分體式鏡頭以及分體式靜態(tài)線陣紅外地平儀的制作方法
【專利摘要】一種分體式靜態(tài)線陣紅外地平儀，包括至少一組相配合的分體式鏡頭與分體式安裝底座。分體式鏡頭中；成像光路與線陣探測器相連，線陣探測器與多路選通器相連，多路選通器分別與前置放大器以及FPGA芯片相連，前置放大器分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及FPGA芯片相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別與前置放大器以及FPGA芯片相連，F(xiàn)PGA芯片分別產(chǎn)生多路選通器、前置放大器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器的控制信號，并對傳入的數(shù)字信號進行信號處理后傳入CAN接口芯片；所述CAN接口芯片通過CAN總線接口與CAN總線相連，用于將所述FPGA芯片處理后信號通過CAN總線傳入后端數(shù)字處理部分。本發(fā)明提高了紅外地平儀的通用化程度，簡化了開發(fā)流程，節(jié)約項目成本。
【專利說明】分體式鏡頭以及分體式靜態(tài)線陣紅外地平儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空間科學(xué)儀器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種應(yīng)用于航天器的姿態(tài)測量的模塊化分體式靜態(tài)線陣紅外地平儀。
【背景技術(shù)】
[0002]自然界中任何溫度高于絕對零度(零下273.15攝氏度)的物體，都會向周圍熱輻射，紅外輻射是熱輻射的一部分，是一種與可見光相鄰的不可見光。紅外輻射的強度與光譜成分取決于物體的輻射溫度。一般的紅外探測都是利用了目標與背景之間的紅外輻射差異，獲取目標與背景信息。紅外地平儀作為一種常用的衛(wèi)星姿態(tài)敏感器，其原理是通過檢測地球和太空之間的輻射過渡部分，得到衛(wèi)星(垂地線)相對于地球當(dāng)?shù)卮咕€的姿態(tài)偏移，即滾動角偏差與俯仰角偏差。航天器的姿態(tài)控制系統(tǒng)利用紅外地平儀得到衛(wèi)星的兩軸姿態(tài)，控制航天器穩(wěn)定地飛行。
[0003]靜態(tài)線陣紅外地平儀通過電子掃描方式得到地平邊界信號，一般用多個探測器元件(紅外線陣探測器以紅外成像單元為核心，探測器是紅外地平儀鏡頭中除光學(xué)部分外的另一重要組成元件)，通過判斷多個線陣探測器跳變元組成的圓的中心位置來計算出地平圓的中心位置。從太空來看，地心即地平圓的圓心，而掌握了圓周上的三個點的坐標并得到圓內(nèi)接三角形后，即可推得圓心坐標。所以靜態(tài)線陣紅外地平儀最少需要配置3個線元。
[0004]參考圖1，現(xiàn)有靜態(tài)線陣紅外地平儀結(jié)構(gòu)框圖?，F(xiàn)有靜態(tài)線陣紅外地平儀包括多個固定式鏡頭11以及姿態(tài)信息處理電路12兩大部分，兩部分是機械固定的，電氣方面通過模擬信號線13相連接。固定式鏡頭11負責(zé)將地球的紅外輻射轉(zhuǎn)換為微弱的電壓信號陣列，結(jié)構(gòu)上包括光路與紅外探測器。姿態(tài)信息處理電路12通過多路開關(guān)121輪流收集各路鏡頭的模擬信號，通過信號處理單元122進行一系列的信號處理，最終采用數(shù)字接口單元123將衛(wèi)星的姿態(tài)(俯仰軸、滾動軸傾角)通過RS485總線14傳遞給星載計算機15。
[0005]現(xiàn)有靜態(tài)線陣紅外地平儀的不足主要有四點:
I)很難滿足軌道高度的通用性需求:紅外地平儀的鏡頭張角決定了適用衛(wèi)星的軌道高度，現(xiàn)有靜態(tài)線陣紅外地平儀的型號研發(fā)一般是為某一軌道高度范圍(如750kM到900kM)甚至特定的任務(wù)而單獨展開的，地平儀的任務(wù)通用性較差。
[0006]2)很難滿足姿態(tài)度量要求:由于一體化安裝的鏡頭角度與數(shù)量限制，現(xiàn)有靜態(tài)線陣紅外地平儀只能在航天器對地指向的情況下進行定姿，無法適應(yīng)航天器多種姿態(tài)下的測
量需求。
[0007]3)很難滿足航天器結(jié)構(gòu)設(shè)計要求:現(xiàn)有紅外地平儀安裝位置固定(一般為天底方向)，不利于衛(wèi)星總體結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化。
