CN111459086A - 实现定标器控制及数据处理的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种实现定标器控制及数据处理的系统及方法，该系统包括主控模块、时钟模块、接口模块和分控模块，主控模块分别与时钟模块、分控模块连接，接口模块与时钟模块连接；其中，主控模块用于执行对定标器的控制及数据处理；时钟模块用于产生时钟信号以及接入频综板；分控模块用于配置系统的程控电源、伺服器和GPS接收器；接口模块用于配置与定标器相匹配的射频接收板和射频发射板。本申请可通过在接口模块中配置不同的射频接收板、射频发射板以及在时钟模块中接入不同的频综板来适配不同型号的定标器，系统的程控电源、伺服器和GPS接收器也可按实际需求更换配置，通用性强。

Description

实现定标器控制及数据处理的系统及方法

技术领域

本申请属于卫星观测及数据处理技术领域，尤其涉及一种实现定标器控制及数据处理的系统及方法。

背景技术

气象卫星作为天基探测的主要手段，在气象观测中发挥着不可替代的作用。为了验证卫星产品功能和性能的真实性，需要在地面布置适当的仪器进行星地同步观测。其中，定标器是用于风场测量雷达的绝对定标仪器之一。

然而，随着气象卫星数量的不断增加，地面配套定标器的数量也随之增加。不同型号气象卫星对应的定标器功能和参数不一样，不同型号的定标器所对应的控制系统和数据处理系统也不一样。目前，现有的用于控制定标器的控制系统通常是基于定标器本身的功能和参数进行定制的控制系统，数据处理系统也是为适应定标器而定制的。一旦变更定标器，则控制系统和数据处理系统就可能存在不适用的情况，使得系统通用性差，集成度低，且成本高。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种实现定标器控制及数据处理的系统及方法，其通用性强、集成度高且成本低。

本申请实施例的第一方面提供了一种实现定标器控制及数据处理的系统，所述实现定标器控制及数据处理的系统包括：主控模块、时钟模块、接口模块和分控模块，所述主控模块分别与所述时钟模块、所述分控模块连接，所述接口模块与所述时钟模块连接；其中，所述主控模块用于执行对定标器的控制及数据处理；所述时钟模块用于产生时钟信号以及接入频综板；所述分控模块用于配置系统的程控电源、伺服器和GPS接收器；所述接口模块用于配置与定标器相匹配的射频接收板和射频发射板。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，所述实现定标器控制及数据处理的系统还包括：第一缓存模块；所述第一缓存模块与所述接口模块连接，用于保存通过接口模块配置的与定标器相匹配的射频接收板发送来的射频数据。

结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，所述实现定标器控制及数据处理的系统还包括：成帧模块、固态硬盘接口模块、固态硬盘和第二缓存模块；其中，所述成帧模块与所述主控模块连接，用于受所述主控模块控制实现对射频数据进行成帧处理；所述固态硬盘接口模块分别与所述主控模块、所述成帧模块、所述固态硬盘和所述第二缓存模块连接，用于受所述主控模块控制将进行成帧处理后的射频数据存储至所述固态硬盘或从所述固态硬盘中读取射频数据并发送给所述第二缓存模块。

结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第三种可能实现方式中，所述实现定标器控制及数据处理的系统还包括：外部缓存接口模块、外部缓存和读取控制模块；其中，所述外部缓存接口模块分别与所述第一缓存模块和外部缓存连接，用于将第一缓存模块中存储的射频数据保存至外部缓存中；所述读取控制模块与分别与所述主控模块和所述外部缓存接口模块连接，受所述主控模块控制通过所述外部缓存接口模块读取存储在所述外部缓存中的射频数据。

结合第一方面及第一方面的一或二或三种可能实现方式中的任意一种，在第一方面的第四种可能实现方式中，所述实现定标器控制及数据处理的系统还包括：数据处理器，所述数据处理器分别与所述主控模块、所述读取控制模块和所述接口模块连接，用于受所述主控模块控制对所述读取控制模块读取出的射频数据进行数据处理，并将经数据处理后的射频数据输出至所述接口模块配置的与定标器相匹配的射频发射板中。

结合第一方面的第四种可能实现方式，在第一方面的第五种可能实现方式中，所述实现定标器控制及数据处理的系统将主控模块、时钟模块、电源控制模块、伺服器控制模块、GPS接收控制模块、模拟量采集控制模块、第一缓存模块、成帧模块、外部缓存接口模块、固态硬盘接口模块、第二缓存模块、上位机接口模块、读取控制模块、下变频处理模块、第一滤波处理模块、复数乘法处理模块、第二滤波处理模块、数据选择模块以及直接数字式频率合成器集成于一个可编程逻辑芯片中。

