[發(fā)明專利]一種用于地面整星測試的小衛(wèi)星星地時間同步方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410049303.2
• 申請日: 2014-02-12
• 公開（公告）號: CN103795457B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發(fā)明（設計）人: 吳婧;陸春玲;孫誠;蘇振華;馮飛
• 申請（專利權）人: 航天東方紅衛(wèi)星有限公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;G04R20/02
• 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(fā)明涉及一種用于地面整星測試的小衛(wèi)星星地時間同步方法，屬于小衛(wèi)星測試技術領域。

背景技術

隨著小衛(wèi)星任務精度和復雜度的日益提高，越來越多的任務要由星上多個分系統(tǒng)協(xié)同完成，各分系統(tǒng)協(xié)同工作的基礎就是星上具有統(tǒng)一的高精度時間同步方法。為了在地面測試階段更充分、更有效的驗證各分系統(tǒng)方案設計的正確性，通常進行“模飛試驗”，以模擬衛(wèi)星在軌真實情況為原則，為衛(wèi)星功率分配、時序分析計算和指令安排提供依據，應保證模飛的真實性和有效性。

控制系統(tǒng)在空間飛行狀態(tài)時是一個閉環(huán)的多元自主控制系統(tǒng)，在衛(wèi)星飛行任務的不同階段有其不同的控制模式，每種模式都有其特有的測量部件和執(zhí)行部件組合，以及不同的運算和控制規(guī)律。為驗證系統(tǒng)方案和技術設計的合理性及詳細的性能指標，需要創(chuàng)造一個為其構成閉環(huán)控制的測試環(huán)境。在進行地面模飛測試時，星上的姿態(tài)和軌道控制計算機（AOCC-Attitude?and?Orbit?Control?Computer）運行星載程序，地面動力學仿真計算機運行動力學仿真程序來模擬空間環(huán)境和衛(wèi)星動力學控制定律。在整星狀態(tài)下，為保證閉環(huán)測試的正常、真實進行，需星上AOCC時間和地面動力學仿真時間同步以及與星上高精度時間系統(tǒng)的時間同步。在控制系統(tǒng)分系統(tǒng)測試狀態(tài)，可利用模擬星箭分離信號作為公共激勵源，同時啟動AOCC時間和地面動力學仿真時間以及星上高精度時間系統(tǒng)的時間（此時星上高精度時間系統(tǒng)使用模擬器代替），但是整星狀態(tài)下，星箭分離信號無法作為公共激勵源。

發(fā)明內容

本發(fā)明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供一種用于地面整星測試的小衛(wèi)星星地時間同步方法，采用該方法可以有效解決模飛試驗中星地時間同步的問題，保證了地面整星測試的真實性和有效性，提高了地面測試系統(tǒng)的精確程度。

本發(fā)明的技術解決方案是：一種用于地面整星測試的小衛(wèi)星星地時間同步方法，步驟如下：

（1）向衛(wèi)星控制系統(tǒng)AOCC運行的星載程序和地面動力學仿真計算機運行的動力學仿真程序注入測試用軌道參數，且使注入的測試軌道參數與GPS動態(tài)仿真器設置的軌道參數相同；

（2）通過地面注入指令，將控制系統(tǒng)GPS秒脈沖校時標志設置為允許校時；

（3）設置地面GPS動態(tài)仿真器軌道仿真開始時刻、設置衛(wèi)星星箭分離開關為分離狀態(tài)，星務中心計算機和AOCC檢測到星箭分離開關為分離狀態(tài)后星時清零，地面動力學仿真計算機檢測到星箭分離開關為分離狀態(tài)后觸發(fā)動力學仿真程序運行，地面動力學仿真時間從零開始累計，隨后衛(wèi)星自主進入入軌模式并最終進入正常星敏感器定姿模式；

（4）星上GPS接收機從步驟（3）設置的GPS動態(tài)仿真器軌道仿真開始時刻接收GPS動態(tài)仿真器輸出的軌道參數，GPS接收機根據軌道參數正常定位后開始輸出GPS秒脈沖信號以及對應的整秒對時廣播數據；

（5）設置星務中心計算機GPS授時和GPS校時，星務中心計算機根據步驟（4）GPS接收機輸出的整秒對時廣播數據進行時間校正，用于保證星務中心計算機時間與GPS動態(tài)仿真器軌道仿真時間同步；

（6）設置控制系統(tǒng)AOCC星務校時，AOCC根據步驟（5）星務中心計算機時間進行時間校正，用于保證AOCC時間、星務中心計算機時間與GPS動態(tài)仿真器軌道仿真時間同步；

（7）控制系統(tǒng)AOCC根據步驟（2）設置的秒脈沖校時標志以及步驟（4）發(fā)出的GPS秒脈沖信號以及對應的整秒對時廣播數據作為校時基準，對步驟（6）的AOCC時間進行時間校正，同時AOCC通過星地串口轉發(fā)整秒對時數據至地面動力學仿真計算機，地面動力學仿真計算機根據轉發(fā)的整秒對時數據進行時間校正，用于保證地面動力學仿真時間與GPS動態(tài)仿真器軌道仿真時間同步；

（8）返回步驟（7）。

本發(fā)明與現有技術相比的優(yōu)點是：

在小衛(wèi)星地面模飛測試中，利用本發(fā)明的星地時間同步方法，將星務中心計算機時間、姿態(tài)和軌道控制計算機AOCC時間、地面動力學仿真時間均同步于GPS動態(tài)仿真器軌道仿真時間，實現了星地時間的同步，能夠模擬衛(wèi)星在軌的真實情況，為衛(wèi)星功率分配、時序分析計算和指令安排提供依據，保證了地面整星測試的真實性和有效性。各時間用戶均使用GPS接收機輸出的GPS秒脈沖信號以及對應的整秒對時數據作為計時、校時基準，并使得星地時間之間的差值不隨測試時間的長短變化，提高了地面測試系統(tǒng)的精確程度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的星地時間同步方法結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的星地時間同步方法工作流程圖。