低电平；在所述自守时采集触发信号的下降沿对第1级锁存后的行号、秒值和微秒值同时进行锁存，锁存后的行号、秒值和微秒值一起作为第2级锁存后的高精度对时信息，送至所述对时信息第三级锁存模块(26)。
2.根据权利要求1所述的遥感相机高精度对时信息生成系统，其特征在于，所述采集触发信号产生模块(24)的具体实现过程为：
构建1个触发信号延迟量计数器，根据从所述串行通信模块(21)接收到的最大行/帧周期码值计算所述触发信号延迟量计数器的反转阈值，使得所述采集触发信号的下降沿相对于所述GNSS秒脉冲的下降沿延迟至少2个最大行/帧周期以上；在系统上电或复位时，将所述触发信号延迟量计数器的初始值设置为所述触发信号延迟量计数器的反转阈值；当收到所述GNSS秒脉冲信号的下降沿，将所述触发信号延迟量计数器计数值清零；当所述触发信号延迟量计数器计数值大于或等于所述触发信号延迟量计数器的反转阈值时，将触发信号延迟量计数器计数值设置为所述触发信号延迟量计数器的反转阈值；其他情况下在时钟信号的上升沿将触发信号延迟量计数器计数值加1；当所述触发信号延迟量计数器计数值小于所述触发信号延迟量计数器的反转阈值时将采集触发信号设置为高电平，否则将采集触发信号设置为低电平。
3.根据权利要求2所述的遥感相机高精度对时信息生成系统，其特征在于，当
为所述最大行/帧周期码值，Trow为行/帧周期的当量，Ttriger为所述触发信号延迟技术器的当量，所述触发信号延迟量计数器的反转阈值Ptriger的计算公式为：
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