本申请实施例的第二方面提供了一种实现定标器控制及数据处理的方法，包括：

获取定标器的参数信息；

根据所述定标器的参数信息为系统配置与定标器相匹配的射频接收板和射频发射板、频综板；

将从所述射频接收板获得的第一射频数据输入至所述系统中，结合频综板对所述第一射频数据进行数据处理，并将经数据处理后生成的第二射频数据输出至射频发射板，以实现系统对定标器控制及数据处理。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能实现方式中，所述将从所述射频接收板获得的第一射频数据输入至所述系统中，结合频综板对所述第一射频数据进行数据处理，并将经数据处理后生成的第二射频数据输出至射频发射板，以实现系统对定标器控制及数据处理的步骤之前，包括：

为系统配置程控电源；以及

为系统中配置的固态硬盘接口模块设置固态硬盘速率参数并对所述固态硬盘接口模块进行初始化处理。

结合第二方面或第二方面的第一种可能实现方式，在第二方面的第二种可能实现方式中，所述将从所述射频接收板中获得的待处理射频数据输入至系统中，结合频综板对待处理射频数据进行数据处理，并将经系统数据处理后的射频数据结果输出至射频发射板，以实现系统对定标器控制及数据处理的步骤，包括：

识别系统是否处于数据采集模式；

若系统处于数据采集模式，设置系统的采集模式参数，并在所述采集模式参数下，从所述射频接收板中获取射频数据，以进行数据采集操作；若系统处于非数据采集模式，响应于外部计算机的数据提取命令，从系统的固态硬盘中提取出与数据提取命令相对应的数据，并发送至外部计算机。

结合第二方面的第二种可能实现方式，在第二方面的第三种可能实现方式中，所述在所述采集模式参数下，从所述射频接收板中获取射频数据，以进行数据采集操作的步骤之后，还包括：

对所述射频数据进行转发预处理，以分别生成频移转发数据和时移转发数据；

识别系统是否执行频移转发操作，若是，则将所述的频移转发数据输出至射频发射板，否则将所述时移转发数据输出至射频发射板。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

本申请实施例提供的实现定标器控制及数据处理的系统可以通过在其对应的接口模块中配置不同的射频接收板、射频发射板以及在其时钟模块中接入不同的频综板来适配不同型号的定标器。以及系统的程控电源、伺服器和GPS接收器也可通过分控模块按需配置。由此使得系统可匹配各种不同型号的定标器进行控制，更具通用性。而且，系统还可以通过一片可编程逻辑芯片来实现所有的控制及数据处理，集成度高。系统还可以通过使用同轴电缆传输数据来代替定制的高速背板传输数据，降低硬件成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种实现定标器控制及数据处理的系统的基本框架示意图；

图2为本申请实施例提供的一种实现定标器控制及数据处理的系统的一种模块框图；

图3为本申请实施例提供的一种实现定标器控制及数据处理的系统的另一种模块框图；

图4为本申请实施例提供的一种定标器控制及数据处理的方法流程示意图；

图5为本申请实施例提供的一种基于实现定标器控制及数据处理的系统的实现定标器控制及数据处理的方法流程示意图；

图6为本申请实施例提供的基于实现定标器控制及数据处理的系统的实现定标器控制及数据处理的方法中系统进行数据采集操作时的一种方法流程示意图；

图7为本申请实施例提供的基于实现定标器控制及数据处理的系统的实现定标器控制及数据处理的方法中系统执行数据转发操作时的一种方法流程示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本申请实施例提供的实现定标器控制及数据处理的系统、方法和装置旨在控制定标器实现卫星散射计信号的采集、时移转发、频移转发等功能，并且克服系统对定标器控制及数据处理电路通用性不高、集成度低、成跟高等问题。

本申请的一些实施例中，请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种实现定标器控制及数据处理的系统的基本框架示意图。详述如下：

实现定标器控制及数据处理的系统1100中包括有主控模块1101、时钟模块1102、接口模块1103和分控模块1104，主控模块1101分别与时钟模块1102、分控模块1104连接，接口模块1103与时钟模块1102连接。主控模块1101用于执行对定标器的控制及数据处理。时钟模块1102用于产生时钟信号以及接入频综板1200。分控模块1104用于配置系统的程控电源1300、伺服器1400和GPS接收器1500。接口模块1103用于配置与定标器相匹配的射频接收板1600和射频发射板1700。

在一个实施例中，时钟模块1102受主控模块1101控制产生时钟信号。在系统1100运行时，为系统1100提供多种时钟信号。时钟模块1102还接入有一频综板1200，该频综板1200用于产生系统1100需求的时钟信号并将时钟信号发送至时钟模块1102。进而，实现时钟模块1102对从该频综板1200发送来的时钟信号进行处理并提供给系统使用。具体地，频综板1200通过其内置的晶振模块产生时钟信号，然后由该频综板1200对产生的时钟信号进行调频处理，生成系统1100所需信号形式的时钟信号。其中，该频综板1200的调频处理功能包括但不限于：分频处理、倍频处理、混频处理、功率放大处理等。需要说明的是，在本实施例中，接入时钟模块的频综板1200可以按照系统1100的不同需求进行更换。在本实施例的另一实施方式中，时钟模块1102还可以包括本地时钟生成模块和外部时钟生成模块，通过受主控模块1101控制，选择一个模块用于生成当前系统1100运行所需的时钟信号。

