CN111082917A - 一种基于秒脉冲的积分时间精确守时方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种基于秒脉冲的积分时间精确守时方法,卫星综合电子管理器产生积分时间数据及其发送时标通过CAN总线发送给管理控制器;管理控制器根据积分时间数据和其对应发送时标进行差值运算,并对发送时标进行10ms递增计时,得到差值积分时间;管理控制器将更新后的UTC时间与积分时间发送时标精密比较精准同步后,将同步后的差值积分时间进行发送;管理控制器中的本地时钟进行us计时的同时,采用硬件秒脉冲作为本地时钟us计时的触发,比较当前硬件秒脉冲的计数和相邻的相邻硬件秒脉冲计数差值,根据该差值对管理控制器中的本地时钟us计时进行调整,对钟漂周期误差补偿,实现精确守时。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于秒脉冲的积分时间精确守时方法,属于航天光学遥感信息处理技术领域。
背景技术
随着光学遥感卫星的图像质量日益增强,图像配准精度和图像谱段配准精度对成像积分时间时间同步精度要求越来越高。目前常用的视频电路时间同步主要有的硬件秒脉冲补偿高精度校时和总线时间同步校时,本文针对高精度时间同步要求提出了在轨获取成像的高精度时校时及补偿方案,获得在轨目标成像高精度的时间同步。
目前,红外辐射特性测量系统大多采用积分时间调整来满足宽动态范围的要求,焦平面探测器积分时间调整的实时性直接影响到图像成像质量。图像配准精度对成像时标和积分时间匹配性要求越来越高。
目前常用的视频电路积分时间调整主要为整星在线指令调整,相机在收到改变积分时间指令后,会先存储指令,并解析打包输出当前图像时序到驱动电路中,根据指令发送时刻的不同,不同时间处的积分时间不同步程度并不一样,出现当前图像帧时标与积分时间不匹配,相当于TDICCD推扫成像时引入了额外像移。信号处理器将带有时标的图像积分时间数据下传到地面后和其他带有时标的积分时间数据经过几何校正,同一时刻积分时间时标数据存在一定的差异,传输过程中的链路误差和延时很大影响了积分时间时效性。
发明内容
本发明解决的技术问题为:克服上述现有技术的不足,提供一种基于秒脉冲的积分时间精确守时方法,本发明利用时间服务机制在轨进行时统校时,在精准的时统下进行定点积分时间调整,并对获取的图像进行时标补偿,获得在轨目标成像高精度时间同步。
本发明解决的技术方案为:一种基于秒脉冲的积分时间精确守时方法,步骤如下:
第一步,CAN总线从卫星综合电子管理器实时接收UTC时间,CAN总线周期性发送UTC时间给管理控制器,对综合电子管理器和管理控制器进行整秒时刻时间同步,综合电子管理器产生硬件秒脉冲,送至管理控制器;管理控制器以硬件秒脉冲作为鉴别整秒时刻硬件信息,在硬件秒脉冲上升沿对UTC时间中整秒时刻数据进行更新;
第二步,管理控制器中的本地时钟进行秒内us计时,采用硬件秒脉冲作为本地时钟us计时的触发,计时完成后获得精确准时的微秒时刻数据;根据微秒时刻数据和步骤一更新的整秒时刻数据,得到更新后的UTC时间;
第三步,卫星综合电子管理器产生积分时间数据及其发送时标通过CAN总线发送给管理控制器;管理控制器根据积分时间数据和其对应发送时标进行差值运算,并对发送时标进行10ms递增计时,得到差值积分时间;
第四步,管理控制器将步骤二更新后的UTC时间与步骤三中积分时间发送时标精密比较精准同步后,将同步后的差值积分时间进行发送;
