[发明专利]一种基于光信号的整星级恒星敏感器测试系统及方法

权利要求书

1.一种基于光信号的整星级恒星敏感器测试系统，其特征在于：包括地面测试系统、动态星模；动态星模，包括：光学探头、电子星图计算机；

测试对象为恒星敏感器；整星级测试时，将动态星模的光学探头安装在恒星敏感器光学探头遮光罩上，动态星模的电子星图计算机接入地面测试系统，地面测试系统根据卫星姿态，计算出动力学星敏四元数传输给电子星图计算机；动态星模计算机将动力学星敏四元数实时转化为星空图像；动态星模光学探头将星空图像放映于恒星敏感器遮光罩内，模拟真实星空；

使用动态星模对恒星敏感器测试时，包括开路测试与闭路测试；开路测试为：地面测试系统通过动力学指令设置动力学星敏四元数，与星上恒星敏感器反馈的四元数遥测进行计算，得到安装校准矩阵；动态星模的电子星图计算机根据安装校准矩阵矫正动态星模的光学探头安装所带来的偏差，对偏差矫正后的动力学星敏四元数与星上恒星敏感器反馈的四元数遥测的差值的绝对值进行判断，若差值的绝对值小于等于设定的阈值，则判定恒星敏感器的开路测试正常，否则判定恒星敏感器的开路测试不正常；

闭路测试为：地面测试系统通过动力学指令设置卫星的动力学轨道与时间，将动力学轨道递推一段时间得到星上轨道，然后通过卫星的数管指令配合遥控指令向卫星的控制计算机注入星上轨道与时间，注入后，星上转为采用星敏控姿的模式，根据恒星敏感器的动态响应进行判断，若卫星的姿态收敛且满足控制精度要求，判定闭路测试工作正常，否则判定为不正常。

2.根据权利要求1所述的一种基于光信号的整星级恒星敏感器测试系统，其特征在于：恒星敏感器测试的闭路测试中，将动力学轨道递推一段时间得到星上轨道，具体方法为：

(1)记录当前T0时刻的卫星轨道系下的动力学轨道数据[x0,y0,z0,vx0,vy0,vz0]^T；

(2)不考虑轨道摄动因素，对轨道进行线性递推，设卫星运行半径为r，引力加速度为[ax,ay,az]^T，计算方法如公式(1)、公式(2)所示；

公式(2)中M为地球质量，G为引力常量；

(3)按照公式(3)进行计算，得到经过了t1时长后的星上轨道；

恒星敏感器测试的闭路测试中，使动力学时间轨道与星上时间轨道一致的具体方法为：

(1)将动力学设置为暂停状态，模拟仿真T0时刻的轨道六根数(a0,e0,i0,Ω0,w0,M0)，然后将动力学时间T、轨道六根数(a0,e0,i0,Ω0,w0,M0)与姿态等信息注入动力学；此时动力学处于暂停状态，计时器不工作，轨道姿态闭路运算暂停；

(2)将星上设置为不使用星敏的模式，发送注入星上时间T的遥控指令，在指令发送完毕后马上启动动力学，使动力学时间与星上时间同步从T开始计时；同时记录此T0时刻的动力学轨道数据[x0,y0,z0,vx0,vy0,vz0]^T；

(3)模拟仿真t时长之后即T1＝T0+t时刻的轨道参数[x,y,z,vx,vy,vz]^T，通过卫星数管分系统的上行指令注入功能，利用1553B总线注入轨道信息与生效时间T1，指令注入时间缩短为使用控制分系统比例式指令的1/10，保证在T1时刻前将轨道信息注入完毕，则在T1时刻星上使用新注入轨道，星上轨道与动力学轨道高度一致。