[實用新型]一種X射線脈沖星地面捕獲跟蹤演示系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320618436.8
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN203490890U
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李振新;莫麗東;李博;孟建民;冉江南;帥平
• 申請（專利權(quán)）人: 天津航天機電設(shè)備研究所
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00;G01C21/02;G01C25/00
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12211
• 代理人: 李震勇

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種地面演示系統(tǒng)，適用于X射線脈沖星導(dǎo)航探測器捕獲跟蹤原理驗證和工作模式模擬展示。

背景技術(shù)

脈沖星是太陽系以外的遙遠天體，其位置坐標猶如恒星星表一樣構(gòu)成一種高精度慣性參考系。脈沖星按一定頻率發(fā)射穩(wěn)定的脈沖信號，其長期穩(wěn)定度好于地球上最穩(wěn)定的銫原子鐘。脈沖星可以提供絕好的空間、時間參考基準，是空間飛行器極好的天然導(dǎo)航信標。

探測器對X射線脈沖星信號的捕獲方式在地面無法直接觀測到，因此，需要在探測器搭載之前對捕獲跟蹤方式進行詳細的模擬。這就迫切需要一種能夠在地面上對X射線脈沖星探測器工作原理和捕獲跟蹤過程進行模擬驗證的演示系統(tǒng)。

本實用新型通過光源模擬脈沖星，圓弧軌道上的移動平臺模擬衛(wèi)星軌道上的探測器，采用綜合控制單元控制平臺和機構(gòu)運行，模擬星載機構(gòu)的運行，采用演示單元實時顯示捕獲過程，達到真實模擬X射線脈沖星探測器工作原理和捕獲跟蹤過程的效果。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型要解決的問題是提供一種能夠?qū)射線脈沖星導(dǎo)航探測器的捕獲跟蹤原理進行地面驗證、對探測器的工作方式進行模擬的演示系統(tǒng)，并且可以驗證星載指向跟蹤機構(gòu)的工作性能，實現(xiàn)X射線脈沖星導(dǎo)航探測器工作過程的可視化。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是：提供一種X射線脈沖星地面捕獲跟蹤演示系統(tǒng)，包括綜合控制單元、演示單元、移動平臺、探測器軌道、光源、光源軌道、模擬探測器、模擬地球、無線傳輸模塊和系統(tǒng)電源；所述綜合控制單元設(shè)有無線傳輸模塊；所述移動平臺包括轉(zhuǎn)臺和底座，轉(zhuǎn)臺安裝在底座上，底座安裝在探測器軌道上，所述轉(zhuǎn)臺可二維轉(zhuǎn)向角度調(diào)整，轉(zhuǎn)臺上安裝有驅(qū)動部件控制器、無線傳輸模塊和模擬探測器；所述探測器軌道為圓環(huán)形軌道，且與模擬地球同心；所述光源不少于一個，且固接在光源支架上，光源支架配合連接在光源軌道上，且能在光源軌道上移動；所述光源軌道位于演示辦公室的頂端，且與探測器軌道共軸心；所述模擬探測器上安裝有顯示屏，且內(nèi)置有視覺傳感器。

綜合控制單元主要通過上位機儲存源程序，檢測系統(tǒng)當前狀態(tài)，發(fā)送、接收、處理、執(zhí)行操作指令，控制整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

演示單元主要通過顯示器來展示模擬脈沖星捕獲的原理和過程，并實時顯示捕獲的狀態(tài)，便于現(xiàn)場演示和講解。

無線傳輸模塊（信號和數(shù)據(jù)無線發(fā)射及接受模塊）用于接收控制信號以及傳輸狀態(tài)數(shù)據(jù)，無線傳輸模塊通過無線傳輸單元進行測量、控制等數(shù)據(jù)和信息的傳輸操作，模塊分為發(fā)射端和接受端，分別安裝在驅(qū)動控制器和綜合控制單元上；

驅(qū)動控制器用于控制驅(qū)動部件動作，模擬探測器用于顯示已捕獲目標對象，視覺傳感器用于測量光源的位置及狀態(tài)信息，并反饋給綜合控制單元進行系統(tǒng)操作。

探測器軌道主要通過選擇圓環(huán)形軌道作為轉(zhuǎn)臺運行軌跡模擬衛(wèi)星軌道，布置在演示辦公室內(nèi)中部位置，移動平臺通過驅(qū)動機構(gòu)控制平臺沿圓環(huán)軌道運行，達到模擬航天器繞地球軌道運行的效果。

為了更加形象的展示演示效果，用光源模擬天上的脈沖星，布置在展示區(qū)域的邊角位置，通過光源軌道上的光源支架來固定，光源支架可在光源軌道上繞模擬地球移動；所述光源支架設(shè)有高度調(diào)節(jié)裝置，其自上向下可以進行伸縮調(diào)節(jié)，且其位置可以移動；光源安裝完成后，測量、記錄各光源相對軌道面中心位置的相對坐標；光源軌道與地球軌道同心，安裝在演示辦公室內(nèi)天花板上，探測器軌道內(nèi)部可以為光源供電。

進一步，所述模擬探測器為輕質(zhì)殼體結(jié)構(gòu)，其上表面安裝LED顯示屏。

進一步，所述模擬地球為輕質(zhì)殼體半球形結(jié)構(gòu)，用于真實展示地球效果，反映模擬探測器遮擋情況下的工作狀態(tài)。

進一步，所述轉(zhuǎn)臺裝有蓄電池。為了不影響演示效果，同時避免自身電纜纏繞，轉(zhuǎn)臺自備蓄電池。

進一步，所述光源支架設(shè)有高度調(diào)節(jié)裝置。

進一步，所述光源支架與光源軌道的配合連接方式為滑動配合連接或滾動配合連接。

進一步，所述光源軌道內(nèi)置有為光源供電的電源，光源可直接由光源軌道供電，節(jié)省了電纜線路，減少電纜由于運動而纏繞現(xiàn)象的發(fā)生，操作便捷；光源軌道外部絕緣，避免由于光源軌道漏電事故的發(fā)生，有效地保護了工作人員的安全。

進一步，所述系統(tǒng)電源和綜合控制單元采用通用電源，并配有電源箱，光源也可以采用通用電源供電。

進一步，所述光源不少于兩個時，不同光源的顏色不同，以模擬不同的脈沖星，在顯示單元中的顯示功能區(qū)顯示不同的顏色，以相互區(qū)分不同的捕獲狀態(tài)，同時均與白色常態(tài)相區(qū)分。