第五步,管理控制器中的本地时钟进行us计时的同时,采用硬件秒脉冲作为本地时钟us计时的触发,对当前硬件秒脉冲和相邻硬件秒脉冲进行计数,比较当前硬件秒脉冲的计数和相邻的相邻硬件秒脉冲计数差值,根据该差值对管理控制器中的本地时钟us计时进行调整,对钟漂周期误差补偿,实现精确守时。
优选的,对综合电子管理器和管理控制器进行整秒时刻时间同步,采用带数据字的方式命令进行同步,UTC时间更新时机为硬件秒脉冲上升沿触发。
优选的,CAN总线发送UTC时间发送周期为1Hz。
优选的,us表示微秒。
优选的,管理控制器根据积分时间数据和其对应发送时标进行差值运算,具体如下
对从CAN总线接收到的积分时间数据和对应的发送时标进行100Hz差值。
一种卫星CAN总线遥感成像系统,包括:卫星综合电子管理器、CAN总线、管理控制器;管理控制器与卫星综合电子管理器通过CAN总线进行数据交互;
CAN总线从卫星综合电子管理器实时接收UTC时间,CAN总线周期性发送UTC时间给管理控制器,对综合电子管理器和管理控制器进行整秒时刻时间同步,综合电子管理器产生硬件秒脉冲,送至管理控制器;管理控制器以硬件秒脉冲作为鉴别整秒时刻硬件信息,在硬件秒脉冲上升沿对UTC时间中整秒时刻数据进行更新;
管理控制器中的本地时钟进行秒内us计时,采用硬件秒脉冲作为本地时钟us计时的触发,计时完成后获得精确准时的微秒时刻数据;根据微秒时刻数据和步骤一更新的整秒时刻数据,得到更新后的UTC时间;
卫星综合电子管理器产生积分时间数据及其发送时标通过CAN总线发送给管理控制器;管理控制器根据积分时间数据和其对应发送时标进行差值运算,并对发送时标进行10ms递增计时,得到差值积分时间;
管理控制器将步骤二更新后的UTC时间与步骤三中积分时间发送时标精密比较精准同步后,将同步后的差值积分时间进行发送;
管理控制器中的本地时钟进行us计时的同时,采用硬件秒脉冲作为本地时钟us计时的触发,对当前硬件秒脉冲和相邻硬件秒脉冲进行计数,比较当前硬件秒脉冲的计数和相邻的相邻硬件秒脉冲计数差值,根据该差值对管理控制器中的本地时钟us计时进行调整,对钟漂周期误差补偿,实现精确守时。
优选的,对综合电子管理器和管理控制器进行整秒时刻时间同步,采用带数据字的方式命令进行同步,UTC时间更新时机为硬件秒脉冲上升沿触发。
优选的,CAN总线发送UTC时间发送周期为1Hz。
优选的,us表示微秒。
优选的,管理控制器根据积分时间数据和其对应发送时标进行差值运算,具体如下
对从CAN总线接收到的积分时间数据和对应的发送时标进行100Hz差值。
本发明与现有技术相比的优点在于:
(1)由于本发明以最快最精准实现积分时间调整要求为目标,相比于现有方法而言精准性实时性更强,能够准确、快速地完成积分时间调整过程;而且方法简单,可以保证实时地对图像进行积分时间调整。
(2)本发明将总线时间同步服务、终端本地精密时间码比较、精密UTC时间码差值与积分时间差值相结合,能够实现积分时间的准确控制,而且将积分时间在轨补偿融入到积分时间调整计算中,提高积分时间同步生成精度。
(3)本发明可以广泛应用于空间图像系统的积分时间实时调整。
(4)实验结果表明本发明能够对图像准确地进行精准时刻下积分时间控制,让图像系统成像满足最快最及时积分时间调整要求。
(5)本发明属于空间光学遥感器信息处理技术领域,涉及一种基于秒脉冲的积分时间精确守时方法。其包含:该方法采用硬件秒脉冲、CAN总线时间服务、UTC时间同步,确保积分时间生成所对应UTC时间精确度;同时,对积分时间数据精密差值计算,生成当前同步UTC时间准确时刻下的积分时间数据,并进行发送;在定点时刻发送同时,记录相邻硬件秒脉冲间隔内us级计数差值,对差值调整进行钟漂周期误差补偿。该方法原理简单且实现容易,实时性好,能够在精准时刻将相应积分时间数据码发送到图像,对提高图像分辨率提供有力保证。
