CN114935887A - 分布式信号采集装置和运载火箭 - Google Patents

Abstract

本发明涉及航空航天技术领域，提供一种分布式信号采集装置和运载火箭，其中装置包括多个信号采集模块；信号采集模块分散设置于运载火箭的各个级，与各个级中的传感器连接，用于获取各个级中传感器的测量信号；当前级的信号采集模块与上一级的信号采集模块通过LVDS连接，用于基于信号采集时间将当前级的信号采集模块获取的测量信号发送至上一级的信号采集模块，以及向上一级的信号采集模块发送时间同步请求，并接收上一级的信号采集模块发送的时间同步响应，基于时间同步请求的发送时间和接收时间，以及时间同步响应的发送时间和接收时间，调整信号采集时间。本发明提供的装置，提高了运载火箭的运载能力，提高了运载火箭信号采集的可靠性。

Description

分布式信号采集装置和运载火箭

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种分布式信号采集装置和运载火箭。

背景技术

目前，运载火箭上的信号采集装置多采用集中采集的方式获取各个传感器的信号。火箭上的各个传感器通过电缆直接与信号采集装置连接。

由于各个传感器在火箭上的布置位置不一样，与信号采集装置的距离也不一样。需要传输的信号较多，电缆数量较多，电缆数量和重量较大，降低了运载火箭有效载荷的运载能力。此外，距离信号采集装置距离较远的传感器，通过电缆传输的路径较长，信号衰减较大且易受到电磁干扰导致信号质量差，影响了运载火箭信号采集的可靠性。

因此，如何提高运载火箭有效载荷的运载能力，以及提高运载火箭上信号采集的可靠性成为业界亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种分布式信号采集装置和运载火箭，用于解决如何提高运载火箭有效载荷的运载能力，以及提高运载火箭上信号采集的可靠性的技术问题。

本发明提供一种分布式信号采集装置，包括多个信号采集模块；

所述信号采集模块，分散设置于运载火箭的各个级，与各个级中的传感器连接，用于获取各个级中传感器的测量信号；

当前级的信号采集模块与上一级的信号采集模块通过LVDS连接，用于基于信号采集时间将所述当前级的信号采集模块获取的测量信号发送至所述上一级的信号采集模块，以及向所述上一级的信号采集模块发送时间同步请求，并接收所述上一级的信号采集模块发送的时间同步响应，基于所述时间同步请求的发送时间和接收时间，以及所述时间同步响应的发送时间和接收时间，调整所述信号采集时间；

所述时间同步响应是所述上一级的信号采集模块基于所述时间同步请求确定的。

根据本发明提供的分布式信号采集装置，所述当前级的信号采集模块具体用于：

接收上一级的信号采集模块发送的时间同步请求的接收时间和时间同步响应的发送时间；

基于所述时间同步请求的发送时间和接收时间，以及所述时间同步响应的发送时间和接收时间，确定所述当前级的信号采集模块与所述上一级的信号采集模块之间的时间差；

基于所述时间差，对所述当前级的信号采集模块的信号采集时间进行调整，以使所述当前级的信号采集模块的信号采集时间与所述上一级的信号采集模块的信号采集时间保持一致。

根据本发明提供的分布式信号采集装置，所述当前级的信号采集模块具体用于：

基于所述信号采集时间，获取与所述当前级的信号采集模块连接的各个传感器的测量信号；

基于各个传感器的测量信号以及所述当前级的信号采集模块的运行状态，生成所述当前级的信号采集报文；

将所述当前级的信号采集报文以及接收到的所述当前级以下的各个级的信号采集报文发送至上一级的信号采集模块。

根据本发明提供的分布式信号采集装置，在所述当前级为所述运载火箭的末子级的情况下，所述末子级的信号采集模块用于：

获取所述末子级的所有下一级的信号采集报文；

基于各个下一级的信号采集报文，以及所述末子级中传感器的测量信号，确定所述运载火箭中各个传感器的测量信号，以及各个信号采集模块的运行状态。

根据本发明提供的分布式信号采集装置，所述末子级的信号采集模块与所述运载火箭的箭载计算机连接，用于将所述运载火箭中各个传感器的测量信号发送至所述箭载计算机，以供所述箭载计算机基于各个传感器的测量信号，对所述运载火箭进行飞行姿态控制。

