空間相機多功能綜合星務(wù)仿真地檢系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】空間相機多功能綜合星務(wù)仿真地檢系統(tǒng)，涉及空間相機控制系統(tǒng)領(lǐng)域，解決了通過幾個單一檢測設(shè)備對空間相機狀態(tài)參數(shù)進行測量存在的集成度和可靠性差測量結(jié)果不準確的問題，包括與空間相機相連的綜合星務(wù)仿真地檢盒、上位機控制模塊和供電模塊，綜合星務(wù)仿真地檢盒由微處理器模塊和與所述微處理器模塊相連的遙控信號處理模塊、遙測信號處理模塊、GPS秒脈沖信號處理模塊、GPS秒脈沖時間碼通訊模塊、遙控遙測通訊模塊組成，遙控信號處理模塊、遙測信號處理模塊和GPS秒脈沖信號處理模塊分別與空間相機相連，GPS秒脈沖時間碼通訊模塊和遙控遙測通訊模塊分別與上位機控制模塊相連。本發(fā)明具有高集成性、功能多樣、使用方便、可靠性強等優(yōu)點。
【專利說明】空間相機多功能綜合星務(wù)仿真地檢系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空間相機控制系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種空間相機多功能綜合星務(wù)仿真地檢系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]空間相機作為遙感衛(wèi)星的重要有效載荷，在制圖、建筑、采礦、城市規(guī)劃、土地利用、資源管理、農(nóng)業(yè)調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測、應(yīng)急救災(zāi)和地理信息服務(wù)等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。
[0003]空間相機作為載荷發(fā)射升空前，需要在地面進行大量測試實驗，驗證需求功能并測量技術(shù)參數(shù)，為了配合這些實驗，需要相應(yīng)的地檢設(shè)備模擬星上狀態(tài)，控制空間相機工作，并測試空間相機狀態(tài)參數(shù)，為空間相機提供電源，目前，在地面上對空間相機的各狀態(tài)參數(shù)的測量是通過幾個單一的檢測設(shè)備實現(xiàn)的，即每個狀態(tài)參數(shù)通過一個與之對應(yīng)的檢測設(shè)備進行測量，然后再將各狀態(tài)參數(shù)整合到一起，由于這些設(shè)備是單一的個體，集成度和可靠性較差，適用性不廣，每個檢測設(shè)備測量的結(jié)果最終再整合到一起進行分析時會產(chǎn)生一定的誤差，使得測量結(jié)果不準確，因此迫切需求一種高集成性、可靠性強、便于攜帶的空間相機地檢設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有通過幾個單一的檢測設(shè)備對空間相機狀態(tài)參數(shù)進行測量而存在的集成度和可靠性較差、測量結(jié)果不準確的問題，本發(fā)明提供一種高集成性、功能多樣、使用方便、可靠性強并便于攜帶的空間相機多功能綜合星務(wù)仿真地檢系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]空間相機多功能綜合星務(wù)仿真地檢系統(tǒng)，包括分別與空間相機相連的綜合星務(wù)仿真地檢盒、上位機控制模塊和供電模塊，所述綜合星務(wù)仿真地檢盒由微處理器模塊和與所述微處理器模塊相連的遙控信號處理模塊、遙測信號處理模塊、GPS秒脈沖信號處理模塊、GPS秒脈沖時間碼通訊模塊、遙控遙測通訊模塊組成，所述遙控信號處理模塊、遙測信號處理模塊和GPS秒脈沖信號處理模塊分別與空間相機相連，所述GPS秒脈沖時間碼通訊模塊和遙控遙測通訊模塊分別與上位機控制模塊相連；