(6)本发明所要解决的技术问题是提供一种原理简单,实现容易,可以精确调整积分时间的方法,以便在在轨成像中,确保实时,快速,准确输出积分时间的要求。
附图说明
图1是本发明积分时间同步生成的系统结构图;
图2是本发明时间服务同步方式总线传输时序图;
图3是本发明积分时间差值算法组成框图;
图4是本发明FPGA高精度时间同步比较器组成框图;
图5是在轨钟漂补偿锁存计数时序图;
图6是在轨钟漂补偿周期差值计算图;
图7是在轨钟漂补偿校时方案图;
图8为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述。
本发明一种基于秒脉冲的积分时间精确守时方法,CAN总线从卫星综合电子管理器实时接收UTC时间,CAN总线周期性发送UTC时间给管理控制器,对综合电子管理器和管理控制器进行整秒时刻时间同步,综合电子管理器产生硬件秒脉冲,送至管理控制器;管理控制器以硬件秒脉冲作为鉴别整秒时刻硬件信息,在硬件秒脉冲上升沿对UTC时间中整秒时刻数据进行更新;第二步,管理控制器中的本地时钟进行秒内us计时,采用硬件秒脉冲作为本地时钟us计时的触发,计时完成后获得精确准时的微秒时刻数据;根据微秒时刻数据和步骤一更新的整秒时刻数据,得到更新后的UTC时间;第三步,卫星综合电子管理器产生积分时间数据及其发送时标通过CAN总线发送给管理控制器;管理控制器根据积分时间数据和其对应发送时标进行差值运算,并对发送时标进行10ms递增计时,得到差值积分时间;第四步,管理控制器将步骤二更新后的UTC时间与步骤三中积分时间发送时标精密比较精准同步后,将同步后的差值积分时间进行发送;第五步,管理控制器中的本地时钟进行us计时的同时,采用硬件秒脉冲作为本地时钟us计时的触发,对当前硬件秒脉冲和相邻硬件秒脉冲进行计数,比较当前硬件秒脉冲的计数和相邻的相邻硬件秒脉冲计数差值,根据该差值对管理控制器中的本地时钟us计时进行调整,对钟漂周期误差补偿,实现精确守时。
本发明的精确守时方法可以应用在高实时性,高快速性,高准确性积分时间输出的在轨成像中。本发明的精确守时方法精准调整积分时间输出,可以将积分时间在精确的时间信号下进行调整,实现了准确授时、输出数据精确等功能,具有良好的实时处理能力,解决积分时间传输过程中的链路误差和延时大造成的积分时间时效性差的问题。
本发明的方法基于一种卫星CAN总线遥感成像系统,包括卫星综合电子管理器、CAN总线、管理控制器;管理控制器与卫星综合电子管理器通过CAN总线进行数据交互。
卫星综合电子管理器功能是产生硬件秒脉冲、UTC时间、积分时间数据、积分时间发送时标;CAN总线功能是获取卫星综合电子管理器产生的UTC时间、积分时间数据、积分时间发送时标等并发送到管理控制器;管理控制器功能是接收UTC时间、差值积分时间、高精度时间同步、进行在轨钟漂补偿。
硬件秒脉冲信号由综合电子管理器产生,主要用于时间同步。综合电子管理器硬件秒脉冲信号引入到管理控制器后,管理控制器根据自身时间同步需要使用该信号,秒脉冲对应的时间数据作为管理控制器的整秒时刻时间基准源,在硬件秒脉冲上升沿对UTC时间中整秒时刻数据进行更新,作为鉴别整秒时刻硬件信息。
卫星综合电子管理器产生的UTC时间包括:整秒时刻数据、微秒时刻数据。
管理控制器中的本地时钟功能是进行us计时,采用FPGA外接20M的晶振内部分频为2M为计时时钟源。
积分时间数据,功能为图像成像的曝光时间。
