[发明专利]卫星闭环测试系统数据自主判读处理装置及其处理方法

权利要求书

1.卫星闭环测试系统数据自主判读处理装置，其特征在于：所述数据自主判读处理装置包括卫星闭环测试单元（1）、测试数据模拟单元（2）和阈值判读器（3）；所述卫星闭环测试单元（1）的控制电压数据输出端与测试数据模拟单元（2）的控制电压数据输入端相连；所述卫星闭环测试单元（1）的飞轮转速数据输出端与测试数据模拟单元（2）的飞轮转速数据输入端相连；所述卫星闭环测试单元（1）的姿态四元数和姿态角速度数据输出端与测试数据模拟单元（2）的姿态四元数和姿态角速度数据输入端相连；所述卫星闭环测试单元（1）的星敏感器输出姿态四元数和陀螺输出姿态角速度数据输出端与测试数据模拟单元（2）的星敏感器输出姿态四元数和陀螺输出姿态角速度数据输入端相连；阈值判读器（3）的测试端阈值判读数据输入端与卫星闭环测试单元（1）的测试端阈值判读数据输出端相连；阈值判读器（3）的模拟端阈值判读数据输入端与测试数据模拟单元（2）的模拟端阈值判读数据输出端相连；阈值判读器（3）输出阈值判读数据。

2.根据权利要求1所述的卫星闭环测试系统数据自主判读处理装置，其特征在于：所述卫星闭环测试单元（1）包括测试端星敏感器及陀螺模拟器（1-1）、星载机（1-2）、飞轮（1-3）和测试端卫星动力学模型（1-4）；所述测试端星敏感器及陀螺模拟器（1-1）的星敏感器输出姿态四元数和陀螺输出姿态角速度数据输出端与星载机（1-2）的星敏感器输出姿态四元数和陀螺输出姿态角速度数据输入端相连、并作为卫星闭环测试单元（1）的星敏感器输出姿态四元数和陀螺输出姿态角速度数据输出端；星载机（1-2）的控制电压数据输出端与飞轮（1-3）的控制电压数据输入端相连、并作为卫星闭环测试单元（1）的控制电压数据输出端；飞轮（1-3）的飞轮转速数据输出端与测试端卫星动力学模型（1-4）的飞轮转速数据输入端相连、并作为卫星闭环测试单元（1）的飞轮转速数据输出端；测试端卫星动力学模型（1-4）的姿态四元数和姿态角速度数据输出端与测试端星敏感器及陀螺模拟器（1-1）的姿态四元数和姿态角速度数据输入端相连、并且作为卫星闭环测试单元（1）的测试端阈值判读数据输出端。

3.根据权利要求2所述的卫星闭环测试系统数据自主判读处理装置，其特征在于：所述测试数据模拟单元（2）包括模拟端星敏感器及陀螺模拟器（2-1）、星载机数学模拟器（2-2）、飞轮数学模拟器（2-3）和模拟端卫星动力学模型（2-4）；

模拟端星敏感器及陀螺模拟器（2-1）的星敏感器输出姿态四元数和陀螺输出姿态角速度数据输出端与星载机数学模拟器（2-2）的第一星敏感器输出姿态四元数和陀螺输出姿态角速度数据输入端相连；

星载机数学模拟器（2-2）的第二星敏感器输出姿态四元数和陀螺输出姿态角速度数据输入端即为测试数据模拟单元（2）的星敏感器输出姿态四元数和陀螺输出姿态角速度数据输入端；

星载机数学模拟器（2-2）的控制电压数据输出端与飞轮数学模拟器（2-3）的第一控制电压数据输入端相连；

飞轮数学模拟器（2-3）的第二控制电压数据输入端即为测试数据模拟单元（2）的控制电压数据输入端；

飞轮数学模拟器（2-3）的第三飞轮转速数据输入端即为测试数据模拟单元（2）的飞轮转速数据输入端；

飞轮数学模拟器（2-3）的第四飞轮转速数据输出端与模拟端卫星动力学模型（2-4）的第一飞轮转速数据输入端相连；

模拟端卫星动力学模型（2-4）的第二姿态四元数和姿态角速度数据输入端即为测试数据模拟单元（2）的姿态四元数和姿态角速度数据输入端；

模拟端卫星动力学模型（2-4）的星敏感器输出姿态四元数和陀螺输出姿态角速度数据输出端与模拟端星敏感器及陀螺模拟器（2-1）的星敏感器输出姿态四元数和陀螺输出姿态角速度数据输入端相连、并作为测试数据模拟单元（2）的模拟端阈值判读数据输出端。

4.采用权利要求3所述的卫星闭环测试系统数据自主判读处理装置进行卫星闭环测试系统数据自主判读处理的方法；其特征在于：所述方法由如下几个步骤实现：

步骤一、根据卫星闭环测试单元（1）建立与其具有相同功能的测试数据模拟单元（2），然后在测试数据模拟单元（2）设定采样周期T₀，对卫星闭环测试单元（1）中的星载机（1-2）、飞轮（1-3）和测试端卫星动力学模型（1-4）的输出值以及测试端星敏感器及陀螺模拟器（1-1）的输出值进行采样，并用采集的数据作为测试数据模拟单元（2）中对应变量的当前值，进行下一步计算；

步骤二、根据实际测量要求，设定阈值判读器（3）中的测试数据阈值：

卫星闭环测试单元（1）的测试数据与测试数据模拟单元（2）的数据之差的绝对值的上确值向量U和下确值向量L，同时设定标志向量K，K取值为0或者1；

在相同初始条件的情况下，同时运行卫星闭环测试单元（1）和测试数据模拟单元（2），实时读取卫星闭环测试单元（1）中的姿态四元数q_R、姿态角速度w_R和测试数据模拟单元（2）中的姿态四元数q_p、姿态角速度w_p；令X_R=[q_R;w_R],X_P=[q_p;w_p]，参数X_R和X_P分别表示当前时刻卫星闭环测试单元（1）的状态值和测试数据模拟单元（2）的状态值；根据步骤二设定的阈值判读器（3）中测试数据阈值对测试数据进行实时判读；若L≤|X_R-X_P|≤U，则数据正常，阈值判读器（3）输出标志向量K＝0，返回执行步骤一；否，则数据错误，阈值判读器（3）输出标志向量K＝1。