一种空天遥感仪器成像时间获取及对应方法技术

本发明专利技术涉及一种空天遥感仪器成像时间获取及对应方法，在该方法中，探测头部软件在曝光开始时刻向主控软件发送对时请求脉冲，主控软件记录接收对时请求脉冲时刻的系统时间码，该时间称为对时时间码，主控软件采取先入先出原则，保存最近n次的对时时间码，并将该组对时时间码通过下一周期的命令帧发送给探测头部软件，探测头部软件在有遥感数据下行时，将最近n次的对时时间码、成像命令、参数、遥感数据一同打包、下传。该成像时间获取及对应方法产生的时间误差由晶振准确度参数决定，软件不产生误差，因此在晶振准确度参数优于对时时间误差要求条件下，该方法即可高精度获取成像时刻并后期辅助数据对应。并后期辅助数据对应。并后期辅助数据对应。

【技术实现步骤摘要】
一种空天遥感仪器成像时间获取及对应方法


[0001]本专利技术涉及软件对时方法
，特别是涉及一种空天遥感仪器成像时间获取及对应方法。

技术介绍

[0002]航天航空领域遥感仪器在执行对大气等目标的探测任务时必须记录每幅图像开始曝光时刻的时间，以供数据反演。一般情况，该时间由2个或者以上的软件配置项配合完成，因此，该时间称为对时时间。遥感仪器往往要求对时时间误差较小，如对大气探测的遥感仪器在轨对时时间误差为
±
100μs，目前相关
并未公开相关硬件设计的一般原则和软件对时方法相结合的方案以满足对时时间误差的要求。
[0003]下面以2个软件配置项实现航天遥感仪器对大气探测为例，阐述对时方法和硬件设计的一般原则以满足对时时间误差要求。软件系统由主控软件和探测头部软件组成，主控软件进行时间码维护，其误差即系统时间码误差，由主控软件晶振的准确度参数决定，以该指标为50ppm为例，此部分误差为
±
50μs。探测头部软件通过获取主控软件的系统时间码进行自守时以实现时间码维护(该时间码称为自守时时间码)，若用探测头部软件自守时时间码记录曝光时刻的时间，则曝光时刻的时间误差即为探测头部软件自守时时间码误差，该误差包含主控软件系统时间码误差以及探测头部软件自守时时间码误差，存在误差叠加现象，难以控制曝光时刻时间的误差，且软件系统实现复杂。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中航天遥感仪器成像时间获取与对应方法存在误差叠加，难以控制曝光时刻时间的误差，软件系统实现复杂，难以满足遥感数据反演要求的问题，本专利技术提供一种空天遥感仪器成像时间获取及对应方法，该对时方法产生的对时误差由晶振准确度参数决定，软件不产生误差，减小了软件系统复杂度，同时具有对时方法简单、可靠、精度高、实时性好、无总线传输误差等优点。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案具体如下：
[0006]一种空天遥感仪器成像时间获取及对应方法，包括以下步骤：
[0007]步骤一：主控软件接收星务计算机发送的成像命令、参数、对时脉冲以及UTC时间，并根据对时脉冲以及UTC时间进行系统时间码维护，当满足成像条件时，主控软件通过命令帧将成像命令、参数发送给探测头部软件；
[0008]步骤二：探测头部软件接收到成像命令以及参数后控制探测器曝光，同时在探测器曝光开始时刻探测头部软件发送对时请求脉冲给主控软件，所述对时请求脉冲下降沿有效，低电平持续时间为1ms，并且对时请求脉冲周期与成像帧周期一致；
[0009]步骤三：主控软件检测到对时请求脉冲下降沿时，记录此时刻的系统时间码，该时间称为对时时间码，主控软件采取先入先出原则，开辟的FIFO深度为n，以保存最近n次的对时时间码，并将该组对时时间码通过下一周期的命令帧发送给探测头部软件；
[0010]步骤四：探测头部软件在有遥感数据下行时，将最近n次的对时时间码、成像命令、参数、遥感数据一同打包、下传。
[0011]本专利技术具有以下的有益效果：
[0012]本专利技术所提出的一种空天遥感仪器成像时间获取及对应方法，通过在探测头部软件控制探测器开始成像曝光时，发送给主控软件对时脉冲信号即对时请求脉冲，主控软件检测到对时请求脉冲由高电平变为低电平时记录当前系统时间码(该时间码称为对时时间码)，并通过下一个命令帧将对时时间码发送给探测头部软件，探测头部软件在有遥感数据下行时，将对时时间码、成像命令、参数、遥感数据一同打包、下传，供数据反演及后处理。该方法消除了探测头部软件维护时间码带来的误差，对时时间码误差只来源于主控软件系统时间码误差即为晶振的准确度参数(