在一个实施例中，系统1100配置有三个分控模块1104，均受主控模块1101控制。其中：

一个分控模块1104被配置为电源控制模块，并接入一程控电源1300。程控电源1300用于为系统1100实现对定标器控制及数据处理的过程提供多路电源。主控模块1101通过控制该电源控制模块来实现对程控电源1300中的各路电源进行上电或下电控制。需要说明的是，在本实施例中，接入电源控制模块的程控电源1300可以按照系统1100运行时的需求进行更换。

一个分控模块1104被配置为伺服器控制模块，并接入一伺服器1400。伺服器1400用于调整卫星在地面的信号源接收器的位置状态，包括该信号源接收器的俯仰角和方位角。主控模块1101通过该伺服器控制模块来控制伺服器1400，从而获取卫星在地面的信号源接收器的位置状态信息。具体地，伺服器1400中包括有控制信号源接收器分别绕其自身X轴和Y轴转动的两个电机，伺服器控制模块受主控模块1101控制将伺服器在两个电机转动后得到的信号源接收器的位置状态信息回传至主控模块1101。需要说明的是，在本实施例中，接入伺服器控制模块的伺服器1400可以按照系统1100运行时的需求进行更换。

一个分控模块1104被配置为GPS接收控制模块，并接入GPS接收器1500。GPS接收器1500用于定期获取卫星的通用协调时信息(Universal Time Coordinated，UTC)和坐标信息。主控模块1101通过该GPS接收控制模块来读取GPS接收器1500定期获取得到的关于卫星的通用协调时信息和坐标信息。具体地，GPS接收控制模块受主控模块1101控制定时读取GPS接收器1500获取得到的通用协调时信息和坐标信息并回传至该主控模块1101。需要说明的是，在本实施例中，接入GPS接收控制模块的GPS接收器1500可以按照系统1100运行时的需求进行更换。

在一个实施例中，系统1100配置有两个接口模块1103，均与时钟模块1101连接。其中：

一个接口模块1103被配置为AD接口模块，并接入射频接收板1600。射频接收板1600用于将卫星传输至信号源接收器的数据接入至系统1100。具体地，射频接收板1600获取得到从卫星传输回来的射频数据以模拟信号形式存在。射频接收板1600通过对该射频数据进行模数转换，生成以数字信号形式存在的射频数据。射频接收板1600通过AD接口模块将其生成的以数字信号存在的射频数据接入至系统中。

一个接口模块1103被配置为DA接口模块，并接入射频发射板1700。射频发射板1700用于将经系统1100进行数据处理后得到的射频数据反馈给卫星。具体地，射频发射板1700与DA接口模块连接，通过DA接口模块获取经系统1100进行数据处理后得到的以数字信号形式存在的射频数据，并对该以数字信号形式存在的射频数据进行数模转换，生成以模拟信号形式存在的射频数据，再将该以模拟信号形式存在的射频数据反馈给卫星。

上述实施例提供的实现定标器控制及数据处理的系统通过在其对应的接口模块中配置不同的射频接收板、射频发射板以及在其时钟模块中接入不同的频综板来适配不同型号的定标器。以及系统的程控电源、伺服器和GPS接收器也可通过分控模块按需配置。由此使得系统可匹配各种不同型号的定标器，实现对定标器的控制及数据处理，体现了系统的通用性。

请参阅图2，图2为本申请实施例提供的实现定标器控制及数据处理的系统的一种模块框图。详细如下：

在本申请的一些实施例中，实现定标器控制及数据处理的系统2100除了配置有主控模块2101、时钟模块2102、时钟生成模块2103、电源控制模块2104、伺服器控制模块2105、GPS接收控制模块2106、AD接口模块2107以及DA接口模块2108外，为实现主控模块2101执行对定标器的控制及数据处理，还包括但不限于配置有如下模块：

模拟量采集控制模块2109、多通道AD模块2110、第一缓存模块2111、成帧模块2112、外部缓存接口模块2113、固态硬盘接口模块2114、固态硬盘2115、第二缓存模块2116、上位机接口模块2117、读取控制模块2118、外部缓存2119、数据处理器2120。其中，数据处理器2120不限于包括：下变频处理模块2120-1、第一滤波处理模块2120-2、复数乘法处理模块2120-3、第二滤波处理模块2120-4、数据选择模块2120-5、直接数字式频率合成器2120-6。

本实施例中，时钟模块2102、时钟生成模块2103、电源控制模块2104、伺服器控制模块2105、GPS接收控制模块2106、AD接口模块2107以及DA接口模块2108等各模块在系统2100中实现的功能和作用与实施例1中系统1100的模块一一对应，此处不再赘述。

本实施例中，系统2100可以配置一模拟量采集控制模块2109分别与主控模块2101、多通道AD模块2110连接。其中，多通道AD模块2110用于获取定标器的电流、电压、温度等信息，并且将该信息转换成系统所需的数字信号。模拟量采集模块2109受主控模块2101控制，从与其连接的多通道AD模块2110中读取定标器的电流、电压、温度等信息，以完成系统所需的信息采集操作。

