CN113655509B - 一种高重复率卫星激光测距实时控制系统 - Google Patents

一种高重复率卫星激光测距实时控制系统 Download PDF

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Abstract

一种高重复率卫星激光测距实时控制系统，涉及卫星激光测距技术领域。本发明采用工业级硬件与嵌入式软件结合的方式，包括CompactRIO控制器、数字I/O扩展模块和GPS时间频率接收机；CompactRIO控制器一体化集成实时处理器单元与可重配置FPGA单元，提升了测距控制系统的集成度与可靠性；外部I/O采用模块化扩展方式，各功能扩展模块I/O直接与可重配置FPGA单元连接，具备极低的信号延迟。本发明利用TSN时间敏感网络，直接通过PTP精确时间协议实现GPS时间频率接收机向CompactRIO控制器的高精度网络授时，为测距控制的高度自动化提供了可靠的标准化时间同步方案。本发明在嵌入式实时操作系统中完成测距控制中的实时性敏感操作，实现了高重复率测距控制的高实时性、高确定性与高可靠性。

Description

一种高重复率卫星激光测距实时控制系统
技术领域
本发明涉及卫星激光测距技术领域，具体涉及一种高重复率卫星激光测距实时控制系统。
背景技术
卫星激光测距技术(SLR，Satellite Laser Ranging)作为单点测距精度最高的空间大地测量技术，自20世纪60年代发展至今，其测距机理与系统构成均得到了不断地迭代与完善，特别是kHz高重复率测距等关键技术的运用，使得SLR系统的探测能力与测距精度得到了显著地提高。近年来国内外多个激光测距台站相继开展了重复率在百kHz以上的超高重复率测距，成为了新的研究与实验热点，也是SLR技术未来的重要发展趋势。新技术对于测距控制的时间精度与实时性提出了更为严苛的要求，需要对测距系统进行相应的技术改进与软硬件更新。
目前国内激光测距台站多采用运行于通用计算机平台的Windows操作系统作为上位机测距控制软件的运行环境，然而Windows操作系统作为非实时操作系统，完成SLR测距过程中的指令分发与时序控制有着很大的技术局限性。对于kHz激光测距，通过对上位机测距控制软件自身程序线程与中断服务的优化基本能够满足毫秒级的指令分发与时序控制精度需求，然而对于重复率在百kHz以上的超高重复率测距，时序控制精度应达到微秒量级，需要将时序控制部分从上位机测距控制软件中分离出来，在具备硬实时特性的嵌入式实时操作系统中完成，以此来满足超高重复率测距高确定性、高时间精度的实时控制需求。
此外，在测距控制的自动化提升方面，新一代激光测距控制系统在软硬件方案上应具备高集成度与高可靠性的特点，同时能够为未来远程测距和全自动测距的实现提供更好的平台相容性和功能易扩展性。
发明内容
本发明的目的在于提出一种以CompactRIO控制器为硬件核心的高重复率卫星激光测距实时控制系统。为了实现以上目的，本发明所采用的系统硬件方案与嵌入式软件方案如下：
一种高重复率卫星激光测距实时控制系统，该控制系统包括CompactRIO控制器、数字I/O扩展模块和GPS时间频率接收机；
所述CompactRIO控制器集成实时处理器单元、可重配置FPGA单元和扩展槽单元；
所述数字I/O扩展模块安装在扩展槽单元中，作为可重配置FPGA单元的外部数字I/O扩展；所述数字I/O扩展模块的每个数字I/O通道具备输入输出方向独立选择能力；
所述GPS时间频率接收机作为CompactRIO控制器的时频基准信号源和高精度网络授时时钟；
