【技术实现步骤摘要】
一种高重复率卫星激光测距实时控制系统
[0001]本专利技术涉及卫星激光测距
，具体涉及一种高重复率卫星激光测距实时控制系统。
技术介绍
[0002]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。
[0003]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...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
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...
【专利技术属性】
技术研发人员：高健，安宁，宋清丽，温冠宇，董雪，韩兴伟，范存波，
申请(专利权)人：中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站，
类型：发明
国别省市：
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