[0007]所述上位機控制模塊通過遙控遙測通訊模塊向微處理器模塊發(fā)送控制指令，按照解析后的控制指令，微處理器模塊向GPS秒脈沖信號處理模塊發(fā)送GPS秒脈沖信號，GPS秒脈沖信號處理模塊對其進行差分處理并將差分后的GPS秒脈沖差分信號發(fā)送給空間相機；微處理器模塊向遙控信號處理模塊發(fā)送遙控信號并通過遙控信號處理模塊發(fā)送給空間相機，同時微處理器模塊控制遙控信號處理模塊采集空間相機的遙控檢測信號并將其發(fā)送給微處理器模塊，微處理器模塊對其進行檢驗，并將遙控信號檢測結(jié)果通過遙控遙測通訊模塊發(fā)送給上位機控制模塊，驗證遙控信號的正確性；微處理器模塊控制遙測信號處理模塊定時依次采集空間相機的遙測信號，遙測信號處理模塊對其進行運放處理，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號發(fā)送給微處理器模塊，上位機控制模塊通過遙控遙測通訊模塊定時讀取微處理器模塊中的遙測信號轉(zhuǎn)換結(jié)果；微處理器模塊將其自身產(chǎn)生的GPS秒脈沖信號整秒時間碼通過GPS秒脈沖時間碼通訊模塊發(fā)送給上位機控制模塊。
[0008]所述上位機控制模塊包括一臺分別與所述遙控遙測通訊模塊、GPS秒脈沖時間碼通訊模塊和空間相機相連的上位機，上位機中包含有星務(wù)仿真程序，上位機通過星務(wù)仿真程序與空間相機進行1553B通訊，完成數(shù)據(jù)上注，所述上位機通過遙控遙測通訊模塊向微處理器模塊發(fā)送控制指令，所述微處理器模塊通過遙控遙測通訊模塊向上位機返還遙控遙測數(shù)據(jù)參數(shù)，所述上位機通過GPS秒脈沖時間碼通訊模塊接收來自微處理器模塊的GPS秒脈沖信號整秒時間碼。
[0009]所述微處理器模塊采用Xilinx公司的型號為VirtexXCV300的FPGA芯片。
[0010]所述遙控信號處理模塊的電路由光耦、電阻、二極管和三極管組成；所述光耦UlO和U13均采用TOSHIBA的TLP521-1型光耦，用于采集空間相機的遙控檢測信號；電阻R32為上拉電阻，用于提高信號驅(qū)動能力，電阻值為IOkQ ;電阻R35和電阻R38均為限流電阻，用于防止電流過大損壞器件，電阻R35電阻值為2.8kQ，電阻R38電阻值為3k Ω ;電阻R41為匹配電阻，用于去除信號反射，電阻值為500kQ ;二極管Dl為電壓保護二極管，采用1N4148芯片，用于防止輸入信號超過30V損壞器件；三極管U16構(gòu)成OC門，采用2SC3303芯片，光耦U13的引腳4為高電平時，輸出低電平信號，否則為開路。
[0011]所述遙測信號處理模塊的電路由A/D轉(zhuǎn)換芯片、電阻和二極管組成；所述4/1)轉(zhuǎn)換芯片采用TI公司的ADS7953芯片，用于定時依次采集空間相機的16路遙測信號，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號發(fā)送至微處理器模塊中，A/D轉(zhuǎn)換芯片在20MHz的工作時鐘下工作，采樣頻率可達到1MHz，為了保證遙測信號轉(zhuǎn)換結(jié)果的可靠性，對A/D轉(zhuǎn)換芯片降額使用，即在IMHz的工作時鐘下工作，同時，A/D轉(zhuǎn)換芯片與FPGA芯片串行通訊波特率為1MHz，采樣頻率為50kHz, A/D轉(zhuǎn)換芯片工作方式選擇manual模式,每次采集均需設(shè)置地址及參數(shù)，每Ims采集一次，每次采集16路遙測信號，采集一次需要340us ;二極管D13和D16均為電壓保護二極管，均采用1N4148芯片，用于防止輸入信號超過5V損壞器件；電阻R80和R83均為保護電阻，用于去除信號變化時的浪涌影響，電阻R80和R83的電阻值均為IOOkQ。
