[發明專利]一種APS星敏感器電子星空模擬器

有效

• 申請號: 201210544281.8
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN103033196A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 王玉峰;吳小明;王浩;謝軍;徐菁宇;劉新彥;鐘紅軍;黃欣
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及一種APS星敏感器電子星空模擬器，屬于衛星控制分系統地面測試研究領域。

背景技術

當前衛星使用的姿態敏感器主要有地球敏感器、太陽敏感器、陀螺、星敏感器。陀螺測量相對姿態，確定姿態時必須有初值。地球敏感器、太陽敏感器和星敏感器直接測量姿態。地球敏感器一般測量滾動和俯仰姿態；太陽敏感器一般只測兩軸姿態，多個太陽敏感器組合可以實現三軸姿態測量；星敏感器測量三軸姿態。地球敏感器和太陽敏感器在全天球只有地球或太陽進入視場內才能測量姿態，星敏感器可以實現全天球姿態測量。星敏感器全天球提供高精度三軸姿態的優點使得越來越多的衛星選用星敏感器作為姿態測量部件。

衛星地面測試是衛星研制過程中的重要環節，測試主要分為分系統、整星、靶場三個階段。星敏感器作為姿態測量的主要部件，對其測試的充分性和有效性需要重點關注。當前星敏感器常用的測試手段有靜態星空模擬器(Static?StarSimulator)、動態星空模擬器(Dynamic?Star?Simulator)和電子星空模擬器(Electrical?Star?Simulator)。

靜態星空模擬器產生靜態星圖，考察星敏感器的光路和電路性能。靜態星空模擬器結構簡單、易于安裝使用、能同時考察光電性能、成本低、可用于分系統、整星和靶場測試。缺點是不能考察星敏感器動態性能，不能構成閉路測試。

動態星空模擬器產生動態星圖，可以考察星敏感器動態光學和電性能，能構成閉環回路。動態星空模擬器小型化難度大、安裝精度要求較高、安裝機構復雜、成本較高，可用于在分系統測試，整星和靶場測試困難。

現有的電子星空模擬器一般采用PC機和擴展板實現，體積大，結構復雜，運行穩定性不夠，星點精度低，不能滿足要求。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種APS星敏感器電子星空模擬器。

本發明的技術解決方案是：

一種APS星敏感器電子星空模擬器，包括：DSP、FPGA、RAM和LVDS接口電路；

DSP接收外部輸入的所述APS星敏感器的姿態數據并計算生成星圖，之后將星圖數據通過FPGA存儲到RAM中，FPGA再通過LVDS接口電路將RAM中存儲的星圖數據輸出；

DSP通過FPGA向RAM中存儲數據和FPGA從RAM中讀取數據為乒乓存儲方式。

所述DSP中計算生成星圖具體通過如下步驟進行：

(3.1)DSP根據接收到的外部輸入的所述APS星敏感器的姿態數據進行光軸指向計算，得到光軸在地心慣性坐標系下的單位矢量；

(3.2)從緯度圈內找到距離步驟(3.1)中得到的光軸最近的兩個緯度圈，然后在這兩個緯度圈內查找距離光軸最近的2個索引點，最后對每個索引點所在網格內的導航星矢量和光軸的單位矢量進行點乘運算，保留在視場內的導航星；所述索引點是指以經度和緯度劃分的網格的幾何中心；

(3.3)將步驟(3.2)中保留的導航星的矢量坐標[X_i?Y_i?Z_i]^T轉換成在所述APS星敏感器焦平面上二維坐標[U?V]^T；