所述GPS时间频率接收机的1PPS秒脉冲信号输出端和10MHz TTL信号输出端分别与数字I/O扩展模块的两个输入通道连接；
所述GPS时间频率接收机的PTP精确时间协议网络输出端与实时处理器单元通过以太网连接，所述实时处理器单元的网络端口具备TSN时间敏感网络特性；所述GPS时间频率接收机通过PTP精确时间协议向CompactRIO控制器发送UTC时间信息，使实时处理器单元与可重配置FPGA单元保持UTC时间同步；
所述数字I/O扩展模块的输出通道与激光器的外部触发信号输入端连接；所述数字I/O扩展模块的输入通道与主波取样器的主波信号输出端连接；所述数字I/O扩展模块的输出通道与光子探测器的门控信号输入端连接；
所述实时处理器单元与测距控制上位机通过以太网连接；
所述实时处理器单元运行的实时操作系统中部署有嵌入式测距控制软件；
所述嵌入式测距控制软件通过UDP用户数据报协议与测距控制上位机运行的上位机测距控制软件进行指令和数据的交互；所述嵌入式测距控制软件与可重配置FPGA单元通过DMAFIFO实现数据的高速缓存和传输；
所述嵌入式测距控制软件包括预报文件接收模块、指令参数解析模块、点火序列产生模块、主波序列缓存模块、门控计算产生模块和系统延迟标校模块；
所述可重配置FPGA单元包括时间基准比较模块、激光点火输出模块、主波时刻锁存模块和距离门控输出模块；
所述预报文件接收模块实时接收并缓存所述上位机测距控制软件发送的观测目标预报文件，用于探测器距离门控时刻的插值计算；
所述指令参数解析模块实时接收并解析上位机测距控制软件发送的测距控制指令队列与工作参数更新请求，驱动相应嵌入式软件模块按照时序关系完成测距控制指令的执行与工作参数更新动作；
所述点火序列产生模块响应点火控制指令，实时产生包含后向散射规避信息的点火时刻序列，发送至可重配置FPGA单元进行输出；
所述主波序列缓存模块实时接收并缓存可重配置FPGA单元捕获并锁存的主波时刻序列，用于探测器距离门控时刻的插值计算；
所述门控计算产生模块依据观测目标预报文件、主波时刻序列、预报偏差修正量参数，插值计算并实时产生距离门控时刻序列，发送至可重配置FPGA单元进行输出；
所述系统延迟标校模块产生能够满足系统延迟标校回波点数要求的点火时刻序列、固定距离值的距离门控时刻序列，发送至可重配置FPGA单元进行输出，完成系统延迟标校动作；
所述时间基准比较模块从GPS时间频率接收机获取时频基准信号，通过PTP精确时间协议获取UTC时间信息，建立包含秒以上和秒以下部分的内部时间基准，作为点火时刻输出、主波时刻锁存、距离门控时刻输出所依赖的时间基准；
所述激光点火输出模块实时接收嵌入式测距控制软件点火序列产生模块发送的激光点火时刻序列，将各激光点火时刻与时间基准比较模块建立的内部时间基准进行比较，产生特定脉冲宽度的激光点火脉冲序列信号，作为激光器的外部触发信号；
所述主波时刻锁存模块实时捕获主波取样电路产生的主波脉冲序列信号，将各主波脉冲取样时刻与时间基准比较模块建立的内部时间基准进行比较，锁存为主波时刻序列，将主波时刻序列发送至嵌入式测距控制软件的主波序列缓存模块；
所述距离门控输出模块实时接收嵌入式测距控制软件门控计算产生模块发送的距离门控时刻序列，将各距离门控时刻与时间基准比较模块建立的内部时间基准进行比较，产生特定脉冲宽度的探测器距离门控脉冲序列信号。
本发明的有益效果：