[0012]所述GPS秒脈沖信號處理模塊的電路由RS422差分發(fā)送芯片和電阻組成；所述RS422差分發(fā)送芯片采用DS26C31芯片，用于將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS422電平，將4路GPS秒脈沖信號進行差分處理后轉(zhuǎn)換為GPS秒脈沖差分信號發(fā)送至空間相機中；電阻R19?R22均為上拉電阻，用于提高信號驅(qū)動能力，電阻R19?R22的電阻值均為4.7k Ω ;電阻R23?R30均為匹配電阻，用于去除信號反射，電阻R23?R30的電阻值均為51k Ω。
[0013]所述GPS秒脈沖時間碼通訊模塊的電路由MAX488無緣開關(guān)和電阻組成；電阻R8為上拉電阻，用于提高信號驅(qū)動能力，電阻值為4.7kQ ;電阻R7、R9、R10、R11和R12均為匹配電阻，用于去除信號反射，電阻R7電阻值為120k Ω，電阻R9和RlO的電阻值均為200k Ω，電阻Rll和R12的電阻值均為51k Ω。
[0014]所述遙控遙測通訊模塊的電路由MAX488無緣開關(guān)和電阻組成；電阻R14為上拉電阻，用于提高信號驅(qū)動能力，電阻值為4.7k Ω ;電阻R13、R15、R16、R17和R18均為匹配電阻，用于去除信號反射，電阻Rl3的電阻值為120k Ω，電阻R15和R16的電阻值均為200k Ω，電阻R17和R18電阻值均為51k Ω。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的空間相機多功能綜合星務(wù)仿真地檢系統(tǒng)向空間相機發(fā)送GPS秒脈沖信號，產(chǎn)生遙控信號控制空間相機工作，測量空間相機遙測參數(shù)實時監(jiān)控空間相機狀態(tài)，實現(xiàn)1553B通訊，進行數(shù)據(jù)上注，并為空間相機工作提供電源，具有高集成性、功能多樣、使用方便、可靠性強等特點，并且便于攜帶，本發(fā)明模擬空間相機星上環(huán)境，能夠有效的進行空間相機測試實驗，測量結(jié)果準確可靠，對空間相機的調(diào)試至關(guān)重要，具有巨大的經(jīng)濟和社會效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的空間相機多功能綜合星務(wù)仿真地檢系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為遙控信號處理模塊的電路圖；
[0018]圖3為遙測信號處理模塊的電路圖；
[0019]圖4為GPS秒脈沖信號處理模塊的電路圖；
[0020]圖5為GPS秒脈沖時間碼通訊模塊的電路圖；
[0021]圖6為遙控遙測通訊模塊的電路圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明的空間相機多功能綜合星務(wù)仿真地檢系統(tǒng)由綜合星務(wù)仿真地檢盒、上位機控制模塊和供電模塊組成，綜合星務(wù)仿真地檢盒由微處理器模塊、遙控信號處理模塊、遙測信號處理模塊、GPS秒脈沖信號處理模塊、GPS秒脈沖時間碼通訊模塊和遙控遙測通訊模塊組成，遙控信號處理模塊、遙測信號處理模塊、GPS秒脈沖信號處理模塊、GPS秒脈沖時間碼通訊模塊和遙控遙測通訊模塊均與微處理器模塊通過線纜相連，遙控信號處理模塊、遙測信號處理模塊、GPS秒脈沖信號處理模塊、上位機控制模塊和供電模塊均與空間相機通過線纜相連，GPS秒脈沖時間碼通訊模塊和遙控遙測通訊模塊均與上位機控制模塊通過線纜相連。