±
50μs)。因此，本专利技术所提出的一种空天遥感仪器成像时间获取及对应方法使成像时间获取与对应(对时时间)的时间误差降低为主控软件晶振准确度参数，在晶振准确度参数优于
±
100μs条件下，该方法即可满足遥感数据反演要求。
附图说明
[0013]图1为本专利技术其中一个实施例所述的空天遥感仪器成像时间获取及对应方法的信息流示意图；
[0014]图2为本专利技术中的对时请求脉冲波形示意图。
具体实施方式
[0015]下面将结合附图及较佳实施例对本专利技术的技术方案进行详细描述。
[0016]在其中一个实施例中，本实施例提供一种空天遥感仪器成像时间获取及对应方法，该方法具体包括以下步骤：
[0017]步骤一：主控软件接收星务计算机通过RS422通讯发送的成像命令、参数、UTC时间(周期为1秒)以及通过硬件信号发送的对时脉冲(周期为1秒，下降沿有效，低电平持续时间为1ms)，并根据对时脉冲以及UTC时间进行系统时间码维护。主控软件与探测头部软件之间采用RS422通讯，主控软件按照固定周期发命令帧给探测头部软件。当满足成像条件时，主控软件通过命令帧将成像命令、参数发送给探测头部软件，信息流方向及内容如图1所示。
[0018]主控软件负责维护系统时间码以及成像命令、参数控制功能，通过图1可知主控软件1秒与星务计算机对时一次，主控软件时间维护误差为主控软件1秒内的守时误差，该误差由主控软件的晶振的准确度参数决定，以该指标为50ppm为例，此部分误差为
±
50μs。
[0019]步骤二：探测头部软件接收到成像命令、参数后，探测头部软件控制探测器曝光，同时在探测器曝光开始时刻，探测头部软件发送对时请求脉冲给主控软件，探测头部软件发送的对时请求脉冲下降沿有效，低电平持续时间为1ms，并且对时请求脉冲周期与成像帧周期一致，对时请求脉冲波形如图2所示，在图2中，探测头部软件发送的对时请求脉冲分别为P1、P2、
…
、P
N
，其中N为成像帧数，相邻两个对时请求脉冲下降沿之间的时间为图像帧周期。
[0020]步骤二会产生信号延时误差，如图2中的t1时间，该时间为从探测头部软件代码置低电平到硬件对时脉冲管脚变为低电平的时间，该时间为ns量级，具体值由硬件决定，相比
主控软件时间维护误差，该误差可忽略不计。
[0021]步骤三：主控软件检测到对时请求脉冲下降沿时，记录此时刻的系统时间码(格式为：4字节秒值，2字节毫秒值，2字节微秒值)，该时间称为对时时间码，主控软件采取先入先出原则，开辟的FIFO深度为n(例如FIFO深度为3即n＝3，或者其他根据需求设计的深度)以保存最近n次(例如最近3次)的对时时间码，最近的n次对时时间码组成一组时间码，主控软件将该组时间码通过下一周期的命令帧发送给探测头部软件。
[0022]步骤三会产生对时脉冲采样延时误差，如图2中的t2时间，该时间为从探测头部软件将硬件对时脉冲管脚设置为低电平到主控软件采样识别的时间，该时间由晶振频率决定，以主控晶振时钟30MHz为例，该时间约为0.07μs。
[0023]步骤四：探测头部软件在有遥感数据下行时，将最近n次的对时时间码、成像命令、参数以及遥感数据一同打包，并通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空天遥感仪器成像时间获取及对应方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：主控软件接收星务计算机发送的成像命令、参数、对时脉冲以及UTC时间，并根据对时脉冲以及UTC时间进行系统时间码维护，当满足成像条件时，主控软件通过命令帧将成像命令、参数发送给探测头部软件；步骤二：探测头部软件接收到成像命令以及参数后控制探测器曝光，同时在探测器曝光开始时刻探测头部软件发送对时请求脉冲给主控软件，所述对时请求脉冲下降沿有效，低电平持续时间为1ms，并且对时请求脉冲周期与成像帧周期一致；步骤三：主控软件检测到对时请求脉冲下降沿时，记录...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪龙祺，邵英秋，李博，林冠宇，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：