[发明专利]卫星频率测量系统及方法

说明书

本发明提供了一种卫星频率测量系统及方法，包括：确定采样范围时间；一个采样周期开始，捕捉被测频率信号的每一次跳变；将采样周期开始后被测频率信号的第一次跳变，记为第一边界时间点；第一边界时间点后开始以高频采样频率进行计数，并开始对采样范围时间进行倒计时；将采样范围时间倒计时结束后被测频率信号的第一次跳变，记为第二边界时间点；第二边界时间点后停止计数，得到计数值，将第一边界时间点与第二边界时间点之间的被测频率信号的跳变次数记为跳变值；根据计数值和跳变值计算被测频率信号的频率值；一个采样周期结束。

技术领域

本发明涉及卫星控制技术领域，特别涉及一种卫星自适应的高精度频率测量系统及方法。

背景技术

本卫星在轨运行时，需要根据需求对姿态按需求进行控制，在进行姿态控制时，需用闭环控制，在闭环控制时，需要姿态进行测量，作为控制的的输入，经姿控计算机处理后，送执行部件进行执行。有些敏感器或执行部件的接口为保障测量精度，采用频率接口，如国产液浮陀螺、引进的力矩动量轮等单机，因此，对频率测量的进度直接决定着卫星的控制精度的和稳定度，影响载荷任务的成败。如图1所示，需要测量的频率信号大多情况下是一个不规则的方波。现有技术采用固定时间窗口计数法，即采用定时器在固定的是时间t内对被测频率F的个数进行计数，计数值为n，则频率的测量结果f＝n/t，如图2所示。现有技术的优势是测量方法简单，对频率高测量有效，但不适用于频率低的测量情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卫星频率测量系统及方法，以解决现有的频率采集及测量方法不适用于低频率信号测量的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种卫星频率测量方法，包括：

确定采样范围时间；

一个采样周期开始，捕捉被测频率信号的每一次跳变；

将采样周期开始后被测频率信号的第一次跳变，记为第一边界时间点；

第一边界时间点后开始以高频采样频率进行计数，并开始对采样范围时间进行倒计时；

将采样范围时间倒计时结束后被测频率信号的第一次跳变，记为第二边界时间点；

第二边界时间点后停止计数，得到计数值，将第一边界时间点与第二边界时间点之间的被测频率信号的跳变次数记为跳变值；

根据计数值和跳变值计算被测频率信号的频率值；

一个采样周期结束。

可选的，在所述的卫星频率测量方法中，所述被测频率信号跳变包括被测频率信号的上升沿和/或下降沿。

可选的，在所述的卫星频率测量方法中，

f＝n/t＝n/(N/F)＝F×n/N；

其中，f为被测频率信号的频率值；t为第二边界时间点与第一边界时间点的差值；n为跳变值；F为高频采样频率；N为计数值。

可选的，在所述的卫星频率测量方法中，

△f＝(F×n/(N±1)/t)/(F×n/N)-1＝(±1)/N

其中，△f为被测频率信号的频率值的误差。

可选的，在所述的卫星频率测量方法中，所述高频采样频率为8MHz～24MHz。

可选的，在所述的卫星频率测量方法中，所述采样范围时间为10毫秒～100毫秒。

可选的，在所述的卫星频率测量方法中，所述被测频率信号的频率值为10Hz～10KHz。

本发明还提供一种卫星频率测量系统，包括：

第一寄存器，被配置为存储采样范围时间，以及