(1)本发明在嵌入式实时操作系统中完成测距控制中的实时性敏感操作，与现有以上位机测距控制软件作为控制中心的技术方案相比，指令分发与时序控制精度从毫秒级提升至微秒级，且实时处理器单元与可重配置FPGA单元直接通过DMA FIFO进行通信，能够满足kHz高重复率测距以及百kHz以上超高重复率测距的实时控制需求，实现了测距控制的高实时性、高确定性与高可靠性；
(2)本发明以PTP精确时间协议作为实时控制系统的高精度UTC时间同步方案，与现有通过串口时间字符串获取UTC时间信息的技术方案相比，本发明利用CompactRIO控制器集成的TSN时间敏感网络，直接通过PTP精确时间协议实现GPS时间频率接收机向CompactRIO控制器的高精度网络授时，使运行嵌入式测距控制软件的实时操作系统与所建立的可重配置FPGA单元内部时间系统均能够稳定、持续地获取实时同步更新的高精度UTC时间信息，且UTC时间同步精度优于亚微秒级，为未来远程测距和全自动测距的实现提供了可靠的标准化时间同步方案；
(3)本发明所用CompactRIO控制器为高性能工业级控制器，能够满足测距控制不同应用场景对于可靠性和环境适应性的严苛要求；控制器一体化集成实时处理器单元与可重配置FPGA单元，极大地简化了测距控制系统的硬件组成，提升了系统的整体可靠性；外部I/O采用模块化扩展方式，各功能扩展模块I/O直接与可重配置FPGA单元连接，具备极低的信号延迟；实时处理器单元与可重配置FPGA单元的各部分功能模块均采用图形化编程语言LabVIEW进行开发，可有效提升软件开发效率，降低软件维护成本。
附图说明
图1为本发明所述的一种高重复率卫星激光测距实时控制系统的硬件组成与连接框图；
图2为本发明所述的一种高重复率卫星激光测距实时控制系统的嵌入式软件功能框图。
具体实施方式
结合图1和图2说明本实施方式，一种高重复率卫星激光测距实时控制系统，硬件上包括相互连接的CompactRIO控制器、数字I/O扩展模块、串行通信扩展模块和GPS时间频率接收机；
所述CompactRIO控制器一体化集成运行实时操作系统的实时处理器单元、可重配置FPGA单元和扩展槽单元；
所述数字I/O扩展模块安装在CompactRIO控制器的扩展槽单元中，通过内部接口与可重配置FPGA单元直接连接，用于时频基准信号输入、激光点火序列信号输出、主波时刻序列信号输入、探测器距离门控序列信号输出的外部数字I/O扩展；
所述串行通信扩展模块安装在CompactRIO控制器的扩展槽单元中，通过内部接口与可重配置FPGA单元直接连接，用于可重配置FPGA单元与望远镜伺服串行通信的功能扩展，实现对望远镜的引导跟踪与实时位置状态反馈；
所述GPS时间频率接收机同时作为本发明的高精度、高稳定度时频基准信号源和高精度网络授时时钟，GPS时间频率接收机产生的时频基准信号通过数字I/O扩展模块引入可重配置FPGA单元，GPS时间频率接收机通过TSN时间敏感网络与CompactRIO控制器进行连接，通过PTP精确时间协议向CompactRIO控制器发送UTC时间信息，使实时处理器单元与可重配置FPGA单元保持UTC时间同步；
所述实时处理器单元与测距控制上位机通过以太网连接；
所述实时处理器单元运行的实时操作系统中部署有嵌入式测距控制软件；
所述嵌入式测距控制软件通过UDP用户数据报协议与测距控制上位机运行的上位机测距控制软件进行测距控制指令与数据的交互；
所述嵌入式测距控制软件与可重配置FPGA单元通过DMAFIFO实现激光点火时刻序列、主波时刻序列、距离门控时刻序列、望远镜伺服引导跟踪指令序列与望远镜位置状态数据的高速缓存和传输；
所述嵌入式测距控制软件包括预报文件接收模块、指令参数解析模块、点火序列产生模块、主波序列缓存模块、门控计算产生模块、引导跟踪反馈模块和系统延迟标校模块；