根据本发明提供的分布式信号采集装置，所述末子级的信号采集模块还用于：

接收所述箭载计算机发送的外部时钟信号；

将所述外部时钟信号与所述信号采集模块中的本地时钟信号进行相位比较，确定所述本地时钟信号与所述外部时钟信号之间的相位差；

基于所述相位差和所述外部时钟信号的设定周期，对所述本地时钟信号进行调整，以使所述本地时钟信号与所述外部时钟信号保持一致；

基于调整后的本地时钟信号，生成信号采集时间。

根据本发明提供的分布式信号采集装置，所述末子级的信号采集模块与所述运载火箭的遥测发射机连接，用于将所述运载火箭中各个传感器的测量信号发送至所述遥测发射机，以供所述遥测发射机将各个传感器的测量信号发送至地面测控站。

根据本发明提供的分布式信号采集装置，若在所述运载火箭的当前级中存在冗余设置的传感器，则将所述冗余设置的传感器与所述当前级中不同的信号采集模块连接。

根据本发明提供的分布式信号采集装置，所述当前级的信号采集模块具体用于：

对所述当前级中各个传感器的测量信号进行滤波处理。

本发明提供一种运载火箭，包括运载火箭本体，所述运载火箭本体上设置有所述的分布式信号采集装置。

本发明提供一种分布式信号采集装置和运载火箭，在运载火箭的各个级分散设置多个信号采集模块，用于获取各个级中传感器的测量信号；当前级的信号采集模块与上一级的信号采集模块通过LVDS连接，用于发送当前级的信号采集模块获取的测量信号，以及根据时间同步请求的发送时间和接收时间，以及时间同步响应的发送时间和接收时间，调整当前级的信号采集时间；由于在运载火箭的各个级分散设置信号采集模块，避免了各个传感器直接通过电缆与信号采集装置连接，减少了电缆的使用数量，提高了运载火箭有效载荷的运载能力，同时，由于采用了逐级时间同步的方法，使得各个测量信号的采集时间保持了一致，减少了测量信号受电磁干扰的影响程度，提高了运载火箭信号采集的可靠性，提高了运载火箭的控制可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的分布式信号采集装置的结构示意图；

图2为本发明提供的时间同步方法的示意图；

图3为本发明提供的运载火箭的结构示意图。

附图标识：

100：分布式信号采集装置；110：信号采集模块；300：运载火箭本体。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为本发明提供的分布式信号采集装置的结构示意图，如图1所示，分布式信号采集装置100包括多个信号采集模块110。

信号采集模块110，分散设置于运载火箭的各个级，与各个级中的传感器连接，用于获取各个级中传感器的测量信号。

当前级的信号采集模块与上一级的信号采集模块通过LVDS连接，用于基于信号采集时间将当前级的信号采集模块获取的测量信号发送至上一级的信号采集模块，以及向上一级的信号采集模块发送时间同步请求，并接收上一级的信号采集模块发送的时间同步响应，基于时间同步请求的发送时间和接收时间，以及时间同步响应的发送时间和接收时间，调整信号采集时间；

时间同步响应是上一级的信号采集模块基于时间同步请求确定的。

具体地，本发明实施例中的分布式信号采集装置应用于运载火箭。该装置由多个信号采集模块组成。这些信号采集模块分散地设置在运载火箭的各个级，并且与所在的级中的传感器连接，用于获取各个级中传感器的测量信号。运载火箭上的传感器包括温度传感器、振动传感器、压力传感器、流量传感器等。

例如，某运载火箭采用三级推进模式，从下至上，该运载火箭可以分为第一级、第二级和第三级。其中，第三级又被称为末子级，用于搭载卫星或者宇宙飞船。在各个级中均设置有多个信号采集模块。信号采集模块与所在的级中的传感器通过电缆连接，用于采集这些传感器的测量信号。测量信号大致可以分为模拟量信号和数字量信号，相应地，信号采集模块中可以设置多个模拟量信号输入接口和多个数字量信号输入接口。

在运载火箭的任一级中，信号采集模块的设置数量和安装位置，是根据该级中的传感器的数量和安装位置确定的。例如，在任一级中存在多个传感器，这些传感器主要分布在该级的左右两侧。则可以在该级的左右两侧分别设置一个信号采集模块，使信号采集模块的安装位置尽量靠近所在一侧的传感器。以左侧为例，若左侧分布有12个传感器，则可以根据这些传感器的安装位置确定一个最小圆，将最小圆的圆心作为左侧信号采集模块的安装位置。采用该方法，可以有效地节约信号采集模块和各个传感器连接的电缆长度。