[0008]4)無法靈活地改變?nèi)哂嗯渲?紅外地平儀的鏡頭冗余設(shè)置根據(jù)任務(wù)對航天器的可靠度要求而變化，而不同的任務(wù)經(jīng)費與可靠度需求，決定了其對適配的紅外地平儀鏡頭數(shù)量有不同的要求，由于現(xiàn)有靜態(tài)線陣紅外地平儀一體化安裝的鏡頭角度與數(shù)量限制，鏡頭冗余配置不可調(diào)，無法實現(xiàn)冗余靈活配置。[0009]因此，需要提供一種新的靜態(tài)線陣紅外地平儀，提高紅外地平儀的通用能力以及配置靈活度，以滿足未來航天任務(wù)的多樣化需求，并避免紅外地平儀大量重復(fù)開發(fā)造成的項目時間延長、人力資源浪費、研發(fā)成本提高以及任務(wù)風(fēng)險的增加的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中靜態(tài)線陣紅外地平儀存在的問題，提供一種分體式靜態(tài)線陣紅外地平儀，通過分體式鏡頭與分體式安裝底座相配合，紅外地平儀鏡頭張角與鏡頭數(shù)量由分體式鏡頭數(shù)量和安裝底座的安裝位置以及安裝底座傾角決定，提高紅外地平儀的通用化程度。
[0011]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種分體式鏡頭，包括成像光路、線陣探測器、多路選通器、前置放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、FPGA芯片、CAN接口芯片以及CAN總線接口 ；所述成像光路與線陣探測器相連，用于獲取地球的紅外輻射信號并傳送至線陣探測器；所述線陣探測器與所述多路選通器相連，用于將接收到的紅外輻射信號轉(zhuǎn)換成多路線元模擬電壓信號；所述多路選通器分別與前置放大器以及FPGA芯片相連，用于在FPGA芯片的控制下對多路線元模擬電壓信號進行選通，選通后的信號輪流進入前置放大器；所述前置放大器分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及FPGA芯片相連，用于對接收到的模擬信號進行調(diào)整后輸出；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別與前置放大器以及FPGA芯片相連，用于將前置放大器輸出的模擬信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳入FPGA芯片中；所述FPGA芯片用于對時鐘信號進行分頻后分別產(chǎn)生多路選通器、前置放大器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器的控制信號，并對傳入的數(shù)字信號進行信號處理后傳入CAN接口芯片；所述CAN接口芯片通過CAN總線接口與CAN總線相連，用于將所述FPGA芯片處理后的數(shù)字信號通過CAN總線傳入后端數(shù)字處理部分。
[0012]進一步，所述分體式鏡頭進一步包括一積分器，所述積分器分別與所述前置放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及FPGA芯片相連，用于對前置放大器輸出的各線元模擬信號進行積分處理。
[0013]進一步，所述線陣探測器采用SLA32熱電堆探測器以輸出32線元模擬信號；所述多路選通器采用兩片16選I譯碼器ADG426依次選通SLA32的各線元，輪流輸出至所述前置放大器中。
[0014]進一步，所述FPGA芯片采用APA300芯片，CAN總線控制器以IP軟核的方式集成在APA300芯片中，APA300芯片通過CAN總線控制器將處理后的數(shù)字信號送入所述CAN接口芯片。
[0015]進一步，所述CAN接口芯片采用AN96116芯片。
[0016]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種分體式靜態(tài)線陣紅外地平儀，包括至少一組相配合的分體式鏡頭與分體式安裝底座，所述分體式鏡頭采用本發(fā)明所述的分體式鏡頭，每一所述分體式安裝底座通過底部的固定孔將一個所述分體式鏡頭安裝在衛(wèi)星外表面，所述分體式安裝底座上設(shè)有允許CAN總線通過的通孔。
[0017]進一步，所述分體式安裝底座與所述分體式鏡頭相接的一面為具有一傾角的傾斜面。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點在于:紅外地平儀鏡頭張角與鏡頭數(shù)量由分體式鏡頭數(shù)量和安裝底座的安裝位置以及安裝底座傾角決定。不同位置的安裝能夠適配不同的軌道高度與姿態(tài)測量需求，避免了對衛(wèi)星結(jié)構(gòu)設(shè)計的干擾；CAN接口芯片以及CAN總線接口的設(shè)計提高了紅外地平儀針對不同冗余要求的任務(wù)適應(yīng)性，提高了紅外地平儀的通用化程度，簡化開發(fā)流程，節(jié)約項目成本，為未來多樣化的航天任務(wù)提供了靈活可靠的通用化姿態(tài)敏感器方案。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1，現(xiàn)有靜態(tài)線陣紅外地平儀結(jié)構(gòu)框圖；
