技術(shù)特征：

1.一種星載時(shí)鐘冗余系統(tǒng)，用于為航天控制系統(tǒng)提供系統(tǒng)時(shí)鐘，所述航天控制系統(tǒng)包括慣性測量單元和飛行控制計(jì)算機(jī)，且所述飛行控制計(jì)算機(jī)的CPU自帶有兩個(gè)定時(shí)器，分別為第一定時(shí)器和第二定時(shí)器；其特征在于：

所述星載時(shí)鐘冗余系統(tǒng)包括主時(shí)鐘單元、備用時(shí)鐘單元、第三方時(shí)鐘單元和時(shí)鐘冗余控制單元，其中：主時(shí)鐘單元利用慣性測量單元的慣導(dǎo)時(shí)鐘為CPU提供外部定時(shí)中斷；備用時(shí)鐘單元采用第一定時(shí)器為CPU提供內(nèi)部定時(shí)中斷，且設(shè)置第一定時(shí)器的周期T_backup＝T+ΔT_th，T為慣導(dǎo)時(shí)鐘周期，ΔT_th為設(shè)定的時(shí)鐘誤差門限；第三方時(shí)鐘單元利用第二定時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)，且第二定時(shí)器的周期T_third滿足條件：T_third>T+ΔT_th；時(shí)鐘冗余控制單元包括主時(shí)鐘誤觸發(fā)檢測模塊、主時(shí)鐘失效檢測模塊和時(shí)鐘切換模塊；

在CPU產(chǎn)生外部定時(shí)中斷時(shí)，啟用主時(shí)鐘誤觸發(fā)檢測模塊；所述主時(shí)鐘誤觸發(fā)檢測模塊利用備用時(shí)鐘單元和第三方時(shí)鐘單元對外部定時(shí)中斷發(fā)生時(shí)刻進(jìn)行計(jì)時(shí)，并對外部定時(shí)中斷發(fā)生次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后檢測慣導(dǎo)時(shí)鐘是否發(fā)生故障而誤觸發(fā)了外部定時(shí)中斷，并將檢測結(jié)果發(fā)送給時(shí)鐘切換模塊；時(shí)鐘切換模塊接收主時(shí)鐘誤觸發(fā)檢測模塊發(fā)送的檢測結(jié)果，并根據(jù)所述檢測結(jié)果選擇主時(shí)鐘單元或備用時(shí)鐘單元輸出系統(tǒng)時(shí)鐘；

在CPU產(chǎn)生內(nèi)部定時(shí)中斷時(shí)，啟用主時(shí)鐘失效檢測模塊；所述主時(shí)鐘失效檢測模塊利用第三方時(shí)鐘單元對內(nèi)部定時(shí)中斷發(fā)生時(shí)刻進(jìn)行計(jì)時(shí)，并獲取外部定時(shí)中斷發(fā)生次數(shù)，然后檢測第二定時(shí)器是否發(fā)生故障而誤觸發(fā)了內(nèi)部定時(shí)中斷，并將檢測結(jié)果發(fā)送給時(shí)鐘切換模塊；時(shí)鐘切換模塊接收主時(shí)鐘失效檢測模塊發(fā)送的檢測結(jié)果，并根據(jù)所述檢測結(jié)果選擇主時(shí)鐘單元或備用時(shí)鐘單元輸出系統(tǒng)時(shí)鐘。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星載時(shí)鐘冗余系統(tǒng)，其特征在于：在CPU產(chǎn)生外部定時(shí)中斷時(shí)，啟用主時(shí)鐘誤觸發(fā)檢測模塊，檢測慣導(dǎo)時(shí)鐘是否發(fā)生故障而誤觸發(fā)了外部定時(shí)中斷，并發(fā)送檢測結(jié)果給時(shí)鐘切換模塊，然后由時(shí)鐘切換模選擇主時(shí)鐘單元或備用時(shí)鐘單元輸出系統(tǒng)時(shí)鐘，具體實(shí)現(xiàn)過程如下：

(aa)、在外部定時(shí)中斷產(chǎn)生時(shí)，記錄外部定時(shí)中斷次數(shù)n，以及第一定時(shí)器的時(shí)間t_backup(n)和第二定時(shí)器的時(shí)間t_third(n)；如果第一次產(chǎn)生外部定時(shí)中斷，即n＝1，則時(shí)鐘切換模塊選擇主時(shí)鐘單元輸出慣導(dǎo)時(shí)鐘作為航天控制系統(tǒng)的系統(tǒng)時(shí)鐘，然后進(jìn)入步驟(ad)；如果n>1，則進(jìn)入步驟(ab)；