根据运载火箭的分级结构，各个信号采集模块分别属于不同的级。以任一级为当前级，当前级的信号采集模块与上一级的信号采集模块可以采用通信连接的方式。当前级的信号采集模块与上一级的信号采集模块之间的连接可以不存在对应关系，仅需要实现跨级连接即可。对于当前级的信号采集模块，可以选择距离最近的上一级的信号采集模块进行通信连接，以减少通信电缆的长度。

例如，以第二级为当前级，当前级的信号采集模块与上一级（第三级）的信号采集模块通过通信连接。在通信连接时，可以逐一确定当前级中各个信号采集模块与上一级中各个信号采集模块之间的距离，以连接距离最小为原则，将当前级的信号采集模块与上一级的信号采集模块进行连接。

不同级之间的信号采集模块可以采用LVDS连接。LVDS（Low-VoltageDifferential Signaling，低电压差分信号）是一种低功耗、低误码率、低串扰和低辐射的差分信号技术，数据传输速度可以达到155Mbps以上，可以实现点对点或一点对多点的连接，具有较强的抗噪声能力，能有效地抑制电磁干扰，且时序定位精确，其传输介质可以是铜质的PCB连线，也可以是平衡电缆。

当前级的信号采集模块可以根据信号采集时间将当前级的信号采集模块获取的测量信号发送至上一级的信号采集模块，最终将所有的测量信号汇集至最后一级的信号采集模块。通过上述方式，可以实现测量信号的逐级传输和数据汇总。

信号采集时间为运载火箭中设定的对于信号进行采集的时间。例如，运载火箭中设定每隔10ms（毫秒）进行一次信号采集。若当前时间为T，则信号采集时间可以为T+10 ms，T+20 ms，T+30 ms等。

由于各个级的信号采集模块的信号采集时间可能存在差异，因此，可以采用逐级时间同步的方法，对各个级的信号采集模块的信号采集时间进行调整，即将当前级的信号采集模块与上一级的信号采集模块进行时间同步。

当前级的信号采集模块可以按照预设同步时间间隔向上一级的信号采集模块发送时间同步请求。上一级的信号采集模块在接收到该时间同步请求后，向当前级的信号采集模块反馈与该时间同步请求对应的时间同步响应。

当前级的信号采集模块根据时间同步请求的发送时间和接收时间，以及时间同步响应的发送时间和接收时间，可以确定当前级的信号采集模块与上一级的信号采集模块在信号采集时间上的差异，并根据差异对当前级的信号采集模块的信号采集时间进行调整，以缩小该差异，使得当前级和上一级的信号采集模块的信号采集时间保持一致。

预设同步时间间隔大于信号采集时间的时间间隔。例如，信号采集时间的时间间隔可以为10ms，预设同步时间间隔可以为100ms。可以使得信号采集模块执行时间同步的操作不必频繁占用信号采集模块的计算资源和通信资源，从而避免对测量信号的采集和传输造成影响。

本发明实施例提供的分布式信号采集装置，在运载火箭的各个级分散设置多个信号采集模块，用于获取各个级中传感器的测量信号；当前级的信号采集模块与上一级的信号采集模块通过LVDS连接，用于发送当前级的信号采集模块获取的测量信号，以及根据时间同步请求的发送时间和接收时间，以及时间同步响应的发送时间和接收时间，调整当前级的信号采集时间；由于在运载火箭的各个级分散设置信号采集模块，避免了各个传感器直接通过电缆与信号采集装置连接，减少了电缆的使用数量，提高了运载火箭有效载荷的运载能力，同时，由于采用了逐级时间同步的方法，使得各个测量信号的采集时间保持了一致，减少了测量信号受电磁干扰的影响程度，提高了运载火箭信号采集的可靠性，提高了运载火箭的控制可靠性。