圖2，本發(fā)明所述分體式鏡頭的架構(gòu)示意圖；
圖3，本發(fā)明所述多路選通器的工作原理示意圖；
圖4，本發(fā)明所述分體式鏡頭進行信號調(diào)理原理示意圖；
圖5，本發(fā)明所述FPGA芯片的功能框圖；
圖6，本發(fā)明分體式靜態(tài)線陣紅外地平儀中分體式鏡頭結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7，本發(fā)明分體式靜態(tài)線陣紅外地平儀中分體式安裝底座結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8，本發(fā)明分體式靜態(tài)線陣紅外地平儀一組鏡頭的裝配示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的分體式鏡頭以及分體式靜態(tài)線陣紅外地平儀的【具體實施方式】做詳細說明。
[0021]首先結(jié)合圖2-5給出本發(fā)明所述分體式鏡頭的一實施方式。
[0022]參考圖2，本發(fā)明所述分體式鏡頭包括成像光路21、線陣探測器22、多路選通器23、前置放大器24、積分器25、模數(shù)轉(zhuǎn)換器26、FPGA芯片27、CAN接口芯片28以及CAN總線接口 29。
[0023]所述成像光路21與線陣探測器22相連，用于獲取地球的紅外輻射信號并傳送至線陣探測器22。所述線陣探測器22與所述多路選通器23相連，用于將接收到的紅外輻射信號轉(zhuǎn)換成多路線元模擬電壓信號。所述多路選通器23分別與前置放大器24以及FPGA芯片27相連，用于在FPGA芯片27的控制下對多路線元模擬電壓信號進行選通，選通后的信號輪流進入前置放大器24。
[0024]參考圖3，本發(fā)明所述多路選通器的工作原理示意圖。所述線陣探測器22采用SLA32熱電堆探測器，多路選通器23采用兩片16選I譯碼器ADG426。在光學(xué)系統(tǒng)方面，采用現(xiàn)有的地平儀成像光路，配合SLA32熱電堆探測器，輸出32線元模擬信號。兩片16選I譯碼器ADG426依次選通SLA32各線元，輪流輸出到前置放大器24中。
[0025]所述前置放大器24分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換器26以及FPGA芯片27相連，用于對接收到的模擬信號進行調(diào)整后輸出。所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器26分別與前置放大器24以及FPGA芯片27相連，用于將前置放大器24輸出的模擬信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳入FPGA芯片27中。優(yōu)選的，所述前置放大器24進一步通過積分器25與模數(shù)轉(zhuǎn)換器26相連，所述積分器25用于在FPGA芯片27的控制下對前置放大器24輸出的各線元模擬信號進行積分處理，以對直流電平達到最佳濾波效果。
[0026]所述FPGA芯片27用于對時鐘信號進行分頻后分別產(chǎn)生多路選通器23、前置放大器24、積分器25以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器26的控制信號，并對傳入的數(shù)字信號進行信號處理后傳入CAN接口芯片28。所述CAN接口芯片28通過CAN總線接口 29與CAN總線相連，用于將所述FPGA芯片27處理后的數(shù)字信號通過CAN總線傳入后端數(shù)字處理部分。后端數(shù)字處理部分可以是星載數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(OBDH)、姿軌控計算機或星載計算機等。
[0027]參考圖4，本發(fā)明所述分體式鏡頭進行信號調(diào)理原理示意圖。通過前置放大器24、積分器25以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器26的結(jié)合對紅外輻射信號進行信號調(diào)理，將線陣探測器22輸出的微弱模擬信號轉(zhuǎn)變成能夠輸出給FPGA芯片27的數(shù)字信號。由于紅外線陣探測器通常所處空間有限，所以在探測器上直接進行信號調(diào)理十分困難。因此在靠近探測器的位置上放置小型前置放大器，用來放大探測器的輸出信號，變換它的輸出阻抗，改善分路電容效應(yīng)以展寬探測器的頻帶，使電信號經(jīng)這些處理后能成功地傳輸?shù)狡渌嚓P(guān)部分進行信號處理。