本实施例中，系统2100可以配置一第一缓存模块2111与AD接口模块2107连接，系统通过AD接口模块2107将射频接收板2200生成的射频数据接入至系统后，将该射频数据存储在第一缓存模块2111中。第一缓存模块2111还与一成帧模块2112和一外部缓存接口模块2113连接，为成帧模块2112和外部缓存接口模块2113提供射频数据来源，将其缓存的以数字信号形式存在的射频数据发送至成帧模块2112和外部缓存接口模块2113中进行处理。

本实施例中，系统2100配置成帧模块2112与主控模块2101、第一缓存模块2111连接。第一缓存模块2111为成帧模块2112提供射频数据来源。成帧模块2112接收到从第一缓存模块2111传来的射频数据后，对该射频数据进行成帧处理。具体地，成帧模块2112受主控模块2101控制，将射频数据分割成固定长度的数据段，并且从主控模块2101中获取通用协调时信息和坐标信息作为数据头部信息添加在每段数据段的前面。

本实施例中，系统2100配置一固态硬盘接口模块2114与成帧模块2112连接，通过该固态硬盘接口模块2114将一固态硬盘2115接入系统，而且，固态硬盘接口模块2114还连接有一第二缓存模块2116。系统在非数据采集模式下，通过固态硬盘接口模块2114可以从主控模块2101中获得数据的数量阈值和起始地址，进而根据该起始地址从固态硬盘2115中提取数据，并且将该提取出的数据发送给第二缓存模块2116中，直至该提取的数据达到数据的数量阈值为止。而在数据采集模式下，可以从主控模块2101中获得数据的数量阈值和起始地址，进而根据该起始地址将经成帧模块2112进行成帧处理生成的射频数据写入到固态硬盘2115中，直至该写入的数据达到数据的数量阈值为止。

本实施例中，系统2100配置一上位机接口模块2117用于将一外部计算机接入系统，以实现系统2100与外部计算机2300之间的交互。具体地，上位机接口模块2117与主控模块2101连接，通过该上位机接口模块2117可以将主控模块2101的信息传递至外部计算机2300，也可将而外部计算机2300诸如采集、读取、模式设置、状态显示等控制指令传递至主控模块2101，以使主控模块2101去执行外部计算机2300所需的相关操作。上位机接口模块2117还与第二缓存模块2116连接，用于将第二缓存模块2116获得的射频数据传递至外部计算机2300。

本实施例中，系统配置一读取控制模块2118与主控模块2101和外部缓存接口模块2113连接，该外部缓存接口模块2113接入有一外部缓存2119。该读取控制模块2118受主控模块2101控制，通过外部缓存接口模块2113读出存储在外部缓存2119中的数据。外部缓存2119中存储的数据为来源于第一缓存模块2111中的射频数据。

本实施例中，系统配置一数据处理器2120与主控模块2101、读取控制模块2118和DA接口模块2108连接，该数据处理器2120受主控模块2101控制，对读取控制模块2118读取出的射频数据进行数据处理。进而，由该数据处理器2120将经数据处理后的射频数据输出至DA接口模块2108配置的与定标器相匹配的射频发射板2400中。在一些具体的实施方式中，所述数据处理器2120依次包括下变频处理模块2120-1、第一滤波处理模块2120-2、复数乘法处理模块2120-3、第二滤波处理模块2120-4、数据选择模块2120-5、直接数字式频率合成器2120-6。其中，数据处理过程包括：将读取控制模块2118读取出的射频数据发送至下变频处理模块2120-1中进行变频处理，将该射频数据转换成I、Q两路数据。将经变频处理转换成的I、Q两路数据发送至第一滤波处理模块2120-2中进行低通滤波处理。经过低通滤波后，再将该I、Q两路数据发送给复数乘法处理模块2120-3，而复数乘法处理模块2120-3获得I、Q两路数据后，将I、Q两路数据分别作为复数的实部和虚部与直接数字式频率合成器2120-6合成的具有固定频率的时钟信号相乘，形成一路数据。将相乘形成的一路数据输出至第二滤波处理模块2120-4中进行第二次的低通滤波处理，第二次滤波处理后输出的射频数据即为经数据处理后的射频数据。由数据选择模块2120-5对系统进行频移检测，若为频移模式，则系统当前执行频移转发功能，此时将经第二次滤波处理后输出的射频数据发送至DA接口模块2108，从而经DA接口模块2108将射频数据输出至由DA接口模块2108配置的与定标器相匹配的射频发射板2400中。若为非频移模式，则系统当前执行时移转发功能，此时主控模块2101只对读取控制模块2118读取射频数据时进行延迟时间设置，然后按照延迟时间将读取控制模块2118读取出的射频数据经数据选择模块2120-5和DA接口模块2108将射频数据输出至由DA接口模块2108配置的与定标器相匹配的射频发射板2400中。

