本發明專利技術公開了一種多功能星敏模擬器，包括接收指令處理模塊、狀態設置模塊、程序注入模塊和數據回復模塊；接收指令處理模塊接收外部的星載控制計算機發出的數據指令，分類后分別對應送至狀態設置模塊、程序注入模塊和數據回復模塊進行處理，真實的模擬了真實星敏在軌的工作。本發明專利技術針對目前衛星系統驗證中沒有帶有時延和注入功能的數字星模模擬器的問題，設計了一種帶有注入和時延特點的多功能星敏模擬器，用于衛星控制分系統和整星的系統閉環測試，是以往從未采用過的工程試驗模擬技術。
【技術實現步驟摘要】
本技術屬于航天測試技術，涉及地面測試時，星敏感器模型的建立，保證星敏模型與真實產品的一致性。
技術介紹
近年來高精度的星敏感器在衛星控制分系統中大量使用，為了完成衛星控制分系統高精度和高保真度的系統測試，采用靜態星敏模擬器無法完成系統閉環，只能進行星敏開環測試；采用動態星敏模擬器，可有效地進行系統閉環測試，但是，由于受動態星敏模擬器安裝難度大及整星無法安裝等因素的影響，動態星敏模擬器只適用于短時間內在系統測試中采用，通常為2-3天，對于長達1000多個小時的系統測試和整星測試而言，是遠遠不夠的，為此，需要設計一種高保真度的數字星敏模擬器，用于在系統閉環測試，為控制分系統提供星敏數據的模擬。另一方面，隨著國內星敏感器研制技術的發展，星敏的功能日益強大，星敏軟件由在軌固化形式向在軌可注入修改形式逐步發展，并在多顆衛星中采用，而這一功能的實現，需要由整星的星務計算機、控制計算機、星敏三個環節共同來完成，由于注入方案和步驟復雜、難度大，各個環節的驗證工作需要分開進行，為了對控制分系統應用軟件的星敏注入功能進行充分驗證，需要采用一種帶注入功能的數字星敏模擬器，用于替代真正星敏感器。目前，控制分系統驗證中使用的數字星敏模擬器，一般將衛星動力學模型輸出的實時星敏數據通過串口發送給星載控制計算機，用于系統閉環和整星的測試。而真實的星敏感器，由于受星敏處理器、單機本身等限制，不能輸出實時的星敏數據，均具有時延特點，而目前的數字星敏模擬器則不帶有時延特點或注入功能。
技術實現思路
本專利技術解決的技術問題是:克服現有技術的不足，提供一種帶有注入和時延特點的多功能星敏模擬器，實現真實星敏感器的高保真度模擬，用于衛星控制分系統和整星的系統閉環測試。本專利技術的技術方案是:一種多功能星敏模擬器，包括接收指令處理模塊、狀態設置模塊、程序注入模塊和數據回復模塊；接收指令處理模塊接收外部的星載控制計算機發出的數據指令，將星載控制計算機的數據指令按其類型分為狀態設置類指令、注入程序類指令和數據回復類指令，并分別對應送至狀態設置模塊、程序注入模塊和數據回復模塊；同時接收指令處理模塊接收測試序列設置的星敏時延參數Td，并將星敏時延參數Td發送至數據回復模塊；所述的測試序列為衛星閉環測試時按時間先后順序設置的測試條件；狀態設置模塊根據真實星敏感器狀態設置邏輯以及輸入進來的狀態設置類指令，完成對星敏的狀態設置模擬和模式轉換模擬，并將模擬后的結果輸送至數據回復模塊；程序注入模塊對輸入進來的注入程序類指令進行動態存儲；定義一個NX (L+1)字節的內存空間，其中N為可存儲的最大數據塊塊數，L為注入程序類指令中一個數據塊的字節數；每一個數據塊內包含地面上行的已經分好塊的注入程序類指令；將小于等于N個數據塊的注入程序類指令直接在定義的NX (L+1)字節的內存空間中按照從第一塊數據塊到第N塊數據塊的順序依次進行存儲并顯示；對于大于N個數據塊的注入程序類指令，將前N個數據塊的注入程序類指令直接在定義的NX (L+1)字節的內存空間中按照從第一塊數據塊到第N塊數據塊的順序依次進行存儲并顯示，超過N個數據塊的注入程序類指令，則在定義的NX (L+1)字節的內存空間中按照從第一塊數據塊到第N塊數據塊的順序依次進行循環覆蓋存儲并顯示；每接收一個數據塊經星敏模擬器判斷正確后，發送一個正確標志給數據回復模塊；數據回復模塊根據狀態設置模塊輸送過來的模擬結果以及程序注入模塊發送的正確標志，將狀態設置模塊的模擬結果以及程序注入模塊發送的正確標志及時反饋給指令處理模塊，并按真實星敏感器通訊協議的要求，及時響應星載控制計算機發出的數據指令；定義一個LnumX (Tb/Tp)字節的星敏姿態數據數組，其中Lnum為星敏姿態數據包的長度，Tb為設定的最大時延，Tp為衛星動力學仿真周期；所述的星敏姿態數據數組對外部衛星模擬器中星敏模型輸出的(Tb/Tp)組星敏姿態數據包進行實時存儲和更新；每組星敏姿態數據包包括動力學仿真時間以及當前時刻對應的星敏姿態數據；從所述星敏姿態數據數組中，選取第(Td/Tp)組星敏姿態數據包作為當前輸出；讀取星敏模擬器最近一次記錄的同步時刻并與取出的第(Td/Tp)組星敏姿態數據包中的動力學仿真時間項作差，得到星敏輸出數據的相對時間，記作第(Td/Tp)組星敏數據包中的星敏時間，結合輸出的第(Td/Tp)組星敏姿態數據包并按照星敏通信協議組包得到時延為Td的星敏姿態數據包，經過指令處理模塊發送給星載控制計算機；同時，星敏模擬器每周期對(Tb/Tp)組星敏姿態數據包進行動態更新，形成一個最大時延為Tb的星敏數據動態數據流；所述的同步時刻指的是星敏模擬器接收到星載計算機的同步信號時，對應的星敏模擬器時刻。本專利技術與現有技術相比的優點在于:針對目前星敏模擬器沒有注入功能和時延特性的不足，設計了一種帶注入功能和時延特點的星敏模擬器，比較真實的模擬了真實星敏在軌的工作特點，從2009年開始，本專利技術已經成功應用于多個采用星敏定姿的遙感衛星控制分系統閉環測試和整星測試，為 整星和分系統閉環測試提供了有效星敏數據動態模擬，取得了良好的效果。附圖說明圖1為本專利技術星敏模擬器實現原理框圖；圖2為時延特性實現原理框圖。具體實施例方式實施流程如圖1和圖2所示，具體描述如下:一種多功能星敏模擬器，包括接收指令處理模塊、狀態設置模塊、程序注入模塊和數據回復模塊；指令處理模塊負責與星載控制計算機進行通訊，負責接收和響應星載計算機指令。接收指令處理模塊接收外部的星載控制計算機發出的數據指令，將星載控制計算機的數據指令按其類型分為狀態設置類指令、注入程序類指令和數據回復類指令，并分別對應送至狀態設置模塊、程序注入模塊和數據回復模塊；同時接收指令處理模塊接收測試序列設置的星敏時延參數Td，并將星敏時延參數Td發送至數據回復模塊；所述的測試序列為衛星閉環測試時按時間先后順序設置的測試條件；狀態設置模塊根據真實星敏感器狀態設置邏輯以及輸入進來的狀態設置類指令，如模式字、模式轉換開關、寫開關、復位指令等，完成對星敏的狀態設置模擬和模式轉換模擬，并將模擬后的結果輸送至數據回復模塊；程序注入模塊將注入程序類指令寫入指定內存空間，并在上位機進行顯示，并將正確標志發送給數據回復模塊；定義一個NX (L+1)字節的內存空間，其中N為可存儲的最大數據塊塊數，L為注入程序類指令中一個數據塊的字節數；每一個數據塊內包含地面上行的已經分好塊的注入程序類指令；將小于等于N個數據塊的注入程序類指令直接在定義的NX (L+1)字節的內存空間中按照從第一塊數據塊到第N塊數據塊的順序依次進行存儲并顯示；對于大于N個數據塊的注入程序類指令，將前N個數據塊的注入程序類指令直接在定義的NX (L+1)字節的內存空間中按照從第一塊數據塊到第N塊數據塊的順序依次進行存儲并顯示，超過N個數據塊的注入程序類指令，則在定義的NX (L+1)字節的內存空間中按照從第一塊數據塊到第N塊數據塊的順序依次進行循環覆蓋存儲并顯示；所述的循環覆蓋存儲方式為第N+1塊數據塊覆蓋第I塊數據塊、第N+2塊覆蓋第2塊數據塊……第N+N塊覆蓋第N塊數據塊的方式進行動態存儲；每接收一個數據塊經星敏模擬器判斷正確后，發送一個正確標志給數據回復模塊；數據回復模塊根據狀本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種多功能星敏模擬器，其特征在于：包括接收指令處理模塊、狀態設置模塊、程序注入模塊和數據回復模塊；接收指令處理模塊接收外部的星載控制計算機發出的數據指令，將星載控制計算機的數據指令按其類型分為狀態設置類指令、注入程序類指令和數據回復類指令，并分別對應送至狀態設置模塊、程序注入模塊和數據回復模塊；同時接收指令處理模塊接收測試序列設置的星敏時延參數Td，并將星敏時延參數Td發送至數據回復模塊；所述的測試序列為衛星閉環測試時按時間先后順序設置的測試條件；狀態設置模塊根據真實星敏感器狀態設置邏輯以及輸入進來的狀態設置類指令，完成對星敏的狀態設置模擬和模式轉換模擬，并將模擬后的結果輸送至數據回復模塊；程序注入模塊對輸入進來的注入程序類指令進行動態存儲；定義一個N×（L+1）字節的內存空間，其中N為可存儲的最大數據塊塊數，L為注入程序類指令中一個數據塊的字節數；每一個數據塊內包含地面上行的已經分好塊的注入程序類指令；將小于等于N個數據塊的注入程序類指令直接在定義的N×（L+1）字節的內存空間中按照從第一塊數據塊到第N塊數據塊的順序依次進行存儲并顯示；對于大于N個數據塊的注入程序類指令，將前N個數據塊的注入程序類指令直接在定義的N×（L+1）字節的內存空間中按照從第一塊數據塊到第N塊數據塊的順序依次進行存儲并顯示，超過N個數據塊的注入程序類指令，則在定義的N×（L+1）字節的內存空間中按照從第一塊數據塊到第N塊數據塊的順序依次進行循環覆蓋存儲并顯示；每接收一個數據塊經星敏模擬器判斷正確后，發送一個正確標志給數據回復模塊；數據回復模塊根據狀態設置模塊輸送過來的模擬結果以及程序注入模塊發送的正確標志，將狀態設置模塊的模擬結果以及程序注入模塊發送的正確標志及時反饋給指令處理模塊，并按真實星敏感器通訊協議的要求，及時響應星載控制計算機發出的數據指令；定義一個Lnum×（Tb/Tp）字節的星敏姿態數據數組，其中Lnum為星敏姿態數據包的長度，Tb為設定的最大時延，Tp為衛星動力學仿真周期；所述的星敏姿態數據數組對外部衛星模擬器中星敏模型輸出的（Tb/Tp）組星敏姿態數據包進行實時存儲和更新；每組星敏姿態數據包包括動力學仿真時間以及當前時刻對應的星敏姿態數據；從所述星敏姿態數據數組中，選取第（Td/Tp）組星敏姿態數據包作為當前輸出；讀取星敏模擬器最近一次記錄的同步時刻并與取出的第（Td/Tp）組星敏姿態數據包中的動力學仿真時間項作差，得到星敏輸出數據的相對時間，記作第（Td/Tp）組星敏數據包中的星敏時間，結合輸出的第（Td/Tp）組星敏姿態數據包并按照星敏通信協議組包得到時延為Td的星敏姿態數據包，經過指令處理模塊發送給星載控制計算機；同時，星敏模擬器每周期對（Tb/Tp）組星敏姿態數據包進行動態更新，形成一個最大時延為Tb的星敏數據動態數據流；所述的同步時刻指的是星敏模擬器接收到星載計算機的同步信號時，對應的星敏模擬器時刻。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：周劍敏，袁軍，曹永梅，劉彤，王勝剛，姚寧，王哲，潘立鑫，
申請(專利權)人：北京控制工程研究所，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。