[发明专利]基于紫外敏感器的自主导航半物理仿真试验系统

摘要

基于紫外敏感器的自主导航半物理仿真试验系统，紫外敏感器环形视场观测紫外地球模拟器，紫外敏感器中心视场观测动态恒星模拟器，测量信号发送到导航计算机中，姿态轨道仿真器进行卫星姿态轨道计算，计算结果作为基准轨道姿态数据发送到控制计算机，控制计算机根据基准姿态轨道数据生成地球圆盘大小指令控制地球模拟器的圆盘大小变化，生成惯性姿态四元数指令控制动态恒星模拟器星图变化，导航计算机根据紫外敏感器测量信号进行导航滤波计算，得到卫星位置估计值和速度估计值，与基准数据比对后得到导航精度。本发明实现了硬件在回路内的基于紫外敏感器真实测量数据的半物理仿真验证试验，可以有效地在地面验证卫星全自主导航系统的性能。

主权项

基于紫外敏感器的自主导航半物理仿真试验系统，其特征在于包括：紫外敏感器、紫外地球模拟器、动态恒星模拟器、姿态轨道仿真器、控制计算机和导航计算机，其中：紫外敏感器：包括一个中心视场的紫外通道和一个环形视场的可见光通道，环形视场通过观测紫外地球模拟器获取滚动角和俯仰角测量信号，中心视场通过观测动态恒星模拟器的恒星星图得到惯性姿态四元数测量信号，所述的测量信号送至导航计算机；紫外地球模拟器：用于模拟地球圆盘，为紫外敏感器环形视场提供测量目标；动态恒星模拟器：用于模拟随卫星运行而变化的恒星星图，为紫外敏感器中心视场提供测量目标；姿态轨道仿真器：利用卫星轨道动力学模型进行卫星姿态轨道计算，将姿态轨道数据发送至控制计算机，并将计算结果作为基准数据发送至导航计算机；控制计算机：根据基准的姿态轨道数据生成地球圆盘大小指令控制紫外地球模拟器圆盘大小变化来模拟卫星高度变化，生成惯性姿态四元数指令控制动态恒星模拟器星图变化模拟卫星在轨运动过程；导航计算机：根据紫外敏感器传来的滚动角、俯仰角和惯性姿态四元数测量信号，进行导航滤波计算，得到卫星的位置估计值和速度估计值；将所述的卫星位置估计值和速度估计值与姿态轨道仿真器给出的卫星姿态轨道计算结果进行比较，得到导航精度。