本申请的一些实施例中，请参阅图3，图3为本申请实施例提供的实现定标器控制及数据处理的系统的另一种模块框图。详细如下：

在本实施例中，系统3100可以将系统2100中包括的主控模块2101、时钟模块2102、电源控制模块2104、伺服器控制模块2105、GPS接收控制模块2106、模拟量采集控制模块2109、第一缓存模块2111、成帧模块2112、外部缓存接口模块2113、固态硬盘接口模块2114、第二缓存模块2116、上位机接口模块2117、读取控制模块2118、下变频处理模块2120-1、第一滤波处理模块2120-2、复数乘法处理模块2120-3、第二滤波处理模块2120-4、数据选择模块2120-5、直接数字式频率合成器2120-6等多个用于实现对定标器控制及数据处理的模块集成于一个可编程逻辑芯片中，实现系统3100的所有控制及数据处理电路均有一片可编程逻辑芯片实现，集成度高。而且，在此基础上，系统与频综板、射频发送板、射频接收板之间还可以通过使用同轴电缆进行数据传输，相比于采用定制的高速背板来进行数据传输而言，降低了硬件成本。

在本实施例中，系统3100的硬件电路部分包括可编程逻辑芯片3101、ADS1158芯片3102、AD9246芯片3103、AD9764芯片3104、mSATA固态硬盘3105以及DDR3芯片3106。其中，可编程逻辑芯片3101分别与ADS1158芯片3102、AD9246芯片3103、AD9764芯片3104连接，以及为系统接入了外部计算机3200、程控电源3300、伺服器3400和GPS接收器3500。

其中，可编程逻辑芯片的功能包括如下：

可编程逻辑芯片3101通过一RS485接口模块3101-1与外部计算机3200交互信息，接收外部计算机3200的指令，并执行指令。将定标器的状态发送给计算机3200进行后序处理。

可编程逻辑芯片3101通过一千兆以太接口模块3101-2将采集后封装好的数据发送给外部计算机3200进行后续处理。具体地，可编程逻辑芯片3101中的千兆以太接口模块3101-2与外部计算机3200、主控模块3101-3、第二缓存模块3101-4相连。千兆以太网接口模块3101-2受主控模块3101-3控制将第二缓存模块3101-4中的数据添加8字节以太网帧头、4字节CRC校验后，传递至外部计算机3200。

可编程逻辑芯片3101通过一UART接口模块3101-5控制程控电源3300，控制定标器各种电源(本实施例中有5路12V，5路5V电源)的开启和关闭。

可编程逻辑芯片3101通过另一UART接口模块3101-6控制伺服器3400俯仰角和方位角的转动，并接收伺服器3400反馈回来的状态。

可编程逻辑芯片3101通过又一UART接口模块3101-7控制GPS接收器3500，定时读取GPS接收器3500的通用协调时信息和坐标信息。

可编程逻辑芯片3101通过一SPI接口模块3101-8与ADS1158芯片3102连接，ADS1158芯片3102可将定标器的电流、电压、温度等信息转换成数字信号发送给可编程逻辑芯片3101。

可编程逻辑芯片3101通过一第一缓存模块3101-9与AD9246芯片3103连接，将AD9246芯片3103从射频接收板3600获得的射频数据以数字信号形式缓存至第一缓存模块3101-9中。具体地，第一缓存模块3101-9在接收AD9246芯片3103发送的经过模拟数字转换后的射频数据后，会将其经过缓存后同时发送给可编程逻辑芯片3101配置的成帧模块3103-10和外部缓存接口模块(MIG模块)3103-11。对于发送至成帧模块3101-10的射频数据，由成帧模块3101-10将第一缓存模块3101-9中的射频数据读出并进行数据分割形成固定长度为1M字节的数据段，进而在每段数据段的前面添加头部数据。例如，添加头部信息时，可以将头部数据设置为包含4字节固定内容帧头(0xFAF3340C)、8字节通用协调时信息、4字节X坐标信息、4字节Y坐标信息、4字节Z坐标信息、4字节方位角信息、4字节俯仰角、2字节电压信息、2字节电流信息、2字节温度信息等共64字节信息(不足64字节用0填充)。可编程逻辑芯片3101还通过一固态硬盘接口模块3101-12与mSATA固态硬盘3105连接，使得系统3100在数据采集模式下将经成帧模块3101-10成帧后的数据存储在mSATA固态硬盘3105的指定地址空间。而在非数据采集模式下将mSATA固态硬盘3105中指定地址空间的数据读出。而对于发送至外部缓存接口模块(MIG模块)3103-11的射频数据，由外部缓存接口模块(MIG模块)3103-11将第一缓存模块3101-9缓存的射频数据写入DDR3芯片3106中，并且可通过一读取控制模块3101-13将写入DDR3芯片3106中的射频数据读出。