[0024]上位機控制模塊由上位機組成，上位機分別與遙控遙測通訊模塊、GPS秒脈沖時間碼通訊模塊和空間相機相連，上位機中包含有星務(wù)仿真程序，星務(wù)仿真程序與空間相機進行1553B通訊，完成數(shù)據(jù)上注，上注的數(shù)據(jù)包括空間相機工作需要的各項參數(shù)，系統(tǒng)的檢測結(jié)果可以通過星務(wù)仿真程序?qū)崟r顯示，上位機通過遙控遙測通訊模塊向微處理器模塊發(fā)送控制指令，微處理器模塊通過遙控遙測通訊模塊向上位機返還遙控遙測數(shù)據(jù)參數(shù)，上位機通過GPS秒脈沖時間碼通訊模塊接收來自微處理器模塊的GPS秒脈沖信號整秒時間碼。
[0025]供電模塊由一臺穩(wěn)壓電源組成，為空間相機工作提供電源。
[0026]上位機控制模塊通過遙控遙測通訊模塊向微處理器模塊發(fā)送控制指令，微處理器模塊根據(jù)通訊協(xié)議解析控制指令并按照解析后的控制指令實現(xiàn)不同控制操作:微處理器模塊按照解析后的控制指令向GPS秒脈沖信號處理模塊發(fā)送GPS秒脈沖信號，GPS秒脈沖信號處理模塊對GPS秒脈沖信號進行差分處理，并將差分后的GPS秒脈沖差分信號發(fā)送至空間相機中；
[0027]微處理器模塊按照解析后的控制指令向遙控信號處理模塊發(fā)送遙控信號，并通過遙控信號處理模塊發(fā)送至空間相機中，同時微處理器模塊按照解析后的控制指令控制遙控信號處理模塊采集空間相機的遙控檢測信號并將其發(fā)送至微處理器模塊中，微處理器模塊對遙控檢測信號進行檢驗，并將遙控信號檢測結(jié)果通過遙控遙測通訊模塊發(fā)送至上位機控制模塊中，從而驗證遙控信號的正確性；
[0028]微處理器模塊按照解析后的控制指令控制遙測信號處理模塊定時依次采集空間相機的遙測信號，遙測信號處理模塊對遙測信號進行運放處理，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號發(fā)送至微處理器模塊中，上位機控制模塊通過遙控遙測通訊模塊定時從微處理器模塊中讀取遙測信號轉(zhuǎn)換結(jié)果；
[0029]微處理器模塊將其自身產(chǎn)生的GPS秒脈沖信號整秒時間碼通過GPS秒脈沖時間碼通訊模塊發(fā)送至上位機控制模塊中。
[0030]綜合星務(wù)仿真地檢盒與上位機控制模塊通過兩條RS_485串行鏈路相連，即上位機控制模塊與GPS秒脈沖時間碼通訊模塊通過一條RS_485串行鏈路相連，用于綜合星務(wù)仿真地檢盒通過GPS秒脈沖時間碼通訊模塊向上位機控制模塊發(fā)送GPS秒脈沖信號整秒時間碼，并用于上位機控制模塊中的上位機計數(shù)；上位機控制模塊與遙控遙測通訊模塊通過另一條RS_485串行鏈路相連，用于上位機控制模塊通過遙控遙測通訊模塊向綜合星務(wù)仿真地檢盒發(fā)送控制指令和用于綜合星務(wù)仿真地檢盒向上位機控制模塊返還遙控遙測數(shù)據(jù)參數(shù)，GPS秒脈沖時間碼通訊模塊和遙控遙測通訊模塊將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS_485電平，實現(xiàn)綜合星務(wù)仿真地檢盒與上位機控制模塊的RS_485通訊。
[0031 ] 本實施方式中，微處理器模塊采用FPGA芯片，F(xiàn)PGA芯片選擇Xi I inx公司的VirtexXCV300芯片，F(xiàn)PGA芯片的程序編輯器使用ISE，利用FPGA芯片中自帶的CLKDLL模塊，將clocked信號作為FPGA芯片復位信號，在FPGA芯片上電初始化后進行全局復位，F(xiàn)PGA芯片開始工作。