本发明提供了一种基于秒脉冲的积分时间精确守时方法,采用实时方法进行高精度秒脉冲授校时方案,通过综合电子管理器定时发送UTC时间服务信息维护系统整秒时刻数据,积分时间数据预先存储在管理控制器中,发送时,管理控制器将积分时间数据和其发送时标进行双通道分离。A通道实时差值生成图像所需的积分时间发送时标,以10ms递增计时,B通道锁存需要发送的积分时间数据;A通道通过时间码比较器在准确的发送时标时触发B通道将积分时间数据输出,最终实现积分时间的精准调整。管理控制器中的时间比较器由硬件秒脉冲进行触发计时,比较器时钟频率为2M,可实现计时精度为微秒级,获取高精度时间同步精度。这种积分时间同步生成守时方法,整秒信息得到了很好的维护,积分时间在精确的时间信号下进行调整,实现了准确授时、输出数据精确等功能,具有良好的实时处理能力。
第一步,CAN总线从卫星综合电子管理器实时接收UTC时间,CAN总线周期性发送UTC时间给管理控制器,对综合电子管理器和管理控制器进行整秒时刻时间同步,综合电子管理器产生硬件秒脉冲,送至管理控制器;管理控制器以硬件秒脉冲作为鉴别整秒时刻硬件信息,在硬件秒脉冲上升沿对UTC时间中整秒时刻数据进行更新;优选方案如下:
综合电子管理器将UTC时间同步服务时间码通过CAN总线以周期1s广播发送,传输地址为约定固定地址。终端收到时间代码后立即启用该时间。所述硬件秒脉冲传输频率为1Hz,所述UTC时间更新时机为硬件秒脉冲上升沿触发,所述UTC时间格式如下表1
表1 UTC时间格式表
第二步,管理控制器中的本地时钟进行秒内us计时,采用硬件秒脉冲作为本地时钟us计时的触发,计时完成后获得精确准时的微秒时刻数据;根据微秒时刻数据和步骤一更新的整秒时刻数据,得到更新后的UTC时间;优选方案如下:
管理控制器本地时钟采用FPGA外接20M的晶振内部分频为2M为计时时钟源,进行us计时,所述us计时的触发以硬件秒脉冲信号为基准;
第三步,卫星综合电子管理器产生积分时间数据及其发送时标通过CAN总线发送给管理控制器;管理控制器根据积分时间数据和其对应发送时标进行差值运算,并对发送时标进行10ms递增计时,得到差值积分时间;具体如下:
CAN总线接受到的积分时间数据频率为1Hz,管理控制器对积分时间数据和其对应发送时标进行差值运算,差值频率为100Hz,差值算法为线性内插法。积分时间数据差值优选的计算公式为:
(2)式中,m为积分时间数据递增差值计数,所述m值范围为(0~100);n为积分时间发送的时间间隔1秒计数,所述值n为几到几十,td为当前时刻发送的差值完成后的积分时间数据,tn+1为需发送的下一秒的积分时间数据,tn为接收总线发送的当前这一秒的积分时间数据;
管理控制器对总线接收到的积分时间发送时标进行10ms递增计时,积分时间发送时标差值优选的计算公式为:
Td=T0+0.01*m*n (3)
(2)式中,m为积分时间发送时标递增差值计数,所述m值范围为(0~100),n为积分时间发送的时间间隔1秒计数,所述值n为几到几十;Td为当前时刻差值完成后的积分时间发送时标,T0为接收总线发送的当前这一秒的积分时间时标;
第四步,管理控制器将步骤二更新后的UTC时间与步骤三中积分时间发送时标精密比较精准同步后,将同步后的差值积分时间进行发送,优选方案如下:
优选方案为:硬件秒脉冲上升沿触发FPGA本地时钟计数器打开,开始us计时;FPGA本地时间码为整秒时刻和us计时换算的时间之和,整秒时刻为2个字,数据范围(20s~231s),us计时为2个字,数据范围(20us~223us),整秒时刻比较秒脉冲上升沿触发,us时刻比较为1us 1次。提高了方法的精确性。
第五步,管理控制器中的本地时钟进行us计时的同时,采用硬件秒脉冲作为本地时钟us计时的触发,对当前硬件秒脉冲和相邻硬件秒脉冲进行计数,比较当前硬件秒脉冲的计数和相邻的相邻硬件秒脉冲计数差值,根据该差值对管理控制器中的本地时钟us计时进行调整,对钟漂周期误差补偿,实现精确守时。
