【技术实现步骤摘要】
本申请属于掩星探测，尤其涉及一种掩星探测载荷电流监测系统及监测方法。
技术介绍
1、掩星探测技术是一种高精度和高可靠性的大气层和电离层信息实时探测手段，近年来，随着商业航天的飞速发展，该技术在空间环境监测，提高气象预报实时性和增强北斗导航系统定位精度等领域发挥着越来越重要的作用。该探测技术的基本原理是利用多颗分布在低轨道的卫星探测载荷接收全球导航定位系统（gnss）的导航信号进行处理解算，从而得到所需的探测数据；当gnss信号在经过大气层、电离层时，gnss信号本身的频率，相位，幅值等重要参数会产生相关变化，这些变化的信息里面会携带着信号所经过路径下大气层的温湿度信息，以及电离层的电子密度信息；探测载荷会主动接收携带着关键探测信息的gnss信号，通过载荷内部相关算法进行反演，便可得到指定区域实时的大气层温度，湿度，气压和电离层电子密度等重要探测信息。
2、对于掩星探测载荷来说，其设计主要遵循模块化设计原则，各功能模块依据设计定位完成指定的功能。一般来说，由于各功能模块在探测载荷中独立设计，独立测试，独立工作，因此要求对各模块的整体工作电流进行实时监测，确保各模块和整体载荷的正常工作状态。当载荷由于内部异常或外部干扰等原因，无法正常工作时，通过监测工作电流便可实时确认载荷内部具体哪个功能模块发生问题。
3、传统的电流监测方式一般均是采用电流监测芯片进行电流监测，该监测方式往往需要搭配必要的外围电路进行设计使用，并且监测芯片的封装往往为soic封装，比较占用pcb使用面积，不具备小型化优势，当监测电路发生异常
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请旨在提出一种掩星探测载荷电流监测系统及监测方法，以解决上述至少一个问题。
2、为达到上述目的，本申请的技术方案是这样实现的：
3、第一方面，本申请提供了一种掩星探测载荷电流监测系统，包括主备射频传输模块、中央控制处理模块、数据转换模块和fpga数据预处理模块；
4、所述主备射频传输模块、数据转换模块和fpga数据预处理模块分别通过电流监测模块与对应的电源管理模块连接，并由各电源管理模块进行独立供电；
5、所述电流监测模块将监测到的电流数据发送至所述中央控制处理模块，所述中央控制处理模块对每个所述电流监测模块采集到的电流数据进行实时存储，响应于各通道采样的电流数据超出阈值范围，将各通道实时存储的异常数据和产生异常数据的通道位置进行记录显示，以控制各通道模块的电源供应。
6、进一步地，所述中央控制处理模块包括中央控制处理单元、以及与所述中央控制处理单元相连接的多个adc采样单元、多个寄存器和一个特殊寄存器；
7、多个所述adc采样单元分别对应采集所述射频传输模块、数据转换模块和fpga数据预处理模块的电流数据，采样处理完成后将电流数据存储至对应所述寄存器中；
8、所述特殊寄存器被配置为记录存储至所述寄存器中的异常电流数据和产生异常的所述寄存器位置信息。
9、进一步地，所述电流监测模块由监测电阻、运算放大器和第一开关管构成，其中，所述监测电阻的一端与所述电源管理模块相连，另一端与后端的所述主备射频传输模块、或所述数据转换模块、或fpga数据预处理模块相连，所述运算放大器的第四管脚通过第一电阻与所述监测电阻靠近所述电源管理模块的一端连接，所述运算放大器的第三管脚通过第二电阻与监测电阻的另一端连接；
10、所述第一开关管的第一端与所述运算放大器的第一端连接，所述第一开关管的第二端通过第三电阻与其中一个所述adc采样单元相连，所述第一开关管的第三端与所述运算放大器的第四管脚连接，所述第三电阻的一端还通过第四电阻接地，所述第三电阻的另一端还通过第二开关管接地。
11、进一步地，所述第一开关管包括mos管，所述mos管为pmos管，所述mos管的栅极与所述运算放大器的第一管脚连接，所述mos管的源极分别与所述运算放大器的第三管脚和所述第一电阻的一端连接，所述mos管的漏极与所述第三电阻连接。
12、进一步地，所述第二开关管为稳压二极管，所述稳压二极管的阳极接地，所述稳压二极管的阴极连接在所述第三电阻与所述adc采样单元之间的线路上。
13、进一步地，所述监测电阻的型号为wsl2010r0500fea，其阻值为0.05ω。
14、进一步地，所述运算放大器的型号为ti的lm324芯片，支持供电电压为+3v~+30v。
15、进一步地，所述主备射频传输模块通过前置放大器与接收天线连接，用于接收外部的掩星探测信号，所述前置放大器的供电采用射频传输线缆经由后端的所述主备射频传输模块进行馈电。
16、第二方面，基于同一专利技术构思，本申请还提供了一种掩星探测载荷电流监测方法，用于如第一方面所述的掩星探测载荷电流监测系统，包括：
17、电流监测模块通过预设的采样策略进行电流数据采集，根据采集到的所述电流数据进行判定；
18、响应于采集到的电流数据为正常数据，则将所述电流数据写入寄存器中，并通过上位机实时显示；
19、响应于采集到的电流数据超出阈值范围，则判定为异常数据，将所述异常数据进行抓取，并对所述异常数据的产生通道进行标记，将异常数据和所在的通道信息进行打包写入至特殊寄存器，并将多路供电全部切断。
20、进一步地，所述采样策略包括每秒等时间间隔连续采集多次电流数据，对所述电流数据进行累加处理后取平均值，根据所述平均值进行异常判定。
21、相对于现有技术，本申请所述的一种掩星探测载荷电流监测系统及监测方法具有以下有益效果：
22、本申请所述的一种掩星探测载荷电流监测系统及监测方法可实现准确的电流监测，并且具备高可靠性，避免了使用监测芯片所带来的高成本以及外围电路设计问题；并且可以大幅减小pcb电路板的使用空间，便于射频模块和整体卫星载荷的小型化设计，同时，在成本、可靠性和pcb电路板使用面积上均具备较为明显的优势。
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1.一种掩星探测载荷电流监测系统，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：
7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于:
9.一种掩星探测载荷电流监测方法，用于如权利要求1至8任一项所述的掩星探测载荷电流监测系统，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种掩星探测载荷电流监测系统，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：
6.根据权利要求3所述的系...
【专利技术属性】
技术研发人员：包凤卿，郭瑞，霍明杰，王彦皓，孟宪乐，高雨寒，栗俊杰，王鹏程，李兴国，李峰辉，
申请(专利权)人：天津云遥宇航科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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