基于上述实施例，当前级的信号采集模块具体用于：

接收上一级的信号采集模块发送的时间同步请求的接收时间和时间同步响应的发送时间；

基于时间同步请求的发送时间和接收时间，以及时间同步响应的发送时间和接收时间，确定当前级的信号采集模块与上一级的信号采集模块之间的时间差；

基于时间差，对当前级的信号采集模块的信号采集时间进行调整，以使当前级的信号采集模块的信号采集时间与上一级的信号采集模块的信号采集时间保持一致。

具体地，图2为本发明提供的时间同步方法的示意图，如图2所示，当前级的信号采 集模块与上一级的信号采集模块在信号采集时间上存在的时间差为

。当前级的信号采 集模块与上一级的信号采集模块进行信号传输时，信号的路径传输时间为

。

当前级的信号采集模块向上一级的信号采集模块发送时间同步请求，发送时间为

。上一级的信号采集模块接收该时间同步请求，接收时间为

。上一级的信号采集模块 的接收时间

对应于当前级的信号采集模块的时间

。则在时间关系上存在

。

上一级的信号采集模块向当前级的信号采集模块发送该时间同步请求对应的时 间同步响应，发送时间为

。当前级的信号采集模块接收该时间同步响应，接收时间为

。 上一级的信号采集模块的发送时间

对应于当前级的信号采集模块的时间

。则在时间 关系上存在

。

由于还存在时间关系

和

，则根据上述时间关系可以求解 得到：

由上式可知，在已知时间同步请求的发送时间

和接收时间

，以及时间同步 响应的发送时间

和接收时间

的情况下，可以得到当前级的信号采集模块与上一级的 信号采集模块之间的时间差

。根据时间差

，可以对当前级的信号采集模块的信号采集 时间进行调整，以使当前级的信号采集模块的信号采集时间与上一级的信号采集模块的信 号采集时间保持一致。

时间同步精度与时间测量精度相关。例如，时钟频率一般为几十MHz（兆赫兹），因此，时间测量精度为ns（纳秒）级，时间同步精度也将是ns级，对于测量***us（微秒）级采样频率来说可以忽略。

以运载火箭的第一级为当前级，可以实现逐级时间同步，使得整个运载火箭的各个级的信号采集模块的信号采集时间保持一致。

基于上述任一实施例，当前级的信号采集模块具体用于：

基于信号采集时间，获取与当前级的信号采集模块连接的各个传感器的测量信号；

基于各个传感器的测量信号以及当前级的信号采集模块的运行状态，生成当前级的信号采集报文；

将当前级的信号采集报文以及接收到的当前级以下的各个级的信号采集报文发送至上一级的信号采集模块。

具体地，对于当前级的信号采集模块，不仅要向上一级的信号采集模块发送与该信号采集模块连接的各个传感器的测量信号，还要向上一级的信号采集模块发送当前级以下的其它各个级的传感器的测量信号。测量信号可以通过信号采集报文的形式发送。

当前级的信号采集模块可以在设定的信号采集时间，获取与当前级的信号采集模块连接的各个传感器的测量信号。对当前级的各个传感器的测量信号进行整合，得到当前级的信号采集报文。为了能够及时反映当前级的信号采集模块的故障情况，可以在当前级的信号采集报文中加入当前级的信号采集模块的运行状态。最后将生成的当前级的信号采集报文和接收到的当前级以下的各个级的信号采集报文一并发送至上一级的信号采集模块。此处，当前级以下的各个级包括当前级的下一级，以及下下一级等。

基于上述任一实施例，在当前级为运载火箭的末子级的情况下，末子级的信号采集模块用于：

获取末子级的所有下一级的信号采集报文；

基于各个下一级的信号采集报文，以及末子级中传感器的测量信号，确定运载火箭中各个传感器的测量信号，以及各个信号采集模块的运行状态。

具体地，对于运载火箭，其末子级为最后一级。末子级的信号采集模块可以作为整个分布式信号采集装置的中心控制模块，对所有的下一级发送的信号采集报文进行解析，确定运载火箭中除末子级以外的各个传感器的测量信号，以及其他级的信号采集模块的运行状态。再结合末子级中传感器的测量信号，可以确定整个运载火箭中各个传感器的测量信号，以及各个信号采集模块的运行状态。

基于上述任一实施例，末子级的信号采集模块与运载火箭的箭载计算机连接，用于将运载火箭中各个传感器的测量信号发送至箭载计算机，以供箭载计算机基于各个传感器的测量信号，对运载火箭进行飞行姿态控制。

具体地，末子级的信号采集模块与运载火箭的箭载计算机连接，连接方式可以采用基于1553B协议、CAN协议、RS422协议、RS485协议和LVDS协议中的一种进行连接。

