[发明专利]一种适用于快响应卫星的姿轨控闭环半物理仿真测试方法

说明书

本发明一种适用于快响应卫星的姿轨控闭环控制方法，具体步骤为：1)设计综合电子计算机时预留一路与地面设备通讯的RS‑422串口；2)在卫星动力学模型中搭建各种虚拟单机模型；3)打包各虚拟单机模型计算出的测量数据，通过RS‑422串口送至综合电子计算；同时接收计算机发出的控制指令，转发至各虚拟单机模型；4)设定标志字，通过判断标志字为每台单机选择信息来源。该测试方法无需为了产品配套不全做软件方面的适应性调整，保证了系统设计师将主要时间和精力集中于方案设计和最终软件的实现上，达到了事半功倍的测试效果，值得进一步扩大应用和推广。

技术领域

本发明设涉及一种适用于快响应卫星的姿轨控闭环半物理仿真测试方法。

背景技术

根据浦江一号卫星的系统设计，基于太阳矢量方位和磁场矢量方位的双矢量定姿作为卫星一种主要的控制模式，为了在地面模拟轨道地磁场信息，以往通过姿态和轨道动力学模拟器设置一块D/A数模转换卡，来模拟磁强计输出的磁场强度信息，但该方法不能将磁强计单机和模拟的磁强计信息同时接入系统，且整星级半物理仿真试验过程中必须频繁插拔磁强计单机电缆，以往测试方法的测试效率低，不符合快速测试理念。

浦江一号卫星姿轨控星载软件采用1750浮点数据格式，而地面采用IEEE浮点数据格式。若采用动力学与星上直接串口422连接的情况，1750浮点和IEEE浮点数据格式的转换问题则需要星上软件来转换，这部分软件在轨时就成为“多余物”，与真实单机通信时，不能实现无缝对接。分系统没有GPS模拟器，GPS这部分设计及实现只有到整星的时候才能验证，由于时间紧，这部分内容不能得到充分的验证。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种适用于快响应卫星的姿轨控闭环半物理仿真测试方法，在研制周期短，研制经费紧的情况下，能进行快速测试，满足测试覆盖性。

本发明的技术方案是：一种适用于快速响应卫星的姿轨控闭环测试方法，包括如下步骤：

1)设计综合电子计算机时预留一路与地面设备通讯的RS-422串口；

2)在卫星动力学模型中搭建各种虚拟单机模型；

3)打包各虚拟单机模型计算出的测量数据，通过RS-422串口送至综合电子计算；同时接收计算机发出的控制指令，转发至各虚拟单机模型；

4)设定标志字，通过判断标志字为每台单机选择信息来源。

所述虚拟单机模型包括敏感器模型和执行机构模型；各敏感器模型根据星体姿态和轨道动力学信息计算自身的单机测量数据；各执行机构模型接收计算机指令，经模型运算后输出控制力和力矩。

所述设定标志字的方法为：星载软件定义一个标志字，该标志字的每一个bit位约定代表一个单机；当某bit位为“0”时，表示该位所对应的单机信息来源于动力学模型信息，当该bit位为“1”时，表示该位所对应的单机信息来源于真实单机。

所述通过判断标志字为每台单机选择信息来源的具体方法为：根据每位单机的情况，填写标志字，然后根据星载软件给该标志字分配的内存地址，上注标志字；星载软件通过软件判断出标志字的信息，给每台单机选择信息来源。

本发明采用的方法与现有技术相比，其优点和有益效果是：

1)该发明实现了当单机故障时，无需改变测试硬件状态，通过单机信息选择标志字选择模型，与故障单机信息进行比对，能够快速精准的对单机故障进行定位；

2)通过该项发明，能够使地面动力学模拟GPS信息接入闭环测试系统，充分验证星上GPS接口和软件设计的正确性，提高了在轨GPS单机应用率，提高在轨定位的准确性；