(ab)、根據(jù)步驟(aa)記錄的第一定時(shí)器的時(shí)間，計(jì)算當(dāng)前外部定時(shí)中斷和前一次外部定時(shí)中斷之間的時(shí)間間隔ΔT_backup，并進(jìn)行如下判斷：

如果ΔT_backup≥T-ΔT_th，則判斷慣導(dǎo)時(shí)鐘正常，時(shí)鐘切換模塊選擇主時(shí)鐘單元輸出慣導(dǎo)時(shí)鐘作為航天控制系統(tǒng)的系統(tǒng)時(shí)鐘，然后進(jìn)入步驟(ad)；如果ΔT_backup<T-ΔT_th，則進(jìn)入步驟(ac)；

(ac)、根據(jù)步驟(aa)記錄的第二定時(shí)器的時(shí)間，計(jì)算當(dāng)前外部定時(shí)中斷和前一次外部定時(shí)中斷之間的時(shí)間間隔ΔT_{third_ex}，并進(jìn)行如下判斷：

如果ΔT_{third_ex}≥T-ΔT_th，則對第二定時(shí)器進(jìn)行初始化且設(shè)置周期T_backup＝T+ΔT_th，時(shí)鐘切換模塊選擇主時(shí)鐘單元輸出慣導(dǎo)時(shí)鐘作為航天控制系統(tǒng)的系統(tǒng)時(shí)鐘，然后進(jìn)入步驟(ad)；

如果ΔT_{third_ex}<T-ΔT_th，則將第二定時(shí)器的周期T_backup設(shè)置為T，即T_backup＝T；時(shí)鐘切換模塊選擇備用時(shí)鐘單元為航天控制系統(tǒng)提供系統(tǒng)時(shí)鐘，然后進(jìn)入步驟(ad)；

(ad)、結(jié)束。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星載時(shí)鐘冗余系統(tǒng)，其特征在于：在CPU產(chǎn)生內(nèi)部定時(shí)中斷時(shí)，啟用主時(shí)鐘失效檢測模塊，檢測第二定時(shí)器是否發(fā)生故障而誤觸發(fā)了內(nèi)部定時(shí)中斷，并將檢測結(jié)果發(fā)送給時(shí)鐘切換模塊，然后由時(shí)鐘切換模確定選擇主時(shí)鐘單元或備用時(shí)鐘單元輸出系統(tǒng)時(shí)鐘，具體實(shí)現(xiàn)過程如下：

(ba)、在內(nèi)部定時(shí)中斷產(chǎn)生時(shí)，獲取發(fā)生外部定時(shí)中斷的次數(shù)n，并記錄第二定時(shí)器的時(shí)間t′_third(m)，其中，m為產(chǎn)生內(nèi)部定時(shí)中斷的次數(shù)；如果第一次產(chǎn)生內(nèi)部定時(shí)中斷，即m＝1，則時(shí)鐘切換模塊選擇主時(shí)鐘單元輸出慣導(dǎo)時(shí)鐘作為航天控制系統(tǒng)的系統(tǒng)時(shí)鐘，然后進(jìn)入步驟(bd)；如果m>1，則進(jìn)入步驟(bb)；

(bb)、將上一次產(chǎn)生內(nèi)部定時(shí)中斷時(shí)獲取的外部定時(shí)中斷次數(shù)，與當(dāng)前獲取的外部定時(shí)中斷次數(shù)進(jìn)行比較，并進(jìn)行如下判斷：

如果兩次獲取的外部定時(shí)中斷次數(shù)不相等，則判斷慣導(dǎo)時(shí)鐘正常，時(shí)鐘切換模塊選擇主時(shí)鐘單元輸出慣導(dǎo)時(shí)鐘作為航天控制系統(tǒng)的系統(tǒng)時(shí)鐘，然后進(jìn)入步驟(bd)；如果兩次獲取的外部定時(shí)中斷次數(shù)相等，則進(jìn)入步驟(bc)；