可编程逻辑芯片3101通过其配置的下变频模块3101-14、第一滤波处理模块3101-15、复数乘法器模块3101-16、直接数字式频率合成器(DDS芯片)3101-17、第二滤波处理模块3101-18等多个数据处理模块对读取控制模块3101-13读取出的射频数据进行数据处理，通过与数据选择模块3101-19连接的AD9764芯片3104，可编程逻辑芯片3101可依据其数据选择模块3101-19对系统运行是否为频移模式的判断，确定将经数据处理后的射频数据经由AD9764芯片3104以模拟信号形式发送给射频发射板3700，还是将从读取控制模块3101-13读取出的射频数据经由AD9764芯片3104以模拟信号形式直接发送给射频发射板3700。

在本实施例中，时钟模块(MMCM模块)3101-20受主控模块控制产生80M时钟信号。时钟模块3101-20还与AD9246芯片3103、AD9764芯片3104相连，为AD9246芯片3103、AD9764芯片3104提供80M时钟信号。

在本实施例中，可编程逻辑芯片3101中集成的各个模块，除成帧模块、主控模块以外均基于该可编程逻辑芯片3101的开发工具生成。

本申请的一些实施例中，请参阅图4，图4为本申请实施例提供的一种定标器控制及数据处理的方法流程示意图。详细如下：

在步骤S101中，获取定标器的参数信息；

在步骤S102中，根据所述定标器的参数信息为系统配置与定标器相匹配的射频接收板和射频发射板、频综板；

在步骤S103中，将从所述射频接收板获得的第一射频数据输入至所述系统中，结合频综板对所述第一射频数据进行数据处理，并将经数据处理后生成的第二射频数据输出至射频发射板，以实现系统对定标器控制及数据处理。

对不同类型的卫星进行观测时，其对应在地面布置的定标器的功能和参数不同。若对某一卫星进行观测，可以基于该卫星选择出与该卫星相匹配的定标器。在本实施例中，通过将该定标器接入系统，由系统对该定标器进行识别，从而获得该定标器的参数信息。根据定标器的参数信息，选择与定标器当前的功能和参数相匹配的射频接收板和射频发射板、频综板接入到系统中，从而建立系统与定标器之间的匹配关系。此时，系统已完成与定标器之间的适配，可以对该卫星观测的数据进行处理。在系统执行数据处理过程中，系统通过其内置的AD接口模块将从射频接收板中获得的第一射频数据输入至系统中。由系统中的时钟模块结合频综板产生系统当前所需的时钟信号，结合时钟信号对第一射频数据进行数据处理。进而，进行数据处理后，由系统通过其内置的DA接口模块将经数据处理后的第二射频数据输出至射频发射板中，以由射频发射板将第二射频数据反馈回卫星，实现系统对定标器控制及数据处理操作。

本申请的一些实施例中，请参阅图5，图5为本申请实施例提供的一种基于实现定标器控制及数据处理的系统的实现定标器控制及数据处理的方法流程示意图。

如图5所示，在一个实施例中，系统执行对定标器控制及数据处理操作之前，先为系统配置程控电源，通过程控电源打开系统中的各路电源。以及，为系统的固态硬盘接口模块配置接口参数，其中包括固态硬盘速率参数，并且初始化固态硬盘接口模块。

在一个实施例中，请一并参阅图6，图6为本申请实施例提供的基于实现定标器控制及数据处理的系统的实现定标器控制及数据处理的方法中系统进行数据采集操作时的一种方法流程示意图。详细如下：

在步骤S201中，识别系统是否处于数据采集模式；

在步骤S202中，若系统处于数据采集模式，设置系统的采集模式参数，并在所述采集模式参数下，从所述射频接收板中获取射频数据，以进行数据采集操作；若系统处于非数据采集模式，响应于外部计算机的数据提取命令，从系统的固态硬盘中提取出与数据提取命令相对应的数据，并发送至外部计算机。

在本实施例中，系统执行对定标器控制及数据处理操作时，确定系统当前是否处于数据采集模式，若系统当前处于数据采集模式，则系统需要根据与其匹配的定标器，设置该系统当前的采集模式参数。其中，设置采集模式参数包括通过伺服器控制模块配置外部伺服器的俯仰角和方位角参数、通过主控模块配置其时钟模块的模式和频率参数、根据主控模块配置直接数字频率合成器产生频移所需要的下变频时钟和上变频时钟、通过主控模块将从外部计算机中获得的延迟时间值配置到读取控制模块以及将从外部计算机中获得的采集数量阈值和起始地址配置到固态硬盘接口模块。其中，时钟模块的模式包括外时钟模式和内时钟模式，若时钟模块选择连接本地时钟生成模块，即为内时钟模式；若时钟模块选择连接外部时钟生成模块时，即为外时钟模式。待采集模式参数都设置完成后，在该采集模式参数下，通过AD接口模块接入射频接收板，进而从射频接收板中获取第一射频数据。并且受主控模块控制，在数据采集过程中，将从射频接收板中获取到的第一射频数据存储至系统的第一缓存模块，直至获取的数据达到数据的采集数量阈值为止，结束数据采集操作。