所述预报文件接收模块实时接收并缓存上位机测距控制软件发送的观测目标预报文件，用于探测器距离门控时刻与望远镜引导跟踪预报数据的插值计算；
所述指令参数解析模块实时接收并解析上位机测距控制软件发送的测距控制指令队列与工作参数更新请求，驱动相应嵌入式软件模块按照时序关系完成测距控制指令的执行与工作参数更新动作；
所述点火序列产生模块响应点火控制指令、依据所接收的出光频率参数、观测目标预报文件、后向散射规避时间参数，实时产生包含后向散射规避信息的点火时刻序列，发送至可重配置FPGA单元进行输出；
所述主波序列缓存模块实时接收并缓存可重配置FPGA单元捕获并锁存的主波时刻序列，用于探测器距离门控时刻的插值计算；
所述门控计算产生模块依据所接收的观测目标预报文件、主波时刻序列、预报偏差修正量参数，距离门控提前量参数，插值计算并实时产生距离门控时刻序列，发送至可重配置FPGA单元进行输出；
所述引导跟踪反馈模块依据所接收的观测目标预报文件、插值计算并实时产生引导跟踪预报数据，依据所接收的引导跟踪控制指令，实时生成与望远镜伺服进行串行通信的引导跟踪指令序列，通过可重配置FPGA单元按固定频率向望远镜伺服进行发送；同时实时接收并缓存可重配置FPGA单元发送的望远镜位置状态数据并将其转发至上位机测距控制软件；
所述系统延迟标校模块响应指令参数解析模块接收的上位机系统延迟标校指令，产生望远镜定点引导指令序列，通过可重配置FPGA单元向望远镜伺服进行发送，使望远镜指向系统延迟标校位置；按照时序关系产生能够满足系统延迟标校回波点数要求的点火时刻序列、固定距离值的距离门控时刻序列，发送至可重配置FPGA单元进行输出，完成系统延迟标校动作。
所述可重配置FPGA单元包括时间基准比较模块、激光点火输出模块、主波时刻锁存模块、距离门控输出模块、伺服串行通信模块；
所述时间基准比较模块从GPS时频接收机获取时频基准信号，通过PTP精确时间协议获取实时同步更新的UTC时间信息，建立包含秒以上和秒以下部分的高精度、高稳定度、高时间分辨率的内部时间基准，作为激光点火时刻序列输出、主波时刻序列锁存、距离门控时刻序列输出所依赖的时间基准；
所述激光点火输出模块实时接收嵌入式测距控制软件点火序列产生模块发送的激光点火时刻序列，将各激光点火时刻与时间基准比较模块建立的内部时间基准进行比较，产生特定脉冲宽度的激光点火脉冲序列信号，作为激光器的外部触发信号使激光器产生包含后向散射规避信息的出射激光脉冲序列；
所述主波时刻锁存模块实时捕获主波取样电路输出的主波脉冲序列信号，将各主波脉冲取样时刻与时间基准比较模块建立的内部时间基准进行比较，锁存为主波时刻序列，同时将主波时刻序列发送至嵌入式测距控制软件中的主波序列缓存模块；
所述距离门控输出模块实时接收嵌入式测距控制软件门控计算产生模块发送的距离门控时刻序列，将各距离门控时刻与时间基准比较模块建立的内部时间基准进行比较，产生特定脉冲宽度的距离门控脉冲序列信号，实现卫星激光测距的距离门控时间滤波；
所述伺服串行通信模块实时接收嵌入式测距控制软件引导跟踪反馈模块发送的望远镜伺服引导跟踪指令序列，按固定频率向望远镜伺服进行发送，同时实时接收望远镜伺服反馈的望远镜位置状态数据并发送至嵌入式测距控制软件的引导跟踪反馈模块。
本实施方式中，激光脉冲飞行时间的测量是通过与上位机测距控制软件直接进行通信的事件计时器完成主回波时刻记录并结合主回波匹配算法来实现，亦可通过对本实施方式的进一步功能拓展来实现。