[0032]如圖2所示，遙控信號處理模塊的電路由光耦、電阻、二極管、三極管等組成；光耦(U10、U13)采用TOSHIBA (東芝公司)的TLP521-1型光耦，主要用于采集空間相機的遙控檢測信號；電阻R32為上拉電阻，用于提高信號驅(qū)動能力，電阻值為IOk Ω ；電阻R35和電阻R38均為限流電阻，用于防止電流過大損壞器件，電阻R35電阻值為2.8kQ，電阻R38電阻值為3kQ ;電阻R41為匹配電阻，用于去除信號反射，電阻值為500kQ ; 二極管Dl為電壓保護二極管，采用1N4148芯片，用于防止輸入信號超過30V損壞器件；三極管U16構(gòu)成OC門，采用2SC3303芯片，光耦(U13)的引腳4為高電平時，輸出低電平信號，否則為開路。
[0033]如圖3所示，遙測信號處理模塊的電路由A/D轉(zhuǎn)換芯片、電阻、二極管等組成；A/D轉(zhuǎn)換芯片(U46)采用TI公司的ADS7953芯片，主要用于定時依次采集空間相機的16路遙測信號，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號發(fā)送至微處理器模塊中，A/D轉(zhuǎn)換芯片在20MHz的工作時鐘下工作，采樣頻率可達到1MHz，為了保證遙測信號轉(zhuǎn)換結(jié)果的可靠性，對A/D轉(zhuǎn)換芯片降額使用，即在IMHz的工作時鐘下工作，同時，A/D轉(zhuǎn)換芯片與FPGA芯片串行通訊波特率為IMHz，采樣頻率為50kHz，A/D轉(zhuǎn)換芯片工作方式選擇manual模式，每次采集均需設(shè)置地址及參數(shù)，每Ims采集一次，每次采集16路遙測信號，采集一次需要340us ;二極管D13和D16均為電壓保護二極管，均采用1N4148芯片，用于防止輸入信號超過5V損壞器件；電阻R80和R83均為保護電阻，用于去除信號變化時的浪涌影響，電阻R80和R83的電阻值均為IOOkQ。
[0034]如圖4所示，GPS秒脈沖信號處理模塊的電路由RS422差分發(fā)送芯片、電阻等組成；RS422差分發(fā)送芯片(U9)采用DS26C31芯片，主要用于將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS422電平，將4路GPS秒脈沖信號進行差分處理后轉(zhuǎn)換為GPS秒脈沖差分信號發(fā)送至空間相機中；電阻R19?R22均為上拉電阻，用于提高信號驅(qū)動能力，電阻R19?R22的電阻值均為4.7kQ ；電阻R23?R30均為匹配電阻，用于去除信號反射，電阻R23?R30的電阻值均為51kQ。
[0035]如圖5所示，GPS秒脈沖時間碼通訊模塊的電路由MAX488無緣開關(guān)和電阻組成；電阻R8為上拉電阻，用于提高信號驅(qū)動能力，電阻值為4.7kΩ ;電阻R7、R9、R10、R11和R12均為匹配電阻，用于去除信號反射，電阻R7電阻值為120k Ω，電阻R9和RlO的電阻值均為200k Ω，電阻Rll和R12的電阻值均為51k Ω。
[0036]如圖6所示，遙控遙測通訊模塊的電路由MAX488無緣開關(guān)和電阻組成；電阻R14為上拉電阻，用于提高信號驅(qū)動能力，電阻值為4.7kΩ ;電阻R13、R15、R16、R17和R18均為匹配電阻，用于去除信號反射，電阻R13的電阻值為120k Ω，電阻R15和R16的電阻值均為200k Ω，電阻R17和R18電阻值均為51k Ω。
[0037]本發(fā)明的空間相機多功能綜合星務(wù)仿真地檢系統(tǒng)的具體檢測過程如下:
[0038]對空間相機多功能綜合星務(wù)仿真地檢系統(tǒng)進行上電初始化，供電模塊初始化設(shè)置，開啟上位機控制模塊中的上位機，啟動上位機中的星務(wù)仿真程序，開啟綜合星務(wù)仿真地檢盒;
[0039]上位機控制模塊通過遙控遙測通訊模塊以115200bps的波特率向微處理器模塊發(fā)送控制指令，微處理器模塊根據(jù)通訊協(xié)議解析控制指令并按照解析后的控制指令實現(xiàn)不同控制操作:
