[发明专利]基于实时仿真平台的图像定位与配准演示验证系统及方法

权利要求书

1.一种基于实时仿真平台的图像定位与配准演示验证系统，其特征在于，包括如下装置：

数管计算机，用于负责接收地面的有效载荷工作指令及初始化参数设置；

图像定位与配准协处理器，用于与数管计算机采用共享缓存的方式，进行信息的读写，运行图像定位与配准补偿算法，实时计算补偿量大小；

基于实时仿真平台的有效载荷模拟器，用于运用实时仿真系统模拟有效载荷分系统在轨工作状况，根据有效载荷工作指令实时计算扫描镜转角，并接收图像定位与配准协处理器计算的补偿量，将两者叠加后通过内部传递函数模拟控制驱动机构执行；

基于实时仿真平台的动力学与姿轨控模拟器，用于运用实时仿真系统模拟姿轨控分系统在轨工作状况，实时计算卫星姿态和轨道参数作为图像定位与配准补偿算法的输入条件，并进行前馈力矩补偿；

有效载荷工作指令生成工具，用于根据卫星有效载荷不同的工作模式，生成相应的工作指令代码，通过地面遥测遥控系统上注到数管计算机；

性能演示验证评估系统，用于对数据的有效性做出判断，进行演示验证，并对系统的性能做出评估；

地面遥测遥控系统，用于上注有效载荷工作指令和图像定位与配准分系统所需要的初始化参数设置，并监控数管计算机及图像定位与配准协处理器工作状态。

2.一种权利要求1所述的基于实时仿真平台的图像定位与配准演示验证系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：有效载荷指令生成工具系统按照有效载荷不同的工作模式生成相应的有效载荷工作指令代码，通过地面遥测遥控系统上注到数管计算机；

步骤2：通过地面遥测遥控系统设置图像定位与配准协处理器初始化参数，并实时通过遥测和数传通道下传数管计算机及图像定位与配准协处理器工作状态参数；

步骤3：数管计算机及图像定位与配准协处理器在系统运行期间，以数管计算机晶振时间为基准，通过系统总线向有效载荷模拟器、动力学与姿轨控模拟器发送校时信号，校时信号每隔若干秒钟发送一次，远程终端收到校时信号后与自己的本地时间做比较，如果时间差大于第一阈值时间，则接受数管计算机校时，修改本地时间；

步骤4：数管计算机在有效载荷指令开始工作前第一阈值时间通过系统总线将工作指令发给有效载荷模拟器、动力学与姿轨控分系统模拟器，数管计算机实时接收动力学与姿轨控模拟器的姿态信息和轨道信息；

步骤5：图像定位与配准协处理器和数管计算机通过共享缓存的方式获取相应的有效载荷工作指令，姿态及轨道信息作为计算图像定位与配准补偿量的输入条件；热变形参数通过地面上注拟合参数的方式作为热变形补偿的输入条件；图像定位与配准分系统收到载荷工作指令后，每个节拍实时计算补偿量，通过串口发送给有效载荷模拟器；

步骤6：有效载荷模拟器在收到载荷的工作指令后，按照工作指令，实时计算扫描镜的理论转角，同时接收图像定位与配准分系统的补偿量，将理论转角与补偿量叠加后通过内部传递函数模拟驱动机构执行，得到有效载荷扫描镜的实测转角；

步骤7：有效载荷模拟器通过串口将实测转角发送给动力学与姿轨控模拟器，作为动力学计算干扰力矩的输入条件；有效载荷模拟器将补偿量和实测转角数据存储到上位机当中，作为性能演示验证评估系统的输入条件；

步骤8：动力学与姿轨控模拟器每隔第一时间间隔更新一次卫星姿态参数，每隔第二时间间隔更新一次轨道参数，通过总线发送给数管计算机；动力学与姿轨控模拟器将扫描镜的实测转角微分后可得到干扰力矩；有效载荷模拟器扫描镜在扫描模式开始、换向时刻都通过串口向图像定位与配准协处理器发送一个同步信号，图像定位与配准协处理器将这些信号打时标后通过总线送给动力学与姿轨控计算机模拟器，动力学与姿轨控计算机模拟器用以调整前馈力矩的产生时刻，以消除前馈力矩与干扰力矩不同步的影响；

步骤9：性能演示验证评估系统根据有效载荷模拟器输出的实测转角、补偿量，动力学与姿轨控计算机模拟器输出的动力学姿态、轨道递推参数，结合预设的热变形参数对图像定位与配准补偿算法的正确性及功能进行演示验证和评估。