优选方案如下:
所述钟漂周期误差补偿为当本地时钟维持1s内的精度,本地晶振钟漂带来的误差通过调整秒脉冲之间时钟计数值加1或者减1的方式来进行,钟漂周期误差在补偿周期内进行均值滤波处理,钟漂补偿周期为N秒。例,本地时钟为2MHz,钟漂补偿周期为10s,1s应该计数2000 000次。第一个秒脉冲到来时,锁存一个秒脉冲计数T0;第二个秒脉冲到来时锁存一个秒脉冲计数T1,第10个秒脉冲到来时锁存一个秒脉冲计数T10;分别计算相邻间隔秒脉冲计数差值ΔT10-T9,……ΔT2-T1,ΔT2-T0;对相邻间隔秒脉冲计数差值ΔT10-T9,……ΔT2-T1,ΔT2-T0进行累加求均值后为2us,在下一个钟漂补偿周期的时标基础上减少2us;维持与秒脉冲精度为us的时间守时精度。
如图1所示,本发明采用CAN总线时间服务方法进行高精度秒脉冲授校时方案。通过综合电子管理器定时发送UTC时间服务时统信息维护整秒时刻,并将需要发送的积分时间数据及其发送时标预先发送并存储在管理控制器中,实时差值积分时间生成图像所需的积分时间时标,通过同步后的UTC时间和差值积分时间时标比较,在准确的的曝光时刻进行积分数据输出,比较时由硬件秒脉冲进行触发计时,获取高精度时间同步精度。
如图2所示,本发明综合电子管理器时间同步周期1s,UTC时间同步服务帧在每个时间同步周期里发送一次,积分时间数据消息帧预先发送并存储在管理器中,预先时间大概为几秒至几十秒。
如图3所示,管理控制器接收综合电子管理器发送的预存积分时间数据和时标,成像时差值成100Hz。管理控制器成像时积分时间发送UTC时间差值算法为10ms递增计时。
预存的积分时间消息(包括积分时间数据和时标)包格式如表2所示:
表2预存的积分时间数据包格式
管理控制器成像时积分时间数据差值算法优选方案如下:
输出积分时间数据=第n个积分时间数据+第n+1个积分时间数据
*(m/100)
其中n为当前秒计数,n范围为几到几十;m为差分计数值,范围(0~100)。
如图4所示,FPGA高精度时间同步比较器组成包括整秒部分和微秒部分。高精度校时采用硬件秒脉冲校时和CAN总线软校时,用于管理控制器与卫星综合电子管理器的时间同步。秒脉冲高精度授时采用秒脉冲和整秒时刻相结合的方式进行,当比较器1接收到硬件秒脉冲上升沿触发时,本地计数器打开,比较器1将预存积分时间整秒部分与同步UTC时间进行比较,如果一致,产生整秒触发信号;比较器2将预存积分时间微秒部分和本地时钟计时比较,当时间一致时,产生微秒触发信号;同时接收到整秒触发信号和微秒触发信号后,将差值的积分时间数据发送给图像。本地时钟输出时刻的计数器数值取决于外接晶振输入频率。
如图5所示,进一步的优选方案为:本地时钟计时过程中以硬件秒脉冲绝对时间间隔为基准计数,运行过程中,由于本地晶振钟漂会引起比较器本地时钟计时误差,两个相邻硬件秒脉冲间隔内本地计数会有不同。如:TN-1时刻硬件秒脉冲信号计数为NUMN-1,TN时刻秒脉冲信号计数为计数NUMN,NUMN-1与NUMN数值不同。因此,平台需要考虑到因外部晶振钟漂导致计数器周期产生误差的因素,为此系统进行了进一步钟漂补偿,来维持1s内的计数精度。
如图6所示,进一步的优选方案为:钟漂补偿通过锁存多次硬件秒脉冲的计数值,并求相邻硬件秒脉冲整秒计数差值,对计数差值进行均值处理,得到一定补偿周期内整秒差值进行本地时钟计数补偿。锁存次数即为补偿周期,实现对本地时钟计数的周期误差补偿。
