文献类型：专利

专利类型：发明专利

是否失效：否

是否授权：否

申 请 号：CN202110930527.4

申 请 日：20210813

发 明 人：高健 安宁 宋清丽 温冠宇 董雪 韩兴伟 范存波

申 请 人：中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站

申请人地址：130033 吉林省长春市净月潭西山

公 开 日：20211116

公 开 号：CN113655509A

代 理 人：刘慧宇

代理机构：11633 北京中理通专利代理事务所(普通合伙)

语　　种：中文

摘　　要：一种高重复率卫星激光测距实时控制系统，涉及卫星激光测距技术领域。本发明采用工业级硬件与嵌入式软件结合的方式，包括CompactRIO控制器、数字I/O扩展模块和GPS时间频率接收机；CompactRIO控制器一体化集成实时处理器单元与可重配置FPGA单元，提升了测距控制系统的集成度与可靠性；外部I/O采用模块化扩展方式，各功能扩展模块I/O直接与可重配置FPGA单元连接，具备极低的信号延迟。本发明利用TSN时间敏感网络，直接通过PTP精确时间协议实现GPS时间频率接收机向CompactRIO控制器的高精度网络授时，为测距控制的高度自动化提供了可靠的标准化时间同步方案。本发明在嵌入式实时操作系统中完成测距控制中的实时性敏感操作，实现了高重复率测距控制的高实时性、高确定性与高可靠性。

主 权 项：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�

关 键 词：测距 控制器  接收机  激光测距  可重配置 时间频率  高重复  嵌入式实时操作系统 测距控制系统  功能扩展模块  实时控制系统  模块化扩展  嵌入式软件  实时处理器  一体化集成  高可靠性  高实时性  扩展模块  敏感操作  时间敏感  时间同步  时间协议  网络授时 信号延迟  数字I/O 卫星  工业级  集成度  实时性 确定性  标准化  自动化  外部  网络

IPC专利分类号：G01S19/42(20100101);G01S19/02(20100101);G01S19/07(20100101)