張?chǎng)尾ǎ瑥?冰

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所，河北 石家莊 050081）

在測(cè)控領(lǐng)域中，測(cè)角數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性直接決定著衛(wèi)星的定軌精度。各測(cè)控站在每次任務(wù)中直接將打有時(shí)標(biāo)的測(cè)角數(shù)據(jù)上報(bào)中心。為便于比對(duì)和數(shù)據(jù)分析，中心要求各測(cè)站上報(bào)的測(cè)角數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)必須是整點(diǎn)形式（通常取整50ms）。而各測(cè)站的整點(diǎn)測(cè)角數(shù)據(jù)，大多是基于Windows中斷機(jī)制采集保存的。在實(shí)際工程中，計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的各程序軟件都會(huì)不同程度地采用Windows中斷，這樣勢(shì)必會(huì)影響測(cè)角數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)采集，偶爾會(huì)出現(xiàn)中斷丟失或時(shí)標(biāo)不整點(diǎn)的現(xiàn)象。盡管測(cè)角數(shù)據(jù)是真實(shí)的，但不便于中心進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)。因此，筆者試圖采用軟件修正的辦法對(duì)數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行修正，以提高數(shù)據(jù)的比對(duì)效率。

1 軟件修正算法

各設(shè)備在硬件中斷（50ms）中，都會(huì)通過(guò)時(shí)統(tǒng)卡讀取時(shí)統(tǒng)的系統(tǒng)時(shí)間，首先將包含年月日時(shí)分秒毫秒的時(shí)間轉(zhuǎn)換為毫秒，經(jīng)過(guò)與上一個(gè)周期記錄的時(shí)間進(jìn)行比對(duì)，如果時(shí)間差為整50ms，則認(rèn)為正確時(shí)標(biāo)，否則需要進(jìn)行時(shí)標(biāo)修正，并利用前幾點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算出修正后時(shí)標(biāo)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)。對(duì)于算法中用的一些變量，定義如下：

T0：當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間轉(zhuǎn)化為的毫秒數(shù)；

T1：上一個(gè)周期系統(tǒng)時(shí)間轉(zhuǎn)換為的毫秒數(shù)；

Δ：當(dāng)前時(shí)間與上一周期時(shí)間毫秒時(shí)間差（即：T0－T1）；

bStart：基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)選擇標(biāo)志；

M：毫秒時(shí)間差包含50ms的個(gè)數(shù)（即：Δ/50，除法結(jié)果的商）；

N：毫秒時(shí)間差減去50ms倍數(shù)后的余數(shù)（即：Δ%50，除法結(jié)果的余數(shù)）；

A0：當(dāng)前周期內(nèi)的角度值；

A1：前一個(gè)周期內(nèi)的角度值；

A2：前兩個(gè)周期內(nèi)的角度值。

1.1 基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)的選擇

算法通過(guò)對(duì)時(shí)間間隔Δ進(jìn)行比較分析。重要前提，就是上一周期時(shí)間點(diǎn)必須是準(zhǔn)確的整50ms，否則無(wú)法保證后續(xù)時(shí)間修正的準(zhǔn)確性，其程序流程圖見(jiàn)圖1。程序初始化時(shí)各參數(shù)變量均為零，第一個(gè)判斷為了使軟件或時(shí)統(tǒng)設(shè)備在啟動(dòng)正常后進(jìn)入本流程，第二個(gè)判斷用于跳出對(duì)初始基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)的選擇，第三個(gè)判斷是對(duì)初始基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)T0的選擇。

圖1 時(shí)標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn)選擇流程圖

1.2 數(shù)據(jù)遞推迭代

根據(jù)物理學(xué)中的速度相關(guān)公式，可以由前兩點(diǎn)的速度、距離信息遞推出下一點(diǎn)的距離信息。將式（1）～ （4）帶入（5）中，可推到得到式（6）。

1.3 時(shí)標(biāo)修正算法

經(jīng)過(guò)對(duì)大量數(shù)據(jù)記錄文件的分析，發(fā)現(xiàn)時(shí)標(biāo)數(shù)據(jù)的變化主要包含以下4種情況：

1）時(shí)間間隔Δ＝0，即連續(xù)產(chǎn)生了2次中斷，采集到了相同的數(shù)據(jù)，丟棄本周期內(nèi)采樣數(shù)據(jù)；

2）時(shí)間間隔0＜Δ＜50，當(dāng)Δ＞40時(shí)迭代遞推出下一個(gè)臨近整50ms時(shí)間點(diǎn)數(shù)據(jù)，否則丟棄本周期內(nèi)采樣數(shù)據(jù)，不做任何處理；

3）時(shí)間間隔Δ＝50，正確的時(shí)間采樣數(shù)據(jù)；

4）時(shí)間間隔Δ＞50，即本中斷采樣時(shí)間滯后或出現(xiàn)中斷丟失的情況，需要計(jì)算出錯(cuò)過(guò)的整50ms的時(shí)標(biāo)，并迭代遞推出該時(shí)標(biāo)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，對(duì)于Δ%50后的余數(shù)，可采用情況2）中的相關(guān)處理方法。

結(jié)合以上4種現(xiàn)實(shí)情況的分析，可以得到具體的時(shí)標(biāo)修正算法流程圖，見(jiàn)圖2。針對(duì)需要修正的時(shí)間周期，由上一周期系統(tǒng)時(shí)間累加50ms得到當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間，并利用前幾個(gè)周期的數(shù)據(jù)點(diǎn)遞推得到當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)數(shù)據(jù)，同時(shí)依次更新前幾個(gè)周期內(nèi)的數(shù)據(jù)信息。

圖2 時(shí)標(biāo)修正算法流程圖

2 應(yīng)用實(shí)例

首先，得到未采用時(shí)標(biāo)修正算法的記錄文件中時(shí)間間隔Δ的相關(guān)數(shù)據(jù)，見(jiàn)圖2。其中，時(shí)標(biāo)出現(xiàn)了很多跳點(diǎn)，即非整50ms的時(shí)間點(diǎn)。當(dāng)采用了時(shí)標(biāo)修正算法后，可以得到效果圖3。圖中時(shí)間間隔始終為50ms，完全解決了時(shí)標(biāo)異常的問(wèn)題。同時(shí)，上報(bào)的測(cè)角經(jīng)比對(duì)，均滿(mǎn)足系統(tǒng)精度要求，也驗(yàn)證了數(shù)據(jù)迭代的正確性。

圖3 未采用時(shí)標(biāo)修正算法的時(shí)標(biāo)信息圖

圖4 采用時(shí)標(biāo)修正算法的時(shí)標(biāo)信息圖

3 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，該算法能夠完全消除上報(bào)數(shù)據(jù)中時(shí)標(biāo)異常的現(xiàn)象，并且已經(jīng)應(yīng)用在某9m測(cè)控天線中。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行，時(shí)標(biāo)及測(cè)角的精度均滿(mǎn)足系統(tǒng)指標(biāo)要求。該算法簡(jiǎn)單，容易實(shí)施，節(jié)約了改造硬件的成本，極大地增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

［1］申強(qiáng).一種在實(shí)時(shí)控制中數(shù)字濾波的算法［J］.通訊與測(cè)控，2004，（3）：10－13.

［2］徐孝凱.C＋＋語(yǔ)言基礎(chǔ)教程［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2003.