如图7所示,进一步的优选方案为:在一个补偿周期内,钟漂误差可以通过计数值加减1的方式调整进行在轨补偿,完成钟漂补偿校时。提高相机分系统秒脉冲精度的实时性。如:补偿周期为1秒,TN-1时刻硬件秒脉冲计数锁存器1锁存秒脉冲信号计数为NUMN-1;TN时刻硬件秒脉冲计数锁存器2锁存秒脉冲信号计数为计数NUMN,当比较脉冲计数锁存差值(NUMN-1与NUMN差值)超过某个阈值(例如为2)时,启动本补偿周期内时钟漂补偿,本地时钟计数初值加减相应差值(2)完成补偿,实现本地时钟计数准确性。
如图8所示,本发明的精确守时方法的方法优选分为以下几步:①同步UTC时间整秒时刻数据,②同步UTC时间微秒时刻数据,③差值运算积分时间数据、积分时间发送时标,④精准同步积分时间发送时标并发送积分时间数据,⑤钟漂周期误差补偿。
由于本发明以最快最精准实现积分时间调整要求为目标,相比于现有方法而言精准性实时性更强,能够准确、快速地完成积分时间调整过程;而且方法简单,可以保证实时地对图像进行积分时间调整。本发明将总线时间同步服务、终端本地精密时间码比较、精密UTC时间码差值与积分时间差值相结合,能够实现积分时间的准确控制,而且将积分时间在轨补偿融入到积分时间调整计算中,提高积分时间同步生成精度。本发明可以广泛应用于空间图像系统的积分时间实时调整。实验结果表明本发明能够对图像准确地进行精准时刻下积分时间控制,让图像系统成像满足最快最及时积分时间调整要求。
本发明属于空间光学遥感器信息处理技术领域,优选包含:该方法采用硬件秒脉冲、CAN总线时间服务、UTC时间同步,确保积分时间生成所对应UTC时间精确度;同时,对积分时间数据精密差值计算,生成当前同步UTC时间准确时刻下的积分时间数据,并进行发送;在定点时刻发送同时,记录相邻硬件秒脉冲间隔内us级计数差值,对差值调整进行钟漂周期误差补偿。该方法原理简单且实现容易,实时性好,能够在精准时刻将相应积分时间数据码发送到图像,对提高图像分辨率提供有力保证。
本发明所要解决的技术问题是提供一种原理简单,实现容易,可以精确调整积分时间的方法,以便在在轨成像中,确保实时,快速,准确输出积分时间的要求。
说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。上文所列出的一系列详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围。凡是在本发明的精神和原则之类所作的等效实施方式、修改变更、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之类。
Claims (10)
1.一种基于秒脉冲的积分时间精确守时方法,其特征在于步骤如下:
第一步,CAN总线从卫星综合电子管理器实时接收UTC时间,CAN总线周期性发送UTC时间给管理控制器,对综合电子管理器和管理控制器进行整秒时刻时间同步,综合电子管理器产生硬件秒脉冲,送至管理控制器;管理控制器以硬件秒脉冲作为鉴别整秒时刻硬件信息,在硬件秒脉冲上升沿对UTC时间中整秒时刻数据进行更新;
第二步,管理控制器中的本地时钟进行秒内us计时,采用硬件秒脉冲作为本地时钟us计时的触发,计时完成后获得精确准时的微秒时刻数据;根据微秒时刻数据和步骤一更新的整秒时刻数据,得到更新后的UTC时间;
第三步,卫星综合电子管理器产生积分时间数据及其发送时标通过CAN总线发送给管理控制器;管理控制器根据积分时间数据和其对应发送时标进行差值运算,并对发送时标进行10ms递增计时,得到差值积分时间;
第四步,管理控制器将步骤二更新后的UTC时间与步骤三中积分时间发送时标精密比较精准同步后,将同步后的差值积分时间进行发送;