结合图1说明本实施方式：本实施方式中，CompactRIO控制器为工业级嵌入式控制器cRIO-9054，集成有实时处理器单元、可重配置FPGA单元和扩展槽单元，其中：实时处理器单元为Intel Atom E3805双核CPU，可重配置FPGA单元为Xilinx Artix-7 A100T，扩展槽单元集成4插槽；数字I/O扩展模块为双向4通道数字I/O模块NI-9402，本实施中共用2组NI-9402，即数字I/O扩展模块1、数字I/O扩展模块2，具备8通道FPGA数字I/O扩展能力，各通道方向可独立配置为输入端或输出端；串行通信扩展模块为串行仪器通信模块NI-9871，具备4通道RS-485/RS-422串行通信扩展能力；GPS时间频率接收机采用EndRun Meridian IIPrecision TimeBase，同时具备时频基准信号输出与PTP精确时间协议输出能力；
本实施方式中，各部分硬件间的接口关系为：CompactRIO控制器集成的实时处理器单元与可重配置FPGA单元通过内部DMA总线进行接口和通信；数字I/O扩展模块1、数字I/O扩展模块2、串行通信扩展模块分别安装在CompactRIO控制器的扩展槽单元的三个插槽中；数字I/O扩展模块1的通道1配置为输入端，与GPS时间频率接收机的1PPS秒脉冲信号输出端通过BNC线缆进行连接；数字I/O扩展模块1的通道2配置为输入端，与GPS时间频率接收机的10MHz TTL信号输出端通过BNC线缆进行连接；实时处理器单元集成的网络端口1与GPS时间频率接收机的PTP精确时间协议网络输出端通过网线进行连接；实时处理器单元集成的网络端口2与测距控制上位机的网络端口通过网线进行连接；数字I/O扩展模块2的通道1配置为输出端，与激光器系统外部触发信号的输入端通过BNC线缆进行连接；数字I/O扩展模块2的通道2配置为输入端，与主波取样器的主波信号输出端通过BNC线缆进行连接；数字I/O扩展模块2的通道3配置为输出端，与光子探测器的门控信号输入端通过BNC线缆进行连接；串行通信扩展模块的通道1与望远镜伺服的串行通信端口通过RS-422线缆进行连接。
本实施方式中，数字I/O扩展模块1与数字I/O扩展模块2的各个通道均以50欧姆与外部信号进行阻抗匹配，以保障最佳的信号完整性，各通道同时兼容TTL和LVTTL数字逻辑电平。
本实施方式中，所用串行通信扩展模块的最大通信波特率为3.6864Mbps，能够满足与望远镜伺服串行通信的速率要求，本实施方式中可重配置FPGA单元与望远镜伺服串行通信所用波特率为460.8kbps。
本实施方式中，所述实时处理器单元集成的两个网络端口为千兆以太网端口，且具备TSN时间敏感网络特性，能够满足GPS时间频率接收机通过PTP精确时间协议向CompactRIO控制器进行高精度网络授时的网络特性需求，本实施方式采用IEEE 1588-2008作为PTP精确时间协议的配置文件。
本实施方式未使用交换机进行网络连接，若需使用交换机进行网络扩展，则所用交换机应同时支持PTP精确时间协议，以保障GPS时间频率接收机到CompactRIO控制器的时间同步精度。
本实施方式的嵌入式软件方案由部署在实时处理器单元的嵌入式测距控制软件各功能模块与固化在可重配置FPGA单元的各功能模块组成。
如图2所示，所述嵌入式测距控制软件包括预报文件接收模块、指令参数解析模块、点火序列产生模块、主波序列缓存模块、门控计算产生模块、引导跟踪反馈模块、系统延迟标校模块；所述可重配置FPGA单元包括时间基准比较模块、激光点火输出模块、主波时刻锁存模块、距离门控输出模块、伺服串行通信模块；
