[发明专利]一种陀螺组合的角速度信号模拟方法

说明书

一种陀螺组合的角速度信号模拟方法，将陀螺组合水平放置在地基上，陀螺组合分别与地面动力学仿真计算机和星上计算机硬件连接，地面动力学仿真计算机将仿真计算获得的卫星姿态角速度与陀螺组合三轴上的地球自转角速度分量的差值作为陀螺组合需要模拟的角速度值输出给陀螺组合，陀螺组合接收地面动力学仿真计算机的输入数据后，输出卫星姿态角速度数据给星上计算机。本发明解决了使用陀螺组合测试口时地球自转角速度带来的影响，同时也解决了地面闭环试验时无运动模拟器不能接入使用陀螺数据的问题，使陀螺组合接入卫星姿态控制系统不再受限于运动模拟器，加强了陀螺组合地面验证的有效性和真实性。

技术领域

本发明涉及一种陀螺组合的角速度信号模拟方法。

背景技术

高精度、高稳定度的卫星姿态控制系统中通常用陀螺组合来作为角速度敏感器。陀螺组合为控制系统的重要产品。在卫星姿态控制系统半物理仿真试验系统中，通常角速度的使用方法有两种：一种将陀螺组合放置于运动模拟器(转台)上，并以动力学仿真数据驱动运动模拟器模拟卫星姿态，以此激励陀螺组合输出角速度信息给星上计算机实现闭环控制；而另外一种方法是动力学仿真计算机直接模拟陀螺组合的输出将角速度信息输入给星上计算机。第一种方法受限于场地，如果陀螺组合安装于整星后，无法实现陀螺组合接入的闭环控制。第二种方法在半物理仿真试验系统中无法使用陀螺组合的任何真实输出，星上软件对于陀螺组合的数据及产品状态无法进行时实判断。

发明内容

本发明提供一种陀螺组合的角速度信号模拟方法，解决了使用陀螺组合测试口时地球自转角速度带来的影响，同时也解决了地面闭环试验时无运动模拟器不能接入使用陀螺数据的问题，使陀螺组合接入卫星姿态控制系统不再受限于运动模拟器，加强了陀螺组合地面验证的有效性和真实性。

为了达到上述目的，本发明提供一种陀螺组合的角速度信号模拟方法，包含以下步骤：将陀螺组合水平放置在地基上，陀螺组合分别与地面动力学仿真计算机和星上计算机硬件连接，地面动力学仿真计算机将仿真计算获得的卫星姿态角速度与陀螺组合三轴上的地球自转角速度分量的差值作为陀螺组合需要模拟的角速度值输出给陀螺组合，陀螺组合接收地面动力学仿真计算机的输入数据后，输出卫星姿态角速度数据给星上计算机。

所述的地面动力学仿真计算机输出给陀螺组合的角速度值为：

式中：是地面动力学仿真计算机输出给陀螺组合的角速度；是卫星相对惯性空间的角速度；A是卫星姿态相对陀螺组合坐标系的位置转换矩阵；是地球自转角速度在陀螺组合坐标系中的分量。

放置在地基上的陀螺组合三个测量轴上的地球自转角速度的分量的计算公式为：

式中：ω_e是地球自转角速度，ω_e＝15°/h；λ是地基所在地的地理纬度；δ是陀螺组合Y轴与北向夹角，陀螺组合三轴正交且X轴指天。

所述的陀螺组合的测试口与地面动力学仿真计算机的硬件接口板卡连接，陀螺组合的测试口与星上计算机的硬件接口板卡连接。

陀螺组合与地面动力学仿真计算机的通讯周期T1小于陀螺组合与星上计算机的通讯周期T2。

本发明利用陀螺组合的测试口，输入为卫星动力学仿真的卫星角速度及陀螺组合所测得地球自转角速度分量差值，模拟卫星姿态所需的陀螺组合输出，实现闭环控制，解决了使用陀螺组合测试口时地球自转角速度带来的影响，保留了陀螺组合自身输出的特点如零偏及零偏稳定性等等，同时也解决了地面闭环试验时无运动模拟器不能接入使用陀螺数据的问题，在整个的卫星测试过程中均可以使用陀螺组合真实输出，使陀螺组合接入卫星姿态控制系统不再受限于运动模拟器，加强了陀螺组合地面验证的有效性和真实性。

附图说明

图1是本发明的示意图。

具体实施方式