[发明专利]大视场空间相机行周期实时调整系统和方法

摘要

大视场空间相机行周期实时调整系统和方法，涉及大视场空间相机行周期实时调整方法基于地球椭球模型并考虑大视场空间相机不同视场位置的像移速度差异，解决了现有方法存在的仅适用于小视场空间相机、未考虑地球扁率、与真实情况不符及难以保证实时性等问题。大视场空间相机行周期实时调整系统由卫星总线接口、嵌入式处理器、温补晶振、FPGA和电平转换芯片组成，通过FPGA完成多路行周期信号的产生和输出使能控制，和传统方法相比，能够有效地减少大视场空间相机控制器的体积、功耗和嵌入式处理器的机时占用。

主权项

大视场空间相机行周期实时调整系统，该系统包括卫星总线接口（10）、嵌入式处理器（20）、FPGA（40）、温补晶振（30）和电平转换芯片（50）；其特征是，星务主机通过卫星总线接口（10）发送数据或成像单元的开关机指令至嵌入式处理器（20），嵌入式处理器（20）用于接收从卫星总线接口（10）传送的数据或成像单元的开关机指令；根据接收数据中的卫星的当前位置、速度和时间数据，以及各成像单元有效像元中心位置对应的半视场角，实时计算各个成像单元对应的行周期码值；并将收到成像单元的开关机指令和行周期码值传送至FPGA（40）；所述温补晶振（30）用于产生稳定的时钟信号，同时将时钟信号传送至FPGA（40），所述FPGA（40）根据接收嵌入式处理器（20）传送的各成像单元的行周期码值和温补晶振（30）传送的时钟信号，产生与行周期码值对应的多路行周期信号，并根据接收的成像单元的开机指令向电平转换芯片（50）输出多路行周期信号，当FPGA（40）重新上电或接收成像单元的关机指令后，停止向电平转换芯片（50）输出行周期信号，输出低电平；所述电平转换芯片（50）将FPGA（40）产生的多路行周期信号由TTL电平转换为传输的差分电平传送至成像单元；所述FPGA（40）包括串行通信模块（41）、周期信号发生模块（43）、输出锁存模块（44）和状态控制模块（42）；所述串行通信模块（41）用于与嵌入式处理器（20）进行异步串行通信，从串行总线的接收端接收数据，经串并转换后存入接收寄存器；将发送寄存器的内容转换成串行数据发送到串行总线的发送端；状态控制模块（42）在有限状态机的作用下，当从串行通信模块（41）收到的是行周期码值时，将所述行周期码值存入周期信号发生模块（43）中行周期计数器的最大计数值寄存器中；当收到的是成像单元开机指令时，将输出锁存控制模块中的成像单元状态寄存器设置为1，当收到的为成像单元关机指令时，将成像单元状态寄存器设置为0，并控制串行通信模块（41）发送应答数据帧；周期信号发生模块（43）完成多路行周期信号的产生；行周期计数器以温补晶振（30）输出的时钟信号为计数时钟源，上电或复位时，行周期计数器从0开始计数，当计数到行周期计数器最大计数值时，对行周期计数器清零；行周 期信号为脉冲信号；输出锁存模块（44）在晶振时钟的上升沿，当成像单元状态寄存器的值为1时，将各个行周期计数器的输出的行周期信号送至电平转换芯片（50）；当成像单元状态寄存器的值为0时，将低电平信号送至电平转换芯片（50）。