對前置放大器24的設(shè)計要求是:低噪聲，高增益，低輸出阻抗，大動態(tài)范圍，良好的線形特征和較好的抗顫噪聲能力，此外，還要仔細地屏蔽，以消除不希望有的散雜場信號。模數(shù)轉(zhuǎn)換器26采用AD7824芯片(8位ADC)。在模擬信號輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器26前，通過積分器25對各線元進行一次積分處理，以對直流電平達到最佳濾波效果；積分后的信號被送入AD7824進行模數(shù)轉(zhuǎn)換以送入FPGA芯片27。FPGA芯片27主要包括三大功能模塊:各部分的時序控制(如MUX、積分器、S/H、ADC等)、數(shù)字信號處理以及通過串行通訊將數(shù)據(jù)傳輸至姿軌控計算機或星載計算機等。其中各功能模塊并沒有明顯的界限，互連成為一個有機的整體。
[0028]所述FPGA芯片27采用APA300芯片，CAN總線控制器271以IP軟核的方式集成在APA300芯片中，APA300芯片通過CAN總線控制器將處理后的數(shù)字信號送入CAN接口芯片28，進而通過CAN總線傳入后端數(shù)字處理部分。由于紅外地平儀本身暴露于星體外部，傳統(tǒng)器件抗輻射性能差，單粒子效應(yīng)可能導(dǎo)致失效，因此采用ACTEL公司反熔絲FPGA芯片APA300作為分體式鏡頭中數(shù)字電路的核心，這樣可以大大簡化電路的設(shè)計，縮短研制周期，提高系統(tǒng)可靠性。APA300芯片使用反熔絲技術(shù)，其組合邏輯單元或時序邏輯單元可以由成行成列的金屬布線和金屬-金屬可編程通孔反熔絲ViaLink配置和互聯(lián)。ACTEL采用的是多層金屬工藝，使得其芯片編程具有100%的布通率和更高的集成度，因此APA300芯片具有非易失性和高性能等優(yōu)點。APA300芯片內(nèi)含300000個邏輯門單元，9兆字節(jié)片內(nèi)RAM。
[0029]所述CAN接口芯片28用于實現(xiàn)CAN總線控制器271與CAN總線的電氣匹配；CAN總線接口 29為機械接口，用于接插CAN總線。其中，所述CAN接口芯片28可以選用AN96116
-H-* I I
心/T O
[0030]參考圖5，本發(fā)明所述FPGA芯片的功能框圖。APA300芯片負責(zé)對時鐘信號進行分頻后分別產(chǎn)生多路開關(guān)(即多路選通器)、積分器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器等的控制信號。APA300芯片同時負責(zé)數(shù)據(jù)存儲。APA300芯片內(nèi)的電平比較模塊通過數(shù)值比較得到跳變元信息(或姿軌控計算機、星載計算機需求的其他信號)后，通過內(nèi)部的CAN總線控制器的將其信號送入CAN接口芯片28，進而通過CAN總線傳入后端數(shù)字處理部分。其中各功能模塊并沒有明顯的界限，互連成為一個有機的整體。
[0031]使用CAN總線接口 29作為分體式靜態(tài)線陣紅外地平儀中的分體式鏡頭與后端數(shù)字處理部分(如姿軌控計算機或星載計算機)的接口，適配CAN2.0B協(xié)議，其組網(wǎng)靈活度高，在航天領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，故使用CAN協(xié)議能夠大大降低系統(tǒng)的開發(fā)難度，節(jié)省了開發(fā)步驟，提高了系統(tǒng)可靠度。CAN網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點都可根據(jù)總線訪問優(yōu)先權(quán)(取決于報文標識符)采用無損結(jié)構(gòu)的逐位仲裁的方式競爭向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，且CAN協(xié)議廢除了站地址編碼，而代之以對通信數(shù)據(jù)進行編碼，這可使不同的節(jié)點同時接收到相同的數(shù)據(jù)，這些特點使得CAN總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信實時性強，并且容易構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)的靈活性。而其他總線，如RS-485，只能構(gòu)成主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，通信方式也只能以主站輪詢的方式進行，系統(tǒng)的實時性、可靠性較差。