[0040]當狀態(tài)識別字節(jié)為字節(jié)I時，微處理器模塊執(zhí)行GPS秒脈沖信號選通操作，根據(jù)數(shù)據(jù)字節(jié)參數(shù)選通4路GPS秒脈沖信號；微處理器模塊默認向GPS秒脈沖信號處理模塊發(fā)送4路GPS秒脈沖信號，GPS秒脈沖信號處理模塊對GPS秒脈沖信號進行差分處理，并將差分后的GPS秒脈沖差分信號發(fā)送至空間相機中；
[0041]當狀態(tài)識別字節(jié)為字節(jié)2時，微處理器模塊執(zhí)行遙控信號生成操作，根據(jù)數(shù)據(jù)字節(jié)參數(shù)決定遙測信號通道號碼及生成的遙控信號長度，同時微處理器模塊測量遙控信號處理模塊所采集的遙控檢測信號長度，并記錄相應(yīng)的通道號碼；微處理器模塊按照解析后的控制指令以IMbps的波特率向遙控信號處理模塊發(fā)送遙控信號并通過遙控信號處理模塊發(fā)送至空間相機中，同時微處理器模塊按照解析后的控制指令控制遙控信號處理模塊采集空間相機的遙控檢測信號并將其發(fā)送至微處理器模塊中，微處理器模塊對遙控檢測信號進行檢驗，上位機控制模塊通過遙控遙測通訊模塊定時從微處理器模塊中讀取遙控信號檢測結(jié)果，從而驗證遙控信號的正確性，并將遙控信號檢測結(jié)果存儲在微處理器模塊的內(nèi)存中；
[0042]微處理器模塊按照解析后的控制指令以IMbps的波特率定時向遙測信號處理模塊發(fā)送控制信號，遙測信號處理模塊接收到控制信號后開始定時依次采集空間相機的16路遙測信號，遙測信號處理模塊對遙測信號進行運放處理，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號發(fā)送至微處理器模塊中，上位機控制模塊通過遙控遙測通訊模塊定時從微處理器模塊中讀取遙測信號轉(zhuǎn)換結(jié)果，并將遙測信號轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲在微處理器模塊的內(nèi)存中；
[0043]當狀態(tài)識別字節(jié)為字節(jié)3時，微處理器模塊按照115200bps的波特率向遙控遙測通訊模塊發(fā)送遙控信號檢測結(jié)果和遙測信號轉(zhuǎn)換結(jié)果。
[0044]微處理器模塊將其自身產(chǎn)生的GPS秒脈沖信號整秒時間碼按照115200bps的波特率發(fā)送至GPS秒脈沖時間碼通訊模塊中，并通過GPS秒脈沖時間碼通訊模塊發(fā)送至上位機控制|吳塊中。
[0045]對空間相機測試完成之后，通過星務(wù)仿真程序?qū)⒖臻g相機工作需要的各項參數(shù)數(shù)據(jù)上注至空間相機中。
[0046]通過星務(wù)仿真程序可以控制選擇使能與關(guān)閉4路GPS秒脈沖信號，例如:發(fā)送控制命令FFF0H，則使能第1、2、3路信號，關(guān)閉第4路信號；發(fā)送控制命令RF0H，則使能第1、3路信號，關(guān)閉第2、4路信號。
[0047]通過星務(wù)仿真程序可以控制發(fā)送不同長度、不同通道的遙控信號，并能實時測試發(fā)送的遙控信號的相應(yīng)參數(shù)，在星務(wù)仿真程序?qū)崟r顯示，例如:發(fā)送控制命令010064H，則輸出第I路遙控信號，信號長度為100ms，同時通過輪詢指令可以查取遙控檢測信號檢測結(jié)果為010065H，即檢測到遙控通道I產(chǎn)生信號，并且信號長度為101ms。
[0048]通過星務(wù)仿真程序可以定時輪詢遙測結(jié)果，并實時顯示在星務(wù)仿真程序界面上，例如:外加模擬遙測信號，第I路遙測信號0V，第2路遙測信號5V，第3路遙測信號2.5V，則在星務(wù)仿真程序界面上可以查看到顯示結(jié)果為0.0000V，4.9658V，2.4826V。