在本实施例中，若系统当前处于非数据采集模式，基于系统内置的主控模块与外部计算机之间的通信连接，接收外部计算机发送至主控模块的数据提取指令，由主控模块响应于该数据提取指令并从该数据提取指令中获得数据提取长度参数。然后，在系统中，主控模块根据该数据提取长度参数生成对应在固态硬盘中的数据读取阈值和数据起始地址，再将该生成的数据阈值和数据起始地址发送至固态硬盘接口模块。其中，可以基于系统内数据提取的历史记录来确定此次数据提取操作对应在固态硬盘中的数据起始地址。进而，由固态硬盘接口模块根据该数据阈值和起始地址从固态硬盘中读取射频数据，并且将该射频数据发送至系统的第二缓存模块中，直至读提取的数据达到数据的数量阈值为止，结束数据读取操作。此时，第二缓存模块获得完整的射频数据即为外部计算机请求获取的与数据提取命令相对应的数据，由第二缓存模块将该完整的射频数据通过上位机接口模块传送至外部计算机。至此，系统完成其在非数据采集模式下外部计算机的数据提取操作。

在一个实施例中，将从射频接收板中获取到的第一射频数据存储至系统的第一缓存模块后，还通过外部缓存接口模块将该第一射频数据写入至外部缓存中和/或受主控模块控制对该第一射频数据进行成帧处理并写入固态硬盘中。

在一个实施例中，系统对采集到的第一射频数据进行成帧处理时，具体包括以下处理过程：受主控模块控制通过模拟量采集模块采集当前与系统匹配的定标器的温度、电流、电压等模拟信号信息，以及受主控模块控制通过GPS接收控制模块更新GPS接收信息，从GPS接收器中读取到关于卫星目前更新的通用协调时信息和坐标信息。然后，结合系统当前采集模式下伺服器的俯仰角和方位角参数，按照预设的编写规则与关于定标器的模拟信号信息以及关于卫星的通用协调时信息和坐标信息一并生成头部数据。进而，将该生成的头部数据添加至该采集的射频数据段的前面，至此完成第一射频数据的成帧处理。当第一射频数据成帧后，通过固态硬盘接口模块将该成帧后的第一射频数据写入到固态硬盘中。

在一个实施例中，请一并参阅图7，图7为本申请实施例提供的基于实现定标器控制及数据处理的系统的实现定标器控制及数据处理的方法中系统执行数据转发操作时的一种方法流程示意图。详细如下：

在步骤S301中，对所述射频数据进行转发预处理，以分别生成频移转发数据和时移转发数据；

在步骤S302中，识别系统是否执行频移转发操作，若是，则将所述的频移转发数据输出至射频发射板，否则将所述时移转发数据输出至射频发射板。

在本实施例中，将从射频接收板中获取到的第一射频数据存储至系统的第一缓存模块并将该第一射频数据写入外部缓存后，系统执行的数据转发功能包括频移转发功能和时移转发功能。系统在执行数据转发功能时，受主控模块控制，由系统的读取控制模块通过外部缓存接口模块从外部缓存中读取出待转发的第一射频数据，然后在对该读取出的第一射频数据经数据处理器进行转发预处理，分别生成频移转发数据和时移转发数据。进而，根据系统当前执行的转发功能选择与该功能对应的的转发数据输出至射频发射板，以实现系统的数据转发功能。在本实施例中，生成频移转发数据时，数据处理器执行以下数据处理过程：将读取控制模块2118读取出的第一射频数据发送至下变频处理模块2120-1中进行变频处理，将该第一射频数据转换成I、Q两路数据。将经变频处理转换成的I、Q两路数据发送至第一滤波处理模块2120-2中进行低通滤波处理。经过低通滤波后，再将该I、Q两路数据发送给复数乘法处理模块2120-3，而复数乘法处理模块2120-3获得I、Q两路数据后，将I、Q两路数据分别作为复数的实部和虚部与直接数字式频率合成器2120-6合成的具有固定频率的时钟信号相乘，形成一路数据。将相乘形成的一路数据输出至第二滤波处理模块2120-4中进行第二次的低通滤波处理，第二次滤波处理后输出的射频数据即为频移转发数据。生成时移转发数据时，数据处理器只对读取控制模块进行读取操作的延迟时间设置，读取控制模块在经过延迟时间后读取的射频数据即为时移转发数据。其中，该延迟时间为系统当前采集模式下主控模块从外部计算机中获得并配置到读取控制模块的延迟时间值。在本实施例中，生成频移转发数据和时移转发数据后，由系统的数据选择模块2120-5对系统进行频移检测，确定系统当前执行的转发功能是否为频移功能，若为频移功能，则将频移转发数据输出至射频发射板，否则，按照时移功能将时移转发数据输出至射频发射板。

