[发明专利]一种微型圆锥扫描红外地球敏感器测量信息处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微型圆锥扫描红外地球敏感器测量信息处理方法，属于红外地球敏感器测量信息处理领域。

背景技术

圆锥扫描红外地球敏感器是一种以地球为观测对象的光学姿态敏感器，主要用于卫星、飞船等航天器在轨飞行时的姿态测量任务。圆锥扫描红外地球敏感器上安装有扫描装置，视线和扫描轴有一个夹角，视线在电机驱动下绕扫描轴旋转时形成一个圆锥面对地平圈进行扫描，在一次扫描中两次扫过地平圈，从宇宙冷空间扫过与地球边界时产生前沿脉冲，从地球扫出至与冷空间的边界时产生后沿脉冲，视线扫过敏感器自身基准点时产生基准脉冲。扫描装置含内有角度传感器，当旋转一圈时产生与角度传感器分辨率相关的时钟信号。每扫描一圈可以确定地平圈上的两个点，经过对时钟计数，得到前沿脉冲与后沿脉冲之间的角宽度(弦宽数据)和前沿脉冲与基准脉冲之间的角宽度(地入角数据)。

传统的圆锥扫描红外地球敏感器测量信息处理方法，均以单片机系统及其处理软件为核心，辅以外围模拟和数字电路，在红外地球敏感器整机电路中占有很大的比重，体积较大，不利于整机的小型化设计。其实现方法为：输入输出口采用查询方式，判断前沿脉冲、后沿脉冲和基准脉冲的电平，确定在扫描一圈的测量周期中上述三个脉冲是否存在，再结合中断和计数器，获得弦宽数据和地入角数据。由于圆锥扫描红外地球敏感器在工作过程中可能扫描到太阳，生成近似于扫描到地球时的出现前沿脉冲和后沿脉冲；也有可能扫描到月亮，生成前沿脉冲。抑制日月杂光干扰尤其重要。单片机系统采用顺序执行的方法，资源受限，只能通过判断1个测量周期内是否有多个前/后沿脉冲，提供是否“见太阳”或“见月亮”的状态信息，但测量数据被干扰，无法供卫星控制系统使用，如果长期受日月干扰，则会影响卫星工作。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种微型圆锥扫描红外地球敏感器测量信息处理方法，有利于小型化设计、具备杂光干扰抑制能力、用于微型圆锥扫描红外地球敏感器测量信息处理。

本发明的技术解决方案是：一种微型圆锥扫描红外地球敏感器测量信息处理方法，其特征在于步骤如下：

(1)定义红外地球敏感器从宇宙冷空间扫过地球边界时产生前沿脉冲，从地球扫出至冷空间的边界时产生后沿脉冲，红外地球敏感器的视线扫过敏感器自身基准点时产生基准脉冲，红外地球敏感器的扫描装置包括角度传感器，当红外地球敏感器旋转一圈时产生与角度传感器分辨率相关的时钟信号；

(2)首先对步骤(1)的前沿脉冲、后沿脉冲和基准脉冲进行脉宽滤波，滤掉脉冲宽度小于2ms的信号，形成脉宽滤波后的前沿脉冲、脉宽滤波后的后沿脉冲和脉宽滤波后的基准脉冲，抑制外界产生的高频干扰；

(3)步骤(2)的脉宽滤波后的前沿脉冲和脉宽滤波后的后沿脉冲产生一个计数门控信号，即弦宽信号，步骤(2)的脉宽滤波后的前沿脉冲的上升沿时刻，该弦宽信号为高，步骤(2)的脉宽滤波后的后沿脉冲的上升沿时刻，该弦宽信号为低；步骤(2)的脉宽滤波后的前沿脉冲的上升沿时刻开始对弦宽信号中的时钟信号进行计数，直至步骤(2)的脉宽滤波后的后沿脉冲的上升沿时刻结束计数，产生弦宽数据，在结束计数时判断该弦宽数据的角度若小于8.5°，则从弦宽数据中去掉该角度，得到去除了太阳干扰的弦宽数据；

(4)步骤(2)的脉宽滤波后的前沿脉冲和脉宽滤波后的基准脉冲产生另一个计数门控信号，即地入角信号，步骤(2)的脉宽滤波后的前沿脉冲的上升沿时刻，该地入角信号为高，步骤(2)的脉宽滤波后的基准脉冲的上升沿时刻，该地入角信号为低；从步骤(2)的脉宽滤波后的前沿脉冲的上升沿时刻开始对地入角信号中的时钟信号进行计数，直至步骤(2)的脉宽滤波后的基准脉冲的上升沿时刻结束计数，产生地入角数据；当步骤(2)的脉宽滤波后的后沿脉冲的上升沿时刻，计数门控信号为高，则从步骤(2)的脉宽滤波后的后沿脉冲的上升沿时刻起，禁止步骤(2)的脉宽滤波后的前沿脉冲的上升沿时刻重新开始对地入角信号中的时钟信号进行计数，直至计数门控信号为低；

(5)对步骤(2)的脉宽滤波后的前沿脉冲和后沿脉冲的脉冲个数分别计数，得到脉宽滤波后的前沿脉冲数量和后沿脉冲的脉冲数量；