【權(quán)利要求】
1.空間相機多功能綜合星務(wù)仿真地檢系統(tǒng)，其特征在于，包括分別與空間相機相連的綜合星務(wù)仿真地檢盒、上位機控制模塊和供電模塊，所述綜合星務(wù)仿真地檢盒由微處理器模塊和與所述微處理器模塊相連的遙控信號處理模塊、遙測信號處理模塊、GPS秒脈沖信號處理模塊、GPS秒脈沖時間碼通訊模塊、遙控遙測通訊模塊組成，所述遙控信號處理模塊、遙測信號處理模塊和GPS秒脈沖信號處理模塊分別與空間相機相連，所述GPS秒脈沖時間碼通訊模塊和遙控遙測通訊模塊分別與上位機控制模塊相連； 所述上位機控制模塊通過遙控遙測通訊模塊向微處理器模塊發(fā)送控制指令，按照解析后的控制指令，微處理器模塊向GPS秒脈沖信號處理模塊發(fā)送GPS秒脈沖信號，GPS秒脈沖信號處理模塊對其進行差分處理并將差分后的GPS秒脈沖差分信號發(fā)送給空間相機；微處理器模塊向遙控信號處理模塊發(fā)送遙控信號并通過遙控信號處理模塊發(fā)送給空間相機，同時微處理器模塊控制遙控信號處理模塊采集空間相機的遙控檢測信號并將其發(fā)送給微處理器模塊，微處理器模塊對其進行檢驗，并將遙控信號檢測結(jié)果通過遙控遙測通訊模塊發(fā)送給上位機控制模塊，驗證遙控信號的正確性；微處理器模塊控制遙測信號處理模塊定時依次采集空間相機的遙測信號，遙測信號處理模塊對其進行運放處理，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號發(fā)送給微處理器模塊，上位機控制模塊通過遙控遙測通訊模塊定時讀取微處理器模塊中的遙測信號轉(zhuǎn)換結(jié)果；微處理器模塊將其自身產(chǎn)生的GPS秒脈沖信號整秒時間碼通過GPS秒脈沖時間碼通訊模塊發(fā)送給上位機控制模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間相機多功能綜合星務(wù)仿真地檢系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機控制模塊包括一臺分別與所述遙控遙測通訊模塊、GPS秒脈沖時間碼通訊模塊和空間相機相連的上位機，上位機中包含有星務(wù)仿真程序，上位機通過星務(wù)仿真程序與空間相機進行1553B通訊，完成數(shù)據(jù)上注，所述上位機通過遙控遙測通訊模塊向微處理器模塊發(fā)送控制指令，所述微處理器模塊通過遙控遙測通訊模塊向上位機返還遙控遙測數(shù)據(jù)參數(shù)，所述上位機通過GPS秒脈沖時間碼通訊模塊接收來自微處理器模塊的GPS秒脈沖信號整秒時間碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間相機多功能綜合星務(wù)仿真地檢系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器模塊采用Xilinx公司的.型號為VirtexXCV300的FPGA芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間相機多功能綜合星務(wù)仿真地檢系統(tǒng)，其特征在于，所述遙控信號處理模塊的電路由光耦、電阻、二極管和三極管組成；所述光耦UlO和U13均采用TOSHIBA的TLP521-1型光耦，用于采集空間相機的遙控檢測信號；電阻R32為上拉電阻，用于提高信號驅(qū)動能力，電阻值為IOkQ ;電阻R35和電阻R38均為限流電阻，用于防止電流過大損壞器件，電阻R35電阻值為2.8kQ，電阻R38電阻值為3k Ω ;電阻R41為匹配電阻，用于去除信號反射，電阻值為500kQ ;二極管Dl為電壓保護二極管，采用1N4148芯片，用于防止輸入信號超過30V損壞器件；三極管U16構(gòu)成OC門，采用2SC3303芯片，光耦U13的引腳4為高電平時，輸出低電平信號，否則為開路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間相機多功能綜合星務(wù)仿真地檢系統(tǒng)，其特征在于，所述遙測信號處理模塊的電路由A/D轉(zhuǎn)換芯片、電阻和二極管組成；所述A/D轉(zhuǎn)換芯片采用TI公司的ADS7953芯片，用于定時依次采集空間相機的16路遙測信號，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號發(fā)送至微處理器模塊中，A/D轉(zhuǎn)換芯片在20MHz的工作時鐘下工作，采樣頻率可達到1MHz，為了保證遙測信號轉(zhuǎn)換結(jié)果的可靠性，對A/D轉(zhuǎn)換芯片降額使用，即在IMHz的工作時鐘下工作，同時，A/D轉(zhuǎn)換芯片與FPGA芯片串行通訊波特率為IMHz，采樣頻率為50kHz，A/D轉(zhuǎn)換芯片工作方式選擇manual模式，每次采集均需設(shè)置地址及參數(shù)，每Ims采集一次，每次采集16路遙測信號，采集一次需要340us ;二極管D13和D16均為電壓保護二極管，均采用1N4148芯片，用于防止輸入信號超過5V損壞器件；電阻R80和R83均為保護電阻，用于去除信號變化時的浪涌影響，電阻R80和R83的電阻值均為IOOkQ。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間相機多功能綜合星務(wù)仿真地檢系統(tǒng)，其特征在于，所述GPS秒脈沖信號處理模塊的電路由RS422差分發(fā)送芯片和電阻組成；所述RS422差分發(fā)送芯片采用DS26C31芯片，用于將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS422電平，將4路GPS秒脈沖信號進行差分處理后轉(zhuǎn)換為GPS秒脈沖差分信號發(fā)送至空間相機中；電阻R19~R22均為上拉電阻，用于提高信號驅(qū)動能力，電阻R19~R22的電阻值均為4.7kΩ ;電阻R23~R30均為匹配電阻，用于去除信號反射，電阻R23~R30的電阻值均為51k Ω。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間相機多功能綜合星務(wù)仿真地檢系統(tǒng)，其特征在于，所述GPS秒脈沖時間碼通訊模塊的電路由MAX488無緣開關(guān)和電阻組成；電阻R8為上拉電阻，用于提高信號驅(qū)動能力，電阻值為4.7k Ω ;電阻R7、R9、RIO、Rll和R12均為匹配電阻，用于去除信號反射，電阻R7電阻值為120k Ω，電阻R9和RlO的電阻值均為200k Ω，電阻Rll和R12的電阻值均為51k Ω。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間相機多功能綜合星務(wù)仿真地檢系統(tǒng)，其特征在于，所述遙控遙測通訊模塊的電路由MAX488無緣開關(guān)和電阻組成；電阻R14為上拉電阻，用于提高信號驅(qū)動能力，電阻值為4.7kQ ;電阻R13、R15、R16、R17和R18均為匹配電阻，用于去除信號反射，電阻R13的電阻值為120k Ω，電阻R15和R16的電阻值均為200k Ω，電阻R17和R18電阻值均為51k Ω。.
【文檔編號】G01C25/00GK103471617SQ201310424255
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】劉海龍, 李祥之, 黃 良, 趙慶磊, 韓誠山 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所