本实施方式中，嵌入式测距控制软件与上位机测距控制软件的交互方式为：通过UDP用户数据报协议进行指令与数据的交互，具体地：上位机测距控制软件向预报文件接收模块发送观测目标预报文件、向指令参数解析模块发送测距控制指令队列与工作参数更新请求、向引导跟踪反馈模块发送引导跟踪控制指令；引导跟踪反馈模块向上位机测距控制软件发送望远镜位置状态数据；
所述嵌入式测距控制软件与可重配置FPGA单元的交互方式为：通过DMA FIFO进行指令与数据的高速缓存和传输，具体地：嵌入式测距控制软件的点火序列产生模块通过DMAFIFO向可重配置FPGA单元的激光点火输出模块发送激光点火时刻序列、可重配置FPGA单元的主波时刻锁存模块通过DMAFIFO向嵌入式测距控制软件的主波序列缓存模块发送主波时刻序列、嵌入式测距控制软件的门控计算产生模块通过DMAFIFO向可重配置FPGA单元的距离门控输出模块发送距离门控时刻序列、嵌入式测距控制软件的引导跟踪反馈模块通过DMAFIFO向可重配置FPGA单元的伺服串行通信模块发送引导跟踪指令序列、可重配置FPGA单元的伺服串行通信模块通过DMA FIFO向嵌入式测距控制软件的引导跟踪反馈模块发送望远镜位置状态数据。
本实施方式中，所述实时处理器单元中运行的实时操作系统为NI Linux Real-Time，嵌入式测距控制软件各功能模块采用图形化编程语言LabVIEW开发并部署到NILinux Real-Time实时操作系统中。
本实施方式中，所述可重配置FPGA单元各功能模块同样采用图形化编程语言LabVIEW开发并固化到可重配置FPGA单元中；所述可重配置FPGA单元中DMA通道数为16，能够满足嵌入式测距控制软件与可重配置FPGA单元之间指令与数据高速缓存和传输的DMAFIFO通道数量需求。
本实施方式所采用的硬件方案与嵌入式软件方案仅为本发明的优选方案，并非对本发明的限制，在不脱离本发明权利请求范围的情况下，针对特定的应用需求，还可做出各种变化和功能性拓展，因此所有等同的技术方案亦属于本发明的保护范畴。

Claims (4)

1.一种高重复率卫星激光测距实时控制系统，其特征在于：该控制系统包括CompactRIO控制器、数字I/O扩展模块和GPS时间频率接收机；
所述CompactRIO控制器集成实时处理器单元、可重配置FPGA单元和扩展槽单元；
所述数字I/O扩展模块安装在扩展槽单元中，作为可重配置FPGA单元的外部数字I/O扩展；所述数字I/O扩展模块的每个数字I/O通道具备输入输出方向独立选择能力；
所述GPS时间频率接收机作为CompactRIO控制器的时频基准信号源和高精度网络授时时钟；
所述GPS时间频率接收机的1PPS秒脉冲信号输出端和10MHz TTL信号输出端分别与数字I/O扩展模块的两个输入通道连接；
所述GPS时间频率接收机的PTP精确时间协议网络输出端与实时处理器单元通过以太网连接，所述实时处理器单元的网络端口具备TSN时间敏感网络特性；所述GPS时间频率接收机通过PTP精确时间协议向CompactRIO控制器发送UTC时间信息，使实时处理器单元与可重配置FPGA单元保持UTC时间同步；
所述数字I/O扩展模块的输出通道与激光器的外部触发信号输入端连接；所述数字I/O扩展模块的输入通道与主波取样器的主波信号输出端连接；所述数字I/O扩展模块的输出通道与光子探测器的门控信号输入端连接；
所述实时处理器单元与测距控制上位机通过以太网连接；
所述实时处理器单元运行的实时操作系统中部署有嵌入式测距控制软件；
所述嵌入式测距控制软件通过UDP用户数据报协议与测距控制上位机运行的上位机测距控制软件进行指令和数据的交互；所述嵌入式测距控制软件与可重配置FPGA单元通过DMAFIFO实现数据的高速缓存和传输；