(bc)、根據(jù)步驟(ba)記錄的第二定時(shí)器時(shí)間，計(jì)算上一次內(nèi)部定時(shí)中斷與當(dāng)前內(nèi)部定時(shí)中斷之間的時(shí)間間隔ΔT_{third_in}，并進(jìn)行如下判斷：

如果ΔT_{third_in}≤T，則對第二定時(shí)器進(jìn)行初始化且設(shè)置周期T_backup＝T+ΔT_th，然后時(shí)鐘切換模塊選擇主時(shí)鐘單元輸出慣導(dǎo)時(shí)鐘作為航天控制系統(tǒng)的系統(tǒng)時(shí)鐘，然后進(jìn)入步驟(bd)；

如果ΔT_{third_in}>T，則設(shè)置第二定時(shí)器的周期T_backup＝T；時(shí)鐘切換模塊選擇備用時(shí)鐘單元為航天控制系統(tǒng)提供系統(tǒng)時(shí)鐘，然后進(jìn)入步驟(bd)；

(bd)、結(jié)束。

4.一種星載時(shí)鐘冗余方法，用于為航天控制系統(tǒng)提供系統(tǒng)時(shí)鐘，所述航天控制系統(tǒng)包括慣性測量單元和飛行控制計(jì)算機(jī)，且所述飛行控制計(jì)算機(jī)的CPU自帶有兩個(gè)定時(shí)器，分別為第一定時(shí)器和第二定時(shí)器；其特征在于：所述星載時(shí)鐘冗余方法包括以下步驟：

(1)、將慣性測量單元的慣導(dǎo)時(shí)鐘引入到飛行控制計(jì)算機(jī)，作為CPU的外部定時(shí)中斷時(shí)鐘；并采用第一定時(shí)器為CPU提供內(nèi)部定時(shí)中斷時(shí)鐘，且設(shè)置第一定時(shí)器周期T_backup＝T+ΔT_th，其中，T為慣導(dǎo)時(shí)鐘周期，ΔT_th為設(shè)定的時(shí)鐘誤差門限；另外，設(shè)置第二定時(shí)器的周期T_third滿足條件：T_third>T+ΔT_th；

(2)、檢測是否產(chǎn)生外部定時(shí)中斷或內(nèi)部定時(shí)中斷：如果產(chǎn)生外部定時(shí)中斷，則進(jìn)入步驟(3)；如果產(chǎn)生內(nèi)部定時(shí)中斷，則進(jìn)入步驟(4)；

(3)、進(jìn)行慣導(dǎo)時(shí)鐘誤觸發(fā)檢測，具體檢測過程如下：

(3a)、在外部定時(shí)中斷產(chǎn)生時(shí)，記錄第一定時(shí)器的時(shí)間t_backup(n)，以及第二定時(shí)器的時(shí)間t_third(n)，其中，n為產(chǎn)生外部定時(shí)中斷的次數(shù)；如果第一次產(chǎn)生外部定時(shí)中斷，即n＝1，則選擇慣導(dǎo)時(shí)鐘作為航天控制系統(tǒng)的系統(tǒng)時(shí)鐘輸出，并返回步驟(2)；如果n>1，則進(jìn)入步驟(3b)；

(3b)、根據(jù)步驟(3a)記錄的第一定時(shí)器的時(shí)間，計(jì)算當(dāng)前外部定時(shí)中斷和前一次外部定時(shí)中斷之間的時(shí)間間隔ΔT_backup，并進(jìn)行如下判斷：

如果ΔT_backup≥T-ΔT_th，則選擇慣導(dǎo)時(shí)鐘作為航天控制系統(tǒng)的系統(tǒng)時(shí)鐘輸出，并返回步驟(2)；如果ΔT_backup<T-ΔT_th，則進(jìn)入步驟(3c)；

(3c)、根據(jù)步驟(3a)記錄的第二定時(shí)器的時(shí)間，計(jì)算當(dāng)前外部定時(shí)中斷和前一次外部定時(shí)中斷之間的時(shí)間間隔ΔT_{third_ex}，并進(jìn)行如下判斷：

如果ΔT_{third_ex}≥T-ΔT_th，則對第二定時(shí)器進(jìn)行初始化且設(shè)置周期T_backup＝T+ΔT_th，然后選擇慣導(dǎo)時(shí)鐘作為航天控制系統(tǒng)的系統(tǒng)時(shí)鐘輸出，并返回步驟(2)；

