一种星敏感器时间同步信号校时方法和逻辑电路技术

本发明专利技术公开了一种星敏感器时间同步信号校时方法和逻辑电路，以ETR信号为基准，周期性地产生ITR信号，确保内外时间基准的一致性。在ETR信号丢失的情况下，保持ITR信号高精度地持续输出。当重新收到ETR信号时，立即与其校时。根据星敏感器的不同需求，提供同步或异步的ITR信号。

【技术实现步骤摘要】
一种星敏感器时间同步信号校时方法和逻辑电路
本专利技术涉及信号校时领域，尤其涉及一种星敏感器时间同步信号校时方法和逻辑电路。
技术介绍
星敏感器是目前卫星配备的精度最高的姿态敏感器，是一种需对星空成像的光学敏感装置。通过驱动探测器成像，提取、辨识星点，解算自身姿态信息。以内部时间基准(InternalTimeReference，ITR)信号为曝光起点，一帧帧连续曝光，计算星点质心及对应曝光中点时刻。依据时间和姿态信息，可得到星敏感器的角速度，进而预测星敏感器在下一帧周期的光轴指向，指导下一帧的图像采集和信息处理。为保证星载计算机时间与星敏感器自身时间一致，通过外部时间基准(ExternalTimeReference，ETR)信号，周期性地为星敏感器校时，以确保ETR信号与ITR的信号一致性。目前，随着星敏感器应用领域的不断扩大，对其时间同步信号的精度要求也日益提高，但是现有的校时方法存在许多不足，严重影响了星敏感器的精度。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术提出一种星敏感器时间同步信号校时方法，包括如下。判断步骤，判断外部时间基准ETR信号是否为有效信号，若判断结果为是，以有效的ETR信号为时间基准，计算内部时间基准ITR信号的计时周期。校时步骤，以有效的ETR信号为计时起点，开始计时产生一组ITR信号，在最后一个ITR信号计时完成时，判断下一个有效的ETR信号是否到来，若判断结果为是，以到来的ETR信号为基准开始下一组ITR信号的计时；若判断结果为否，保持当前计时，重新计数产生下一组ITR信号。同步步骤，若ETR信号丢失，以最后一次校时为基准，保持产生ITR信号，直至ETR信号再次到来，再立即与其校时。判断外部时间基准ETR信号是否为有效信号包括：以ETR信号下降沿为校时基准点，当ETR信号持续1μs以上保持低电平时，判断所述ETR信号为有效的ETR信号。其中，一组ITR信号为10个周期为100ms的ITR信号，最后一个ITR信号周期为100ms±1ms。在判断步骤之前还包括信号产生，在星敏感器上电初始时刻，等待1.3s，若有效的ETR信号在此期间到来，则立即与其校时，产生ITR信号；否则，1.3s后，自主产生ITR信号。ETR信号的频率为1Hz、5Hz或10Hz，星敏感器为单头或多头，当为单头时输出的ITR信号相同；当为多头时，若处于同步驱动状态，输出的ITR信号相同，若处于异步驱动状态，依据上位机提供的状态信息，向不同头部输出相应周期的ITR信号。此外，本专利技术还提出一种星敏感器时间同步信号校时逻辑电路，包括如下。判断模块，用于判断外部时间基准ETR信号是否为有效信号，若判断结果为是，以有效的ETR信号为时间基准，计算内部时间基准ITR信号的计时周期。校时模块，用于以有效的ETR信号为计时起点，开始计时产生一组ITR信号，在最后一个ITR信号计时完成时，判断下一个有效的ETR信号是否到来，若判断结果为是，以到来的ETR信号为基准开始下一组ITR信号的计时；若判断结果为否，保持当前计时，重新计数产生下一组ITR信号。同步模块，用于若ETR信号丢失，以最后一次校时为基准，保持产生ITR信号，直至ETR信号再次到来，再立即与其校时。判断子单元，用于以ETR信号下降沿为校时基准点，当ETR信号持续1μs以上保持低电平时，判断所述ETR信号为有效的ETR信号；其中一组ITR信号为10个周期为100ms的ITR信号，最后一个ITR信号周期为100ms±1ms。信号产生模块，用于在星敏感器上电初始时刻，等待1.3s，若有效的ETR信号在此期间到来，则立即与其校时，产生ITR信号；否则，1.3s后，自主产生ITR信号。所述ETR信号的频率为1Hz、5Hz或10Hz。星敏感器为单头或多头，当为单头时输出输出的ITR信号相同；当为多头时，若处于同步驱动状态，输出的ITR信号相同，若处于异步驱动状态，依据上位机提供的状态信息，向不同头部输出相应周期的ITR信号。本专利技术采用的方法，与现有技术相比，其优点和有益效果是：a)稳定可靠。可应对ETR的丢失、抖动、毛刺等问题，抵抗外部环境干扰，保障星敏感器内部时间稳定。b)实时校时，并适应多种频率ETR。在ETR丢失并重新到来时，立即重新校时，保持与外部时间基准一致，可适应多种ETR频率。c)自主产生高精度ITR。d)满足同步或异步驱动需求。依据上位机提供的各个头部状态，可为不同头部提供不同周期的ITR信号，实现异步驱动。附图说明以下将结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1为ETR校时示意图。图2为ITR模块状态机。图3为星敏感器时间同步信号校时逻辑电路的组成示意图。具体实施方式以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本专利技术做进一步阐述。首先，判断外部时间基准ETR信号是否为有效信号，若判断结果为是，以有效的ETR信号为时间基准，计算内部时间基准ITR信号的计时周期。ETR校时是完全独立的硬件时间同步逻辑电路，校时策略见图1。以ETR下降沿为校时基准点，当ETR持续1μs以上保持低电平时，认为检测到有效的ETR信号。此时，若ETR受外部环境干扰产生抖动或毛刺，其低电平无法维持1μs，则检测为无效信号。以有效的ETR为计时起点，开始计时产生ITR信号。以有效的ETR信号为计时起点，开始计时产生一组ITR信号，在最后一个ITR信号计时完成时，判断下一个有效的ETR信号是否到来，若判断结果为是，以到来的ETR信号为基准开始下一组ITR信号的计时；若判断结果为否，保持当前计时，重新计数产生下一组ITR信号；若ETR信号丢失，以最后一次校时为基准，保持产生ITR信号，直至ETR信号再次到来，再立即与其校时。如图2所示的状态机介绍了校时并自主产生ITR的过程。该模块生成内部时钟基准ITR，在外部时钟基准ETR有效的情况下，实现ITR与ETR的校时。上电后，ITR模块进入IDLE状态，继而转入计时器初始化状态，配置各个计时器初值。配置完成后进入等待检测ETR状态，等待1.3s。若等待期间ETR信号有效，则立即校时生成ITR；若1.3s内未等到ETR有效信号，则内部生成ITR，同样进入ITR_GEN_LOW状态。该状态下产生ITR低电平，期间若检测到ETR有效信号，则转入WAIT_FOR_100MS状态与ETR校时，等待100ms后再生成ITR。若未检测到ETR有效信号，则持续50ms低电平后，转入初始化计数器状态，初始化ITR计数器。该状态下若ETR有效，则同上转入WAIT_FOR_100MS，否则转入ITR_GEN_HIGH生成49msITR高电平。该状态下若ITR有效，则转去等待100ms，否则持续49ms高电平后进入CHK_ITR_CNT状态。该状态下判断是否已生成10个ITR有效信号，若是，则已生成近1s的ITR信号，转入WAIT_TIME_SLOT，准备检测ETR信号；若否，则转入WAIT_1MS状态，继续生成ITR信号；期间若检测到ETR，则转去等待100ms。WAIT_1MS状态下，继续补足1ms高电平ITR信号，若检测到ETR，则转去WAIT_FOR_100MS；否则，完成后转入ITR_CNT_ADD，累计ITR计数值。WAIT_TIME_本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种星敏感器时间同步信号校时方法，其特征在于，包括如下步骤：判断步骤，判断外部时间基准ETR信号是否为有效信号，若判断结果为是，以有效的ETR信号为时间基准，计算内部时间基准ITR信号的计时周期；校时步骤，以有效的ETR信号为计时起点，开始计时产生一组ITR信号，在最后一个ITR信号计时完成时，判断下一个有效的ETR信号是否到来，若判断结果为是，以到来的ETR信号为基准开始下一组ITR信号的计时；若判断结果为否，保持当前计时，重新计数产生下一组ITR信号；同步步骤，若ETR信号丢失，以最后一次校时为基准，保持产生ITR信号，直至ETR信号再次到来，再立即与其校时。