所述嵌入式测距控制软件包括预报文件接收模块、指令参数解析模块、点火序列产生模块、主波序列缓存模块、门控计算产生模块和系统延迟标校模块；
所述可重配置FPGA单元包括时间基准比较模块、激光点火输出模块、主波时刻锁存模块和距离门控输出模块；
所述预报文件接收模块实时接收并缓存所述上位机测距控制软件发送的观测目标预报文件，用于探测器距离门控时刻的插值计算；
所述指令参数解析模块实时接收并解析上位机测距控制软件发送的测距控制指令队列与工作参数更新请求，驱动相应嵌入式软件模块按照时序关系完成测距控制指令的执行与工作参数更新动作；
所述点火序列产生模块响应点火控制指令，实时产生包含后向散射规避信息的点火时刻序列，发送至可重配置FPGA单元进行输出；
所述主波序列缓存模块实时接收并缓存可重配置FPGA单元捕获并锁存的主波时刻序列，用于探测器距离门控时刻的插值计算；
所述门控计算产生模块依据观测目标预报文件、主波时刻序列、预报偏差修正量参数，插值计算并实时产生距离门控时刻序列，发送至可重配置FPGA单元进行输出；
所述系统延迟标校模块产生能够满足系统延迟标校回波点数要求的点火时刻序列、固定距离值的距离门控时刻序列，发送至可重配置FPGA单元进行输出，完成系统延迟标校动作；
所述时间基准比较模块从GPS时间频率接收机获取时频基准信号，通过PTP精确时间协议获取UTC时间信息，建立包含秒以上和秒以下部分的内部时间基准，作为点火时刻输出、主波时刻锁存、距离门控时刻输出所依赖的时间基准；
所述激光点火输出模块实时接收嵌入式测距控制软件点火序列产生模块发送的激光点火时刻序列，将各激光点火时刻与时间基准比较模块建立的内部时间基准进行比较，产生特定脉冲宽度的激光点火脉冲序列信号，作为激光器的外部触发信号；
所述主波时刻锁存模块实时捕获主波取样电路产生的主波脉冲序列信号，将各主波脉冲取样时刻与时间基准比较模块建立的内部时间基准进行比较，锁存为主波时刻序列，将主波时刻序列发送至嵌入式测距控制软件的主波序列缓存模块；
所述距离门控输出模块实时接收嵌入式测距控制软件门控计算产生模块发送的距离门控时刻序列，将各距离门控时刻与时间基准比较模块建立的内部时间基准进行比较，产生特定脉冲宽度的探测器距离门控脉冲序列信号。
2.根据权利要求1所述的一种高重复率卫星激光测距实时控制系统，其特征在于：所述扩展槽单元还安装有串行通信扩展模块；
所述串行通信扩展模块作为可重配置FPGA单元的外部串行通信扩展，与望远镜伺服的串行通信端口连接。
3.根据权利要求2所述的一种高重复率卫星激光测距实时控制系统，其特征在于：所述嵌入式测距控制软件还包括引导跟踪反馈模块；
所述引导跟踪反馈模块依据观测目标预报文件，插值计算并实时产生引导跟踪预报数据；根据引导跟踪控制指令实时生成引导跟踪指令序列，发送至可重配置FPGA单元与望远镜伺服进行串行通信；实时接收并缓存可重配置FPGA单元发送的望远镜位置状态数据并转发至上位机测距控制软件。
4.根据权利要求3所述的一种高重复率卫星激光测距实时控制系统，其特征在于：所述可重配置FPGA单元还包括伺服串行通信模块；
所述伺服串行通信模块与望远镜伺服建立串行通信连接；实时接收嵌入式测距控制软件引导跟踪反馈模块发送的引导跟踪指令序列，按固定频率向望远镜伺服发送；实时接收望远镜伺服反馈的望远镜位置状态数据并发送至嵌入式测距控制软件的引导跟踪反馈模块。
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