[发明专利]一种卫星模拟器集成仿真系统及仿真方法

说明书

技术领域

本发明属于卫星仿真测试技术领域，具体涉及一种卫星模拟器集成仿真系统及仿真方法。

背景技术

卫星模拟器是对卫星进行地面仿真测试的有效手段，具有可信度高、适用范围广的优点。随着卫星系统复杂性的增强、对卫星地面测试要求的提高，卫星模拟器往往需要集成多个分系统模拟器进行联合仿真。同时在编队飞行、交会对接等空间任务中，涉及多个卫星的相互关系，需要多个卫星模拟器进行联合仿真。这些都要求进行卫星模拟器集成仿真。

目前针对这一需求，主要针对具体任务开展模拟器集成方案和各分模拟器设计，最终进行模拟器集成测试和仿真。这一方法的缺点是分系统模拟器之间紧密耦合，各模拟器之间的接口和数据关系复杂，单个模拟器的修改会影响到集成仿真系统，为模拟器修改和联调带来较大困难；同时模拟器总体方案扩展性差，如果需求改变需要做大量的工作，因而随着系统设计的深入，模拟器集成方案往往需要做大的调整甚至重新设计；由于缺乏通用的集成方法，针对每个具体任务都需要做较多构建和测试工作，影响了模拟器集成仿真的效率和可靠性。随着卫星模拟器集成仿真要求的提高，迫切需要灵活性和扩展性好的模拟器集成仿真系统及方法。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种卫星模拟器集成仿真系统及仿真方法；通过为每个卫星模拟器设置实时模拟器代理，解决了卫星模拟器之间接口类型匹配的问题；通过设置集成仿真服务器，完成了卫星模拟器之间信息交互关系的动态配对，实现了卫星模拟器之间的松耦合关系；通过规范模拟器代理间的信息交互，实现了较为通用的模拟器集成流程，较好的解决了上述集成仿真问题。

图1给出了本发明的原理示意图，发明所采用的技术方案如下：

一种卫星模拟器集成仿真系统，包括：集成仿真服务器、多个实时模拟器、每个实时模拟器对应一个模拟器代理、实时网络；

所述的实时模拟器包括卫星模拟器或者卫星分系统模拟器，所述卫星模拟器是指模拟卫星功能的实模拟系统，所述卫星分系统模拟器是指模拟卫星分系统的功能的实时模拟系统或者卫星分系统实物；集成仿真系统中能够根据仿真需要接入多个实时模拟器，每个实时模拟器均通过模拟器代理接入实时网络，实时模拟器与模拟器代理之间的输入输出接口在数据结构和连接方式上与真实系统接口完全一致，提高系统模拟的有效性。

所述的模拟器代理，完成实时模拟器的接口转换和控制，是实时模拟器与卫星模拟器仿真系统其它部分交互的唯一通道；模拟器代理一侧连接实时模拟器，模拟器代理另一侧连接实时网络；模拟器代理预存了实时模拟器的名称、网络地址端口和输入输出接口信息，启动后首先将这些信息打包成为注册信息发送至集成仿真服务器，并接收集成仿真服务器的注册确认信息和接口配对信息；收到注册确认信息后，模拟器代理建立信息监听服务，监听来自实时网络的连接请求；收到接口配对信息后，模拟器代理向接口配对信息中给定的服务器端口发送连接请求，与其它模拟器代理建立数据连接；随后实时模拟器接收来自集成仿真服务器的开始指令，进入如下循环过程：模拟器代理通过中断的方式接收来自实时网络的时间同步数据包获取仿真系统的全局时间，该数据包由集成仿真服务器发送；根据该全局时间和模拟器代理预设的控制周期逻辑向模拟器发送控制指令，控制模拟器的运行；收集其它模拟器代理通过实时网络发送的仿真数据，进行重新打包并发送至实时模拟器；收集来自于实时模拟器接口的仿真数据，重新打包并通过实时网络发送至其它模拟器代理，完成模拟器之间的数据交换。

所述集成仿真服务器由上位机和下位机两部分组成，上位机采用windows平台，用于用户输入输出和数据显示，下位机以VxWorks操作系统为平台，通过实时网络与实时模拟器代理进行数据交换；集成仿真服务器启动后，下位机通过实时网络接收各模拟器代理的注册信息，收到注册信息后，记录各模拟器代理的名称、网络地址端口和输入输出接口信息，并根据其输入输出接口信息进行匹配，向各模拟器代理发送注册确认信息和接口配对信息；当仿真开始后，上位机向下位机发送仿真启动指令，下位机向各模拟器代理分别发送开始指令；之后下位机利用自身内部时钟源定时生成时间同步数据包，通过实时网络发送至各模拟器代理。

所述实时网络，用于完成各模拟器代理之间，及模拟器代理与集成仿真服务器之间的信息传输，是满足模拟器集成仿真实时性和速率要求的网络系统。