可以理解的是，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，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、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。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申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的模块和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块/单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实现定标器控制及数据处理的系统，其特征在于，包括：主控模块、时钟模块、接口模块和分控模块，所述主控模块分别与所述时钟模块、所述分控模块连接，所述接口模块与所述时钟模块连接；其中，所述主控模块用于执行对定标器的控制及数据处理；所述时钟模块用于产生时钟信号以及接入频综板；所述分控模块用于配置系统的程控电源、伺服器和GPS接收器；所述接口模块用于配置与定标器相匹配的射频接收板和射频发射板。

2.根据权利要求1所述实现定标器控制及数据处理的系统，其特征在于，所述实现定标器控制及数据处理的系统还包括：第一缓存模块；所述第一缓存模块与所述接口模块连接，用于保存通过接口模块配置的与定标器相匹配的射频接收板发送来的射频数据。

3.根据权利要求2所述实现定标器控制及数据处理的系统，其特征在于，所述实现定标器控制及数据处理的系统还包括：成帧模块、固态硬盘接口模块、固态硬盘和第二缓存模块；其中，所述成帧模块与所述主控模块连接，用于受所述主控模块控制实现对射频数据进行成帧处理；所述固态硬盘接口模块分别与所述主控模块、所述成帧模块、所述固态硬盘和所述第二缓存模块连接，用于受所述主控模块控制将进行成帧处理后的射频数据存储至所述固态硬盘或从所述固态硬盘中读取射频数据并发送给所述第二缓存模块。

4.根据权利要2所述实现定标器控制及数据处理的系统，其特征在于，所述实现定标器控制及数据处理的系统还包括：外部缓存接口模块、外部缓存和读取控制模块；其中，所述外部缓存接口模块分别与所述第一缓存模块和外部缓存连接，用于将第一缓存模块中存储的射频数据保存至外部缓存中；所述读取控制模块与分别与所述主控模块和所述外部缓存接口模块连接，受所述主控模块控制通过所述外部缓存接口模块读取存储在所述外部缓存中的射频数据。

5.根据权利要求1-4任意一项所述实现定标器控制及数据处理的系统，其特征在于，所述实现定标器控制及数据处理的系统还包括：数据处理器，所述数据处理器分别与所述主控模块、所述读取控制模块和所述接口模块连接，用于受所述主控模块控制对所述读取控制模块读取出的射频数据进行数据处理，并将经数据处理后的射频数据输出至所述接口模块配置的与定标器相匹配的射频发射板中。

6.根据权利要求5所述实现定标器控制及数据处理的系统，其特征在于，所述实现定标器控制及数据处理的系统将主控模块、时钟模块、电源控制模块、伺服器控制模块、GPS接收控制模块、模拟量采集控制模块、第一缓存模块、成帧模块、外部缓存接口模块、固态硬盘接口模块、第二缓存模块、上位机接口模块、读取控制模块、下变频处理模块、第一滤波处理模块、复数乘法处理模块、第二滤波处理模块、数据选择模块以及直接数字式频率合成器集成于一个可编程逻辑芯片中。

7.一种实现定标器控制及数据处理的方法，其特征在于，包括：

获取定标器的参数信息；

根据所述定标器的参数信息为系统配置与定标器相匹配的射频接收板和射频发射板、频综板；

将从所述射频接收板获得的第一射频数据输入至所述系统中，结合频综板对所述第一射频数据进行数据处理，并将经数据处理后生成的第二射频数据输出至射频发射板，以实现系统对定标器控制及数据处理。

8.根据权利要求7所述实现定标器控制及数据处理的方法，其特征在于，所述将从所述射频接收板获得的第一射频数据输入至所述系统中，结合频综板对所述第一射频数据进行数据处理，并将经数据处理后生成的第二射频数据输出至射频发射板，以实现系统对定标器控制及数据处理的步骤之前，包括：

为系统配置程控电源；以及

为系统中配置的固态硬盘接口模块设置固态硬盘速率参数并对所述固态硬盘接口模块进行初始化处理。

9.根据权利要求7或8所述实现定标器控制及数据处理的方法，其特征在于，所述将从所述射频接收板中获得的待处理射频数据输入至系统中，结合频综板对待处理射频数据进行数据处理，并将经系统数据处理后的射频数据结果输出至射频发射板，以实现系统对定标器控制及数据处理的步骤，包括：

识别系统是否处于数据采集模式；

若系统处于数据采集模式，设置系统的采集模式参数，并在所述采集模式参数下，从所述射频接收板中获取射频数据，以进行数据采集操作；若系统处于非数据采集模式，响应于外部计算机的数据提取命令，从系统的固态硬盘中提取出与数据提取命令相对应的数据，并发送至外部计算机。

10.根据权利要求9所述实现定标器控制及数据处理的方法，其特征在于，所述在所述采集模式参数下，从所述射频接收板中获取射频数据，以进行数据采集操作的步骤之后，还包括：

对所述射频数据进行转发预处理，以分别生成频移转发数据和时移转发数据；

识别系统是否执行频移转发操作，若是，则将所述的频移转发数据输出至射频发射板，否则将所述时移转发数据输出至射频发射板。

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