[發(fā)明專利]基于實時仿真平臺的圖像定位與配準演示驗證系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310143643.7
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103309242A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設計）人: 許海玉;董瑤海;呂旺;王皓;沈毅力;邊志強;曾擎
• 申請（專利權(quán)）人: 上海衛(wèi)星工程研究所
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種基于實時仿真平臺的圖像定位與配準演示驗證系統(tǒng)，其特征在于，包括如下裝置：

數(shù)管計算機，用于負責接收地面的有效載荷工作指令及初始化參數(shù)設置；

圖像定位與配準協(xié)處理器，用于與數(shù)管計算機采用共享緩存的方式，進行信息的讀寫，運行圖像定位與配準補償算法，實時計算補償量大小；

基于實時仿真平臺的有效載荷模擬器，用于運用實時仿真系統(tǒng)模擬有效載荷分系統(tǒng)在軌工作狀況，根據(jù)有效載荷工作指令實時計算掃描鏡轉(zhuǎn)角，并接收圖像定位與配準協(xié)處理器計算的補償量，將兩者疊加后通過內(nèi)部傳遞函數(shù)模擬控制驅(qū)動機構(gòu)執(zhí)行；

基于實時仿真平臺的動力學與姿軌控模擬器，用于運用實時仿真系統(tǒng)模擬姿軌控分系統(tǒng)在軌工作狀況，實時計算衛(wèi)星姿態(tài)和軌道參數(shù)作為圖像定位與配準補償算法的輸入條件，并進行前饋力矩補償；

有效載荷工作指令生成工具，用于根據(jù)衛(wèi)星有效載荷不同的工作模式，生成相應的工作指令代碼，通過地面遙測遙控系統(tǒng)上注到數(shù)管計算機；

性能演示驗證評估系統(tǒng)，用于對數(shù)據(jù)的有效性做出判斷，進行演示驗證，并對系統(tǒng)的性能做出評估；

地面遙測遙控系統(tǒng)，用于上注有效載荷工作指令和圖像定位與配準分系統(tǒng)所需要的初始化參數(shù)設置，并監(jiān)控數(shù)管計算機及圖像定位與配準協(xié)處理器工作狀態(tài)。

2.一種權(quán)利要求1所述的基于實時仿真平臺的圖像定位與配準演示驗證系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：有效載荷指令生成工具系統(tǒng)按照有效載荷不同的工作模式生成相應的有效載荷工作指令代碼，通過地面遙測遙控系統(tǒng)上注到數(shù)管計算機；

步驟2：通過地面遙測遙控系統(tǒng)設置圖像定位與配準協(xié)處理器初始化參數(shù)，并實時通過遙測和數(shù)傳通道下傳數(shù)管計算機及圖像定位與配準協(xié)處理器工作狀態(tài)參數(shù)；

步驟3：數(shù)管計算機及圖像定位與配準協(xié)處理器在系統(tǒng)運行期間，以數(shù)管計算機晶振時間為基準，通過系統(tǒng)總線向有效載荷模擬器、動力學與姿軌控模擬器發(fā)送校時信號，校時信號每隔若干秒鐘發(fā)送一次，遠程終端收到校時信號后與自己的本地時間做比較，如果時間差大于第一閾值時間，則接受數(shù)管計算機校時，修改本地時間；

步驟4：數(shù)管計算機在有效載荷指令開始工作前第一閾值時間通過系統(tǒng)總線將工作指令發(fā)給有效載荷模擬器、動力學與姿軌控分系統(tǒng)模擬器，數(shù)管計算機實時接收動力學與姿軌控模擬器的姿態(tài)信息和軌道信息；

步驟5：圖像定位與配準協(xié)處理器和數(shù)管計算機通過共享緩存的方式獲取相應的有效載荷工作指令，姿態(tài)及軌道信息作為計算圖像定位與配準補償量的輸入條件；熱變形參數(shù)通過地面上注擬合參數(shù)的方式作為熱變形補償?shù)妮斎霔l件；圖像定位與配準分系統(tǒng)收到載荷工作指令后，每個節(jié)拍實時計算補償量，通過串口發(fā)送給有效載荷模擬器；

步驟6：有效載荷模擬器在收到載荷的工作指令后，按照工作指令，實時計算掃描鏡的理論轉(zhuǎn)角，同時接收圖像定位與配準分系統(tǒng)的補償量，將理論轉(zhuǎn)角與補償量疊加后通過內(nèi)部傳遞函數(shù)模擬驅(qū)動機構(gòu)執(zhí)行，得到有效載荷掃描鏡的實測轉(zhuǎn)角；

步驟7：有效載荷模擬器通過串口將實測轉(zhuǎn)角發(fā)送給動力學與姿軌控模擬器，作為動力學計算干擾力矩的輸入條件；有效載荷模擬器將補償量和實測轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)存儲到上位機當中，作為性能演示驗證評估系統(tǒng)的輸入條件；

步驟8：動力學與姿軌控模擬器每隔第一時間間隔更新一次衛(wèi)星姿態(tài)參數(shù)，每隔第二時間間隔更新一次軌道參數(shù)，通過總線發(fā)送給數(shù)管計算機；動力學與姿軌控模擬器將掃描鏡的實測轉(zhuǎn)角微分后可得到干擾力矩；有效載荷模擬器掃描鏡在掃描模式開始、換向時刻都通過串口向圖像定位與配準協(xié)處理器發(fā)送一個同步信號，圖像定位與配準協(xié)處理器將這些信號打時標后通過總線送給動力學與姿軌控計算機模擬器，動力學與姿軌控計算機模擬器用以調(diào)整前饋力矩的產(chǎn)生時刻，以消除前饋力矩與干擾力矩不同步的影響；

步驟9：性能演示驗證評估系統(tǒng)根據(jù)有效載荷模擬器輸出的實測轉(zhuǎn)角、補償量，動力學與姿軌控計算機模擬器輸出的動力學姿態(tài)、軌道遞推參數(shù)，結(jié)合預設的熱變形參數(shù)對圖像定位與配準補償算法的正確性及功能進行演示驗證和評估。