如果ΔT_{third_ex}<T-ΔT_th，則將第二定時(shí)器的周期T_backup設(shè)置為T，即T_backup＝T；然后選擇第二定時(shí)器為航天控制系統(tǒng)提供系統(tǒng)時(shí)鐘，并返回步驟(2)；

(4)、進(jìn)行第一定時(shí)器誤觸發(fā)檢測，具體檢測過程如下：

(4a)、在內(nèi)部定時(shí)中斷產(chǎn)生時(shí)，獲取發(fā)生外部定時(shí)中斷的次數(shù)n，并記錄第二定時(shí)器的時(shí)間t′_third(m)，其中，m為產(chǎn)生內(nèi)部定時(shí)中斷的次數(shù)；如果第一次產(chǎn)生內(nèi)部定時(shí)中斷，即m＝1，則選擇慣導(dǎo)時(shí)鐘作為航天控制系統(tǒng)的系統(tǒng)時(shí)鐘輸出，并返回步驟(2)；如果m>1，則進(jìn)入步驟(4b)；

(4b)、將上一次產(chǎn)生內(nèi)部定時(shí)中斷時(shí)獲取的外部定時(shí)中斷次數(shù)，與當(dāng)前獲取的外部定時(shí)中斷次數(shù)進(jìn)行比較，并進(jìn)行如下判斷：

如果兩次獲取的外部定時(shí)中斷次數(shù)不相等，則選擇慣導(dǎo)時(shí)鐘作為航天控制系統(tǒng)的系統(tǒng)時(shí)鐘輸出，并返回步驟(2)；如果兩次獲取的外部定時(shí)中斷次數(shù)相等，則進(jìn)入步驟(4c)；

(4c)、根據(jù)步驟(4a)記錄的第二定時(shí)器時(shí)間，計(jì)算上一次內(nèi)部定時(shí)中斷與當(dāng)前內(nèi)部定時(shí)中斷之間的時(shí)間間隔ΔT_{third_in}，并進(jìn)行如下判斷：

如果ΔT_{third_in}≤T，則對第二定時(shí)器進(jìn)行初始化且設(shè)置周期T_backup＝T+ΔT_th，然后選擇慣導(dǎo)時(shí)鐘作為航天控制系統(tǒng)的系統(tǒng)時(shí)鐘輸出，并返回步驟(2)；

如果ΔT_{third_in}>T，則設(shè)置第二定時(shí)器的周期T_backup＝T；然后選擇第二定時(shí)器為航天控制系統(tǒng)提供系統(tǒng)時(shí)鐘，并返回步驟(2)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星載時(shí)鐘冗余方法，其特征在于：在步驟(3b)中，根據(jù)步驟(3a)記錄的第一定時(shí)器的時(shí)間，計(jì)算當(dāng)前外部定時(shí)中斷和前一次外部定時(shí)中斷之間的時(shí)間間隔ΔT_backup，具體計(jì)算公式如下：

ΔT_backup＝[t_backup(n)-t_backup(n-1)+T_backup]％T_backup；

其中，％為求余計(jì)算符號。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星載時(shí)鐘冗余方法，其特征在于：在步驟(3c)中，根據(jù)步驟(3a)記錄的第二定時(shí)器的時(shí)間，計(jì)算當(dāng)前外部定時(shí)中斷和前一次外部定時(shí)中斷之間的時(shí)間間隔ΔT_{third_ex}，具體計(jì)算公式如下：

ΔT_{third_ex}＝[t_third(n)-t_third(n-1)+T_third]％T_third；

其中，％為求余計(jì)算符號。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星載時(shí)鐘冗余方法，其特征在于：在步驟(4c)中，根據(jù)步驟(4a)記錄的第二定時(shí)器時(shí)間，計(jì)算上一次內(nèi)部定時(shí)中斷與當(dāng)前內(nèi)部定時(shí)中斷之間的時(shí)間間隔ΔT_{third_in}，具體計(jì)算公式如下：

ΔT_{third_in}＝[t′_third(m)-t′_third(m-1)+T_third]％T_third；

其中，％為求余計(jì)算符號。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星載時(shí)鐘冗余方法，其特征在于：設(shè)定時(shí)鐘誤差門限ΔT_th＝0.1T。