[0032]本發(fā)明所述分體式鏡頭的工作流程為:地球的紅外輻射通過成像光路21到達線陣探測器22，線陣探測器22將接收到的紅外輻射信號轉(zhuǎn)換成32路微弱的電壓信號；多路選通器23負責(zé)在FPGA芯片27的控制下對鏡頭多路線元模擬電壓信號進行選通；選通后的信號輪流進入前置放大器24以放大信號功率、變換輸出阻抗、改善分路電容效應(yīng)以展寬線陣探測器22的頻帶；之后通過積分器25對各線元信號再進行一次積分處理，以對直流電平達到最佳濾波效果；輸出模擬信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器26數(shù)轉(zhuǎn)換后傳入FPGA芯片27中；FPGA芯片27負責(zé)進行信號處理，如計算跳變元，或者獲取姿軌控計算機或星載計算機需求的其他信號傳入CAN接口芯片28，并通過CAN總線接口 29與CAN總線傳入后端數(shù)字處理部分。
[0033]首先結(jié)合圖6-8給出本發(fā)明所述分體式靜態(tài)線陣紅外地平儀的一實施方式。
[0034]本發(fā)明所述分體式靜態(tài)線陣紅外地平儀包括至少一組相配合的分體式鏡頭與分體式安裝底座，例如一地平儀上可配置三組或更多組鏡頭與底座。所述分體式鏡頭采用本發(fā)明圖2-5對應(yīng)的實施方式所示的分體式鏡頭。每一所述分體式安裝底座通過底部的固定孔將一個所述分體式鏡頭安裝在衛(wèi)星外表面，即一個分體式安裝底座對應(yīng)安裝一個分體式鏡頭。所述分體式安裝底座上設(shè)有允許CAN總線通過的通孔。所述分體式鏡頭可選擇對地安裝，也可自由側(cè)掛安裝在星體的不同面上，不同位置的安裝能夠適配不同的軌道高度與姿態(tài)測量需求，避免了對衛(wèi)星結(jié)構(gòu)設(shè)計的干擾，同時避免對地面天線、載荷等物體對地平儀視場的干擾。利用分體式鏡頭，單端鏡頭可直接向星載計算機或者姿態(tài)計算機輸出線元陣列數(shù)字信號或其他需要的信號。
[0035]參考圖6，本發(fā)明分體式鏡頭結(jié)構(gòu)示意圖，所述分體式鏡頭60采用本發(fā)明圖2-5對應(yīng)的實施方式所示的分體式鏡頭。所述分體式鏡頭60外部構(gòu)型與現(xiàn)有典型紅外地平儀的鏡頭構(gòu)型相似，底部設(shè)有安裝孔61用于與底座裝配；但其內(nèi)部集成有成像光路21、線陣探測器22、多路選通器23、前置放大器24、積分器25、模數(shù)轉(zhuǎn)換器26、FPGA芯片27、CAN接口芯片28以及CAN總線接口 29。所述分體式鏡頭60構(gòu)成方式以及工作原理參照圖2_5及對應(yīng)描述，此處不再贅述。
[0036]參考圖7，本發(fā)明分體式安裝底座結(jié)構(gòu)示意圖，分體式安裝底座70底部設(shè)有固定孔71，用于與衛(wèi)星星體固定連接，從而將所述分體式鏡頭60安裝在衛(wèi)星外表面。所述分體式安裝底座70與所述分體式鏡頭60相接的一面為具有一傾角Θ的傾斜面72。傾斜面72上設(shè)有與所述分體式鏡頭60的安裝孔61相配合的安裝孔73，可以通過安裝孔相配合，采用螺釘將分體式鏡頭60與分體式安裝底座70固定裝配。傾斜面72上設(shè)有允許CAN總線通過的通孔74。
[0037]參考圖8，本發(fā)明分體式靜態(tài)線陣紅外地平儀一組鏡頭的裝配示意圖。分體式安裝底座70自由側(cè)掛安裝在星體的不同面上，再將分體式鏡頭60安裝到分體式安裝底座70上。根據(jù)不同的任務(wù)軌道高度、任務(wù)的定姿需求以及航天器的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求選擇不同傾角的分體式安裝底座70，以及選擇需要的鏡頭與底座數(shù)量，即可得到需要的張角。實現(xiàn)分體式靜態(tài)線陣紅外地平儀的高自由度、低成本、分體式安裝，克服了傳統(tǒng)地平儀的機械底座為鏡頭提供不可變的張角，限制了地平儀的通用化應(yīng)用的問題。[0038]本發(fā)明分體式靜態(tài)線陣紅外地平儀是靈活配置的模塊化分體式紅外地平儀?！翱伸`活配置”的表現(xiàn)在:軌道高度靈活配置:分體式鏡頭的安裝能夠適應(yīng)不同的任務(wù)軌道高度、任務(wù)的定姿需求與航天器的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。冗余靈活配置:分體式鏡頭冗余配置可調(diào)，通過增加鏡頭與底座數(shù)目O 4個)以增加系統(tǒng)的可靠性與精度，或者減少鏡頭與底座數(shù)目(至3個)以降低系統(tǒng)總功耗和成本。安裝靈活配置:能夠根據(jù)航天器結(jié)構(gòu)設(shè)計要求調(diào)整地平儀的安裝位置。