箭载计算机运行飞行控制程序，根据各个传感器的测量信号，生成飞行控制指令，通过信号板卡发送至各控制设备，从而控制运载火箭完成点火、分离和姿态调整等飞行控制功能。

基于上述任一实施例，末子级的信号采集模块还用于：

接收箭载计算机发送的外部时钟信号；

将外部时钟信号与信号采集模块中的本地时钟信号进行相位比较，确定本地时钟信号与外部时钟信号之间的相位差；

基于相位差和外部时钟信号的设定周期，对本地时钟信号进行调整，以使本地时钟信号与外部时钟信号保持一致；

基于调整后的本地时钟信号，生成信号采集时间。

具体地，为了提高运载火箭的控制可靠性和控制稳定性，可以将箭载计算机中的外部时钟信号（控制时钟）与分布式信号采集装置中的本地时钟信号（采集时钟）保持同步。

分布式信号采集装置中的末子级的信号采集模块用于实现上述时钟信号同步过程。外部时钟信号和本地时钟信号一般表现为脉冲信号。可以将外部时钟信号作为参考信号，将本地时钟信号作为待调整信号。

首先可以根据外部时钟信号的设定周期，确定本地时钟信号的设定周期，使得两种时钟信号在周期上保持一致。

其次，将外部时钟信号与本地时钟信号进行相位比较，可以得到本地时钟信号与外部时钟信号之间的相位差。如果相位差为零，表示两个时钟信号为同步信号，如果相位差不为零，表示两个时钟信号为非同步信号。

信号采集模块可以以频率变化值调整本地时钟信号的输出频率，使得本地时钟信号的输出频率发生变化，从而改变输出相位，使得本地时钟信号与外部时钟信号在相位上保持一致，实现两个时钟脉冲同步。频率变化值与相位差呈一一对应的正比例关系。

最后，根据调整后的本地时钟信号，生成信号采集时间。通过上述实施例中的逐级时间同步的方法，对分布式信号采集装置中所有的信号采集时间进行同步。

基于上述任一实施例，末子级的信号采集模块与运载火箭的遥测发射机连接，用于将运载火箭中各个传感器的测量信号发送至遥测发射机，以供遥测发射机将各个传感器的测量信号发送至地面测控站。

具体地，运载火箭在飞行控制过程中，飞行控制程序将当前收集到的各类测量信号通过箭上的遥测发射机发送到地面测控站，实现火箭的遥测。

地面测控站的测试人员可以通过遥测结果判断运载火箭的飞行状态和任务完成情况。

基于上述任一实施例，若在运载火箭的当前级中存在冗余设置的传感器，则将冗余设置的传感器与当前级中不同的信号采集模块连接。

具体地，在运载火箭的当前级中，可能存在用于运载火箭飞行控制的重要测量信号。对于这些测量信号，其对应的传感器通常需要冗余设置，例如采用双重冗余的传感器来测量同一个信号或者采用三重冗余的传感器来测量同一个信号。

为了进一步提高信号采集的可靠性，对于这些测量信号的数据传输路径也可以设置为冗余的路径，即可以将冗余设置的传感器与当前级中不同的信号采集模块连接。例如，对于当前级中的某个流量信号，设置了三个流量传感器来采集，分别为流量传感器1、流量传感器2和流量传感器3。当前级的信号采集模块包括信号采集模块1、信号采集模块2和信号采集模块3等。可以将流量传感器1与信号采集模块1连接，流量传感器2与信号采集模块2连接，流量传感器3与信号采集模块3连接，以实现测量信号的采集和传输过程中的相互冗余，提高运载火箭的信号采集的可靠性和飞行控制的可靠性。

基于上述任一实施例，当前级的信号采集模块具体用于：

对当前级中各个传感器的测量信号进行滤波处理。

具体地，运载火箭上复杂电磁环境还可能对各个传感器的测量信号产生干扰，因此，可以在信号采集模块中运行滤波算法或者设置专门的滤波子模块，对采集的测量信号进行滤波处理。

滤波算法可以为二阶低通滤波算法、限幅消抖滤波法、中位值滤波法和算术平均滤波法等中的至少一种。

基于上述任一实施例，图3为本发明提供的运载火箭的结构示意图，如图3所示，运载火箭本体300包括上述实施例中的分布式信号采集装置100。

具体地，本发明实施例中的运载火箭采用多级推进结构。每一级中均设置有信号采集模块。信号采集模块的设置数量和安装位置，是根据各个级中的传感器的数量和安装位置确定的。

各个级之间的信号采集模块通过LVDS连接，以实现逐级信号传输和逐级时间同步。

本发明实施例提供的运载火箭，由于在运载火箭的各个级分散设置信号采集模块，避免了各个传感器直接通过电缆与信号采集装置连接，减少了电缆的使用数量，提高了运载火箭有效载荷的运载能力，同时，由于采用了逐级时间同步的方法，使得各个测量信号的采集时间保持了一致，减少了测量信号受电磁干扰的影响程度，提高了运载火箭信号采集的可靠性，提高了运载火箭的控制可靠性。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干命令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种分布式信号采集装置，其特征在于，包括多个信号采集模块；