【技术特征摘要】
1.一种星敏感器时间同步信号校时方法，其特征在于，包括如下步骤：判断步骤，判断外部时间基准ETR信号是否为有效信号，若判断结果为是，以有效的ETR信号为时间基准，计算内部时间基准ITR信号的计时周期；校时步骤，以有效的ETR信号为计时起点，开始计时产生一组ITR信号，在最后一个ITR信号计时完成时，判断下一个有效的ETR信号是否到来，若判断结果为是，以到来的ETR信号为基准开始下一组ITR信号的计时；若判断结果为否，保持当前计时，重新计数产生下一组ITR信号；同步步骤，若ETR信号丢失，以最后一次校时为基准，保持产生ITR信号，直至ETR信号再次到来，再立即与其校时。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断外部时间基准ETR信号是否为有效信号包括：以ETR信号下降沿为校时基准点，当ETR信号持续1μs以上保持低电平时，判断所述ETR信号为有效的ETR信号。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述判断步骤之前还包括信号产生步骤：在所述星敏感器上电初始时刻，等待1.3s，若有效的ETR信号在此期间到来，则立即与其校时，产生ITR信号；否则，1.3s后，自主产生ITR信号。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，ETR信号的频率为1Hz、5Hz或10Hz，所述一组ITR信号为10个周期为100ms的ITR信号，最后一个ITR信号周期为100ms±1ms。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述星敏感器为单头或多头，当为单头时输出的ITR信号相同；当为多头时，若处于同步驱动状态，输出的ITR信号相同，若处于异步驱动状态，依据上位机提供的状态信息，向不同头部输出相应周期的ITR信号。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：余路伟，周琦，毛晓楠，任平川，杨宵，刘轩，叶宋杭，高原，练达，
申请(专利权)人：上海航天控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31