[發(fā)明專利]一種整星全動量管理功能測試系統(tǒng)及測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310446444.3
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN103488166A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 凌瓊;張雷;王大偉;周劍敏;劉鶴;姜洋;譚志云;矯軻;趙陽;傅曉晶;梁瑞東
• 申請（專利權(quán)）人: 北京空間飛行器總體設(shè)計部
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02;G05B17/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 臧春喜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測試系統(tǒng)及測試方法，尤其涉及一種整星全動量管理功能測試系統(tǒng)及測試方法，屬于遙感衛(wèi)星整星測試領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)代低軌遙感對地觀測衛(wèi)星技術(shù)不斷發(fā)展，其中對地微波遙感技術(shù)是新技術(shù)之一。如天線采用圓錐掃描方式工作，由于天線旋轉(zhuǎn)部份的質(zhì)量相當(dāng)于整星質(zhì)量的1/10，因此對整星姿態(tài)控制產(chǎn)生了較大的角動量干擾。干擾角動量超出了姿軌控分系統(tǒng)正常模式下動量輪控制能力范圍，因此，姿軌控分系統(tǒng)設(shè)計了整星全動量管理模式，使動量輪組合的合成角動量與該天線轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的干擾角動量相互抵消，以保持整星零動量控制，維持姿態(tài)穩(wěn)定。為量化評估整星動量管理模式的控制效果，就必須設(shè)計天線動量干擾模型并引入動力學(xué)閉環(huán)仿真，通過判讀地面動力學(xué)仿真模型輸出的姿態(tài)和姿態(tài)角速度誤差，來驗證整星動量管理模式的控制效果是否滿足設(shè)計指標(biāo)。綜上所述可以看出，衛(wèi)星整星全動量管理功能是一項涉及驗證抑制動量干擾控制模式的新技術(shù)，其測試驗證方法也需根據(jù)需求重新設(shè)計。如何在地面動力學(xué)模型中引入天線轉(zhuǎn)動引起的角動量干擾并驗證衛(wèi)星全動量管理功能的正確合理性，這是全面而有效地完成該類受大動量干擾衛(wèi)星AIT測試所必須研究的課題。目前國內(nèi)外尚未見有相關(guān)文獻報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種整星全動量管理功能測試系統(tǒng)及測試方法，該測試系統(tǒng)及測試方法解決了現(xiàn)有遙感衛(wèi)星在受大動量干擾情況下整星全動量管理功能驗證的技術(shù)難題。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：一種整星全動量管理功能測試系統(tǒng)，由信號源、動力學(xué)仿真計算機、數(shù)據(jù)采集計算機、仿真控制計算機和測控計算機組成，

動力學(xué)仿真計算機：安裝衛(wèi)星姿態(tài)和軌道動力學(xué)模型仿真軟件，仿真時，按照仿真控制計算機發(fā)送的動力學(xué)設(shè)置指令對衛(wèi)星姿態(tài)和軌道動力學(xué)模型進行設(shè)置，根據(jù)數(shù)據(jù)采集計算機轉(zhuǎn)發(fā)的驅(qū)動信號進行衛(wèi)星姿態(tài)和軌道動力學(xué)仿真計算，輸出衛(wèi)星姿態(tài)和軌道動力學(xué)仿真結(jié)果；

數(shù)據(jù)采集計算機：實時采集姿軌控分系統(tǒng)中執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)生的驅(qū)動信號，并將采集的驅(qū)動信號發(fā)送給動力學(xué)仿真計算機作為仿真軟件的輸入信息；

信號源：接收動力學(xué)仿真計算機仿真輸出的衛(wèi)星姿態(tài)和軌道仿真結(jié)果，對接收到的衛(wèi)星姿態(tài)和軌道仿真結(jié)果進行敏感器模型逆運算，逆運算結(jié)果作為星上姿軌控分系統(tǒng)中敏感器的輸入信息；

仿真控制計算機：仿真開始前通過人機接口軟件向動力學(xué)仿真計算機發(fā)送動力學(xué)設(shè)置指令，仿真時通過人機接口軟件實時觀測仿真軟件的運行過程，并對動力學(xué)仿真計算機輸出的衛(wèi)星姿態(tài)和軌道動力學(xué)仿真結(jié)果進行分析；

測控計算機：向姿軌控分系統(tǒng)中姿軌控計算機發(fā)送遙控指令用于控制姿軌控分系統(tǒng)的運行狀態(tài)，同時測量姿軌控分系統(tǒng)中姿軌控計算機產(chǎn)生的遙測數(shù)據(jù)。

一種整星全動量管理功能測試方法，步驟如下：

（1）測控計算機向姿軌控分系統(tǒng)中姿軌控計算機發(fā)送遙控指令，使姿軌控分系統(tǒng)建立正常星敏高精度定姿模式，姿軌控分系統(tǒng)中執(zhí)行機構(gòu)的合成角動量為零；

（2）T時刻，衛(wèi)星上的天線起旋開始工作，假定天線轉(zhuǎn)動引起的角動量干擾方向為+Z方向，干擾角動量為H_az；在T時刻，仿真控制計算機設(shè)置動力學(xué)仿真計算機中衛(wèi)星姿態(tài)和軌道動力學(xué)模型仿真軟件引入干擾角動量H_az，衛(wèi)星姿態(tài)和軌道動力學(xué)模型仿真軟件根據(jù)干擾角動量H_az計算該干擾條件下的星體姿態(tài)和軌道動力學(xué)變化；在T時刻，測控計算機再次向姿軌控分系統(tǒng)中姿軌控計算機發(fā)送遙控指令，命令姿軌控分系統(tǒng)進入整星全動量管理模式，并通過姿軌控計算機設(shè)置執(zhí)行機構(gòu)的合成角動量為H_az，沿-Z方向；

（3）測控計算機通過遙測數(shù)據(jù)檢測執(zhí)行機構(gòu)的工作情況，直至執(zhí)行機構(gòu)的合成角動量達到遙控指令設(shè)定值，整星全動量管理模式進入穩(wěn)定運行狀態(tài)；

（4）衛(wèi)星星體姿態(tài)穩(wěn)定后，仿真控制計算機分析動力學(xué)仿真計算機輸出的衛(wèi)星姿態(tài)和軌道動力學(xué)仿真結(jié)果，通過判讀姿態(tài)和動力學(xué)仿真結(jié)果的變化范圍和均方根大小確定整星全動量管理模式下衛(wèi)星星體姿態(tài)是否滿足設(shè)計指標(biāo)；

（5）測控計算機發(fā)送遙控指令使姿軌控分系統(tǒng)退出模擬飛行模式，測試完成。