所述信号采集模块，分散设置于运载火箭的各个级，与各个级中的传感器连接，用于获取各个级中传感器的测量信号；

当前级的信号采集模块与上一级的信号采集模块通过LVDS连接，用于基于信号采集时间将所述当前级的信号采集模块获取的测量信号发送至所述上一级的信号采集模块，以及向所述上一级的信号采集模块发送时间同步请求，并接收所述上一级的信号采集模块发送的时间同步响应，基于所述时间同步请求的发送时间和接收时间，以及所述时间同步响应的发送时间和接收时间，调整所述信号采集时间；

所述时间同步响应是所述上一级的信号采集模块基于所述时间同步请求确定的。

2.根据权利要求1所述的分布式信号采集装置，其特征在于，所述当前级的信号采集模块具体用于：

接收上一级的信号采集模块发送的时间同步请求的接收时间和时间同步响应的发送时间；

基于所述时间同步请求的发送时间和接收时间，以及所述时间同步响应的发送时间和接收时间，确定所述当前级的信号采集模块与所述上一级的信号采集模块之间的时间差；

基于所述时间差，对所述当前级的信号采集模块的信号采集时间进行调整，以使所述当前级的信号采集模块的信号采集时间与所述上一级的信号采集模块的信号采集时间保持一致。

3.根据权利要求1所述的分布式信号采集装置，其特征在于，所述当前级的信号采集模块具体用于：

基于所述信号采集时间，获取与所述当前级的信号采集模块连接的各个传感器的测量信号；

基于各个传感器的测量信号以及所述当前级的信号采集模块的运行状态，生成所述当前级的信号采集报文；

将所述当前级的信号采集报文以及接收到的所述当前级以下的各个级的信号采集报文发送至上一级的信号采集模块。

4.根据权利要求3所述的分布式信号采集装置，其特征在于，在所述当前级为所述运载火箭的末子级的情况下，所述末子级的信号采集模块用于：

获取所述末子级的所有下一级的信号采集报文；

基于各个下一级的信号采集报文，以及所述末子级中传感器的测量信号，确定所述运载火箭中各个传感器的测量信号，以及各个信号采集模块的运行状态。

5.根据权利要求4所述的分布式信号采集装置，其特征在于，所述末子级的信号采集模块与所述运载火箭的箭载计算机连接，用于将所述运载火箭中各个传感器的测量信号发送至所述箭载计算机，以供所述箭载计算机基于各个传感器的测量信号，对所述运载火箭进行飞行姿态控制。

6.根据权利要求5所述的分布式信号采集装置，其特征在于，所述末子级的信号采集模块还用于：

接收所述箭载计算机发送的外部时钟信号；

将所述外部时钟信号与所述信号采集模块中的本地时钟信号进行相位比较，确定所述本地时钟信号与所述外部时钟信号之间的相位差；

基于所述相位差和所述外部时钟信号的设定周期，对所述本地时钟信号进行调整，以使所述本地时钟信号与所述外部时钟信号保持一致；

基于调整后的本地时钟信号，生成信号采集时间。

7.根据权利要求4所述的分布式信号采集装置，其特征在于，所述末子级的信号采集模块与所述运载火箭的遥测发射机连接，用于将所述运载火箭中各个传感器的测量信号发送至所述遥测发射机，以供所述遥测发射机将各个传感器的测量信号发送至地面测控站。

8.根据权利要求1所述的分布式信号采集装置，其特征在于，若在所述运载火箭的当前级中存在冗余设置的传感器，则将所述冗余设置的传感器与所述当前级中不同的信号采集模块连接。

9.根据权利要求1所述的分布式信号采集装置，其特征在于，所述当前级的信号采集模块具体用于：

对所述当前级中各个传感器的测量信号进行滤波处理。

10.一种运载火箭，其特征在于，包括运载火箭本体，所述运载火箭本体上设置有权利要求1至9任一项所述的分布式信号采集装置。

Images