第五步,管理控制器中的本地时钟进行us计时的同时,采用硬件秒脉冲作为本地时钟us计时的触发,对当前硬件秒脉冲和相邻硬件秒脉冲进行计数,比较当前硬件秒脉冲的计数和相邻的相邻硬件秒脉冲计数差值,根据该差值对管理控制器中的本地时钟us计时进行调整,对钟漂周期误差补偿,实现精确守时。
2.根据权利要求1所述的一种基于秒脉冲的积分时间精确守时方法,其特征在于:对综合电子管理器和管理控制器进行整秒时刻时间同步,采用带数据字的方式命令进行同步,UTC时间更新时机为硬件秒脉冲上升沿触发。
3.根据权利要求1所述的一种基于秒脉冲的积分时间精确守时方法,其特征在于:CAN总线发送UTC时间发送周期为1Hz。
4.根据权利要求1所述的一种基于秒脉冲的积分时间精确守时方法,其特征在于:us表示微秒。
5.根据权利要求1所述的一种基于秒脉冲的积分时间精确守时方法,其特征在于:管理控制器根据积分时间数据和其对应发送时标进行差值运算,具体如下
对从CAN总线接收到的积分时间数据和对应的发送时标进行100Hz差值。
6.一种卫星CAN总线遥感成像系统,其特征在于包括:卫星综合电子管理器、CAN总线、管理控制器;管理控制器与卫星综合电子管理器通过CAN总线进行数据交互;
CAN总线从卫星综合电子管理器实时接收UTC时间,CAN总线周期性发送UTC时间给管理控制器,对综合电子管理器和管理控制器进行整秒时刻时间同步,综合电子管理器产生硬件秒脉冲,送至管理控制器;管理控制器以硬件秒脉冲作为鉴别整秒时刻硬件信息,在硬件秒脉冲上升沿对UTC时间中整秒时刻数据进行更新;
管理控制器中的本地时钟进行秒内us计时,采用硬件秒脉冲作为本地时钟us计时的触发,计时完成后获得精确准时的微秒时刻数据;根据微秒时刻数据和步骤一更新的整秒时刻数据,得到更新后的UTC时间;
卫星综合电子管理器产生积分时间数据及其发送时标通过CAN总线发送给管理控制器;管理控制器根据积分时间数据和其对应发送时标进行差值运算,并对发送时标进行10ms递增计时,得到差值积分时间;
管理控制器将步骤二更新后的UTC时间与步骤三中积分时间发送时标精密比较精准同步后,将同步后的差值积分时间进行发送;
管理控制器中的本地时钟进行us计时的同时,采用硬件秒脉冲作为本地时钟us计时的触发,对当前硬件秒脉冲和相邻硬件秒脉冲进行计数,比较当前硬件秒脉冲的计数和相邻的相邻硬件秒脉冲计数差值,根据该差值对管理控制器中的本地时钟us计时进行调整,对钟漂周期误差补偿,实现精确守时。
7.根据权利要求6所述的一种卫星CAN总线遥感成像系统,其特征在于:对综合电子管理器和管理控制器进行整秒时刻时间同步,采用带数据字的方式命令进行同步,UTC时间更新时机为硬件秒脉冲上升沿触发。
8.根据权利要求6所述的一种基于秒脉冲的积分时间精确守时方法,其特征在于:CAN总线发送UTC时间发送周期为1Hz。
9.根据权利要求6所述的一种卫星CAN总线遥感成像系统,其特征在于:us表示微秒。
10.根据权利要求6所述的一种卫星CAN总线遥感成像系统,其特征在于:管理控制器根据积分时间数据和其对应发送时标进行差值运算,具体如下
对从CAN总线接收到的积分时间数据和对应的发送时标进行100Hz差值。
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CN201911175905.1A CN111082917B (zh) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | 一种基于秒脉冲的积分时间精确守时方法 |
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