[發明專利]一種基于小衛星信息系統的數傳天線整星測試方法

有效

• 申請號: 201310505437.6
• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN103592533A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 張可立;胡煒;李麗瓊
• 申請（專利權）人: 航天東方紅衛星有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及一種基于小衛星信息系統的整星數傳天線模擬在軌條件下的控制及指向地面站精度的測試方法，屬于小衛星地面測試領域。

背景技術

高碼速率點波速雙極化天線（下文均簡稱數傳天線）是一種新型的對地數傳天線，其特點是傳輸速率高、增益高、功耗小，但同時也要求衛星具備靈活、多樣的天線在軌控制方法、精確的地面指向精度以及整星測試的方法。

此類天線在ZY-03、XX-11等遙感衛星上使用過，小衛星平臺在GF-1衛星上首次使用此類數傳天線，因此針對小衛星平臺，需根據其特點設計天線在軌控制方式和相應的整星地面測試方法。

數傳天線在軌有3種控制方式，具體如下：

1、姿控控制方式：姿控中心控制單元，根據事先設置的地面站編號（包括地面站經緯度和地面站高程）、當前衛星姿態數據、當前衛星軌道數據，計算出當前控制角度（X軸轉角、Y軸轉角）數據，并通過中心控制單元與數傳天線伺服控制器之間的專用422總線發送給伺服控制器，由伺服控制器根據此角度控制雙軸電機轉動，從而實現對地面站的指向跟蹤；

2、GPS程控方式：伺服控制器根據從整星總線接收到的GPS定位廣播數據、姿控姿態廣播數據，以及事先設置的地面站編號（包括地面站經緯度和地面站高程），計算出當前控制角度（X軸轉角、Y軸轉角）數據，并根據此角度控制雙軸電機轉動，從而實現對地面站的指向跟蹤；

3、軌道程控方式：伺服控制器根據從整星總線接收到的軌道數據（事先存儲在星務中心計算機中）、姿控姿態廣播數據，以及事先設置的地面站編號（包括地面站經緯度和地面站高程），計算出當前控制角度（X軸轉角、Y軸轉角）數據，并根據此角度控制雙軸電機轉動，從而實現對地面站的指向跟蹤。

由于數傳天線在小衛星上屬于首次應用，并且天線控制參與的分系統較多，目前沒有可以參考或依據的測試方案。另外要實現數傳天線的整星測試，必須實現各分系統的軌道同步、時間同步，而目前整星測試，姿控分系統、GPS接收機均按照各自地面設備注入的軌道、時間等進行運行，無法滿足測試時間、軌道同步的要求。因此現在急需研制一種測試方法，用于準確模擬小衛星在軌軌道和時間信息狀態，從而解決小衛星整星條件下的數傳天線地面測試問題。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供一種基于小衛星信息系統的數傳天線整星測試方法，本發明準確地模擬了小衛星在軌軌道、時間信息狀態，解決了小衛星整星條件下的數傳天線測試問題。

本發明的技術解決方案是：

一種基于小衛星信息系統的數傳天線整星測試方法，所述數傳天線有姿控、GPS程控和軌道程控三種在軌控制方式，三種不同的控制方式對應著三種不同的數傳天線整星測試方法，包括以下步驟：

（1）數傳天線姿控控制方式下的測試方法步驟如下：

（a）開始測試前，確認衛星系統星箭分離開關處于壓緊狀態以及數傳天線處于展開待命狀態；

（b）向星上姿控分系統注入測試用軌道參數，其中所述的測試軌道參數中的當前測試軌道時間T0值和星箭分離時刻UTC0值的設置滿足以下條件：若星上測試起始時間為T，則UTC0設置為T-1800s,T0設置為1800s；

（c）設置星務中心計算機測試程控指令和程控數據塊；

（d）啟動地面測試設備，釋放星箭分離開關，衛星星時清零，隨后衛星自主進入入軌模式并最終進入正常星敏定姿模式；

（e）星務根據當前星時自動執行程控指令和程控數據塊控制衛星進行側擺，同時姿控分系統根據當前衛星軌道數據和姿態數據控制數傳天線對指定地面站進行跟蹤，并在整個跟蹤過程中通過遙測通道下傳實時跟蹤角度數據；

（f）在規定的時間內，衛星姿態側擺一定角度，同時數傳天線跟蹤指定的地面站；開啟數傳和相機設備，開始進行衛星成像和傳輸，在此過程中數傳天線保持對指定地面站的跟蹤，并實時返回跟蹤角度遙測數據；

（g）衛星成像和傳輸結束后，關閉數傳和相機設備，同時衛星側擺返回，數傳天線自主進入復位模式，按照一定角速度返回事先設定的復位角度；

（h）在規定的時間內，數傳天線復位結束，數傳分系統斷電，測試流程結束；

（i）根據步驟（f）中測量到的跟蹤角度遙測數據與理論跟蹤角度遙測數據進行分析對比，確定測試結果；

（2）數傳天線GPS程控控制方式下的測試方法步驟如下：

（a）開始測試前，確認衛星系統星箭分離開關處于壓緊狀態以及數傳天線處于展開待命狀態；