[0039]隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，航天活動的門檻會越來越低，航天器的數(shù)量會不斷增力口，且功能逐步細化。所以，生產(chǎn)商對航天器各部件的通用化要求會逐步提高。本發(fā)明分體式靜態(tài)線陣紅外地平儀的鏡頭張角與鏡頭數(shù)量由分體式鏡頭數(shù)量和相應(yīng)安裝底座的安裝位置以及安裝底座傾角決定。不同位置的安裝能夠適配不同的軌道高度與姿態(tài)測量需求，避免了對衛(wèi)星結(jié)構(gòu)設(shè)計的干擾，CAN總線的接口允許衛(wèi)星設(shè)計者自由地設(shè)計冗余方案，提高了紅外地平儀的通用化程度，為未來多樣化的航天任務(wù)提供了靈活可靠的通用化姿態(tài)敏感器方案。
[0040]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種分體式鏡頭，其特征在于，包括成像光路、線陣探測器、多路選通器、前置放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、FPGA芯片、CAN接口芯片以及CAN總線接口 ； 所述成像光路與線陣探測器相連，用于獲取地球的紅外輻射信號并傳送至線陣探測器；所述線陣探測器與所述多路選通器相連，用于將接收到的紅外輻射信號轉(zhuǎn)換成多路線元模擬電壓信號；所述多路選通器分別與前置放大器以及FPGA芯片相連，用于在FPGA芯片的控制下對多路線元模擬電壓信號進行選通，選通后的信號輪流進入前置放大器；所述前置放大器分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及FPGA芯片相連，用于對接收到的模擬信號進行調(diào)整后輸出；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別與前置放大器以及FPGA芯片相連，用于將前置放大器輸出的模擬信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳入FPGA芯片中；所述FPGA芯片用于對時鐘信號進行分頻后分別產(chǎn)生多路選通器、前置放大器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器的控制信號，并對傳入的數(shù)字信號進行信號處理后傳入CAN接口芯片；所述CAN接口芯片通過CAN總線接口與CAN總線相連，用于將所述FPGA芯片處理后的數(shù)字信號通過CAN總線傳入后端數(shù)字處理部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體式鏡頭，其特征在于，所述分體式鏡頭進一步包括一積分器，所述積分器分別與所述前置放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及FPGA芯片相連，用于對前置放大器輸出的各線元模擬信號進行積分處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體式鏡頭，其特征在于，所述線陣探測器采用SLA32熱電堆探測器以輸出32線元模擬信號；所述多路選通器采用兩片16選I譯碼器ADG426依次選通SLA32的各線元，輪流輸出至所述前置放大器中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體式鏡頭，其特征在于，所述FPGA芯片采用APA300芯片，CAN總線控制器以IP軟核的方式集成在APA300芯片中，APA300芯片通過CAN總線控制器將處理后的數(shù)字信號送入CAN接口芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體式鏡頭，其特征在于，所述CAN接口芯片采用AN96116芯片。
6.一種分體式靜態(tài)線陣紅外地平儀，其特征在于，包括至少一組相配合的分體式鏡頭與分體式安裝底座，所述分體式鏡頭采用權(quán)利要求1-5任一項所述的分體式鏡頭，每一所述分體式安裝底座通過底部的固定孔將一個所述分體式鏡頭安裝在衛(wèi)星外表面，所述分體式安裝底座上設(shè)有允許CAN總線通過的通孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分體式靜態(tài)線陣紅外地平儀，其特征在于，所述分體式安裝底座與所述分體式鏡頭相接的一面為具有一傾角的傾斜面。
【文檔編號】G01C21/24GK103983232SQ201410210680
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】劉沛龍, 陳宏宇, 陳有梅, 余舜京, 王永 申請人:上海微小衛(wèi)星工程中心