[發(fā)明專利]一種實現(xiàn)衛(wèi)星半物理仿真試驗星地時間同步的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611023904.1
• 申請日: 2016-11-14
• 公開（公告）號: CN108075826B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王磊;張靜;朱振才;閆驍絹;米鵬;林曉冬;謝祥華;劉善伍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海微小衛(wèi)星工程中心
• 主分類號: H04B7/212
• 分類號: H04B7/212;H04J3/06;H04B17/40;H04B17/391
• 代理公司: 上海智晟知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 李鏑的

本發(fā)明提供一種實現(xiàn)衛(wèi)星半物理仿真試驗星地時間同步的方法及系統(tǒng)，包括設(shè)置衛(wèi)星初始狀態(tài)仿真試驗參數(shù)；啟動姿軌控半物理仿真設(shè)備；根據(jù)星務(wù)計算機(jī)地測口的星上時數(shù)據(jù)獲取計算的星上時的整秒值；當(dāng)檢測到星務(wù)計算機(jī)PPS秒脈沖信號，計算的星上時整秒值加1，毫秒值清零；否則計算的星上時毫秒值以第一設(shè)定閾值為周期累加計數(shù)；將計算的星上時整秒值與毫秒值之和作為計算星上時，計算出姿軌控動力學(xué)模型的理論星上時與計算星上時之間的星地星上時的不同步誤差；在星地星上時不同步誤差超過第二設(shè)定閾值，若超過第二設(shè)定閾值時，校正星務(wù)計算機(jī)的星地星上時不同步誤差。本發(fā)明的實現(xiàn)衛(wèi)星半物理仿真試驗星地時間同步的方法及系統(tǒng)低成本、精度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航天器半物理仿真試驗的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種實現(xiàn)衛(wèi)星半物理仿真試驗星地時間同步的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

衛(wèi)星系統(tǒng)半物理仿真試驗是衛(wèi)星研制的一個重要階段。通過整星級的半物理仿真閉環(huán)試驗可以驗證衛(wèi)星各分系統(tǒng)的合理性和完備性，特別是驗證姿軌控系統(tǒng)的各項功能要求和性能指標(biāo)。

衛(wèi)星系統(tǒng)半物理仿真試驗要求衛(wèi)星各系統(tǒng)時間與整星星上時間保持高精度的時間同步，特別是保證地面姿軌控動力學(xué)仿真時間與星務(wù)計算機(jī)星上時的時間同步，從而保證姿軌控動力學(xué)軌道模型與星務(wù)計算機(jī)軌道數(shù)據(jù)一致，模擬真實的衛(wèi)星從星箭分離后的在軌飛行過程，充分有效地驗證各個衛(wèi)星系統(tǒng)設(shè)計方案可靠性。

然而，在實際應(yīng)用中，由于在地面半物理仿真實驗中姿軌控動力學(xué)仿真機(jī)與星務(wù)計算機(jī)的星箭分離仿真時刻不完全一致以及各個工控機(jī)的時鐘漂移影響，導(dǎo)致兩個系統(tǒng)間星上時出現(xiàn)偏差，從而影響衛(wèi)星姿軌控系統(tǒng)的定姿精度和控制精度。

為保證衛(wèi)星半物理仿真試驗星箭分離時刻一致，通常采用人工計時或由地測綜合系統(tǒng)局域網(wǎng)統(tǒng)一發(fā)送星箭分離指令。然而，由于人工誤差、網(wǎng)絡(luò)傳輸延時以及硬件響應(yīng)誤差，星箭分離時刻各個衛(wèi)星系統(tǒng)間星上時存在較大的不同步誤差。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種實現(xiàn)衛(wèi)星半物理仿真試驗星地時間同步的方法及系統(tǒng)，直接使用星務(wù)計算機(jī)PPS(Pulse Per Second，每秒脈沖數(shù))秒脈沖同步信號和地測口的星上時遙測數(shù)據(jù)，精確計算星上時不同步誤差，再由星務(wù)計算機(jī)發(fā)送星務(wù)校時遙控指令來校正不同步誤差，其低成本、精度高，實現(xiàn)了姿軌控動力學(xué)仿真機(jī)與星務(wù)計算機(jī)的時間同步。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種實現(xiàn)衛(wèi)星半物理仿真試驗星地時間同步的方法，應(yīng)用于衛(wèi)星半物理仿真試驗系統(tǒng)中，所述衛(wèi)星半物理仿真試驗系統(tǒng)包括星務(wù)計算機(jī)、姿軌控半物理仿真設(shè)備、地面綜合測試平臺和遙控遙測分系統(tǒng)，所述姿軌控半物理仿真設(shè)備包括姿軌控動力學(xué)仿真機(jī)和硬件接口RT實時仿真機(jī)；所述實現(xiàn)衛(wèi)星半物理仿真試驗星地時間同步的方法包括以下步驟：在星務(wù)計算機(jī)和姿軌控動力學(xué)仿真機(jī)上設(shè)置衛(wèi)星初始狀態(tài)仿真試驗參數(shù)；啟動姿軌控半物理仿真設(shè)備，使得姿軌控動力學(xué)仿真機(jī)開始運行，同時通過遙控遙測分系統(tǒng)向星務(wù)計算機(jī)發(fā)送星箭分離指令，進(jìn)入星箭分離狀態(tài)仿真；地面綜合測試平臺實時接收并網(wǎng)絡(luò)廣播轉(zhuǎn)發(fā)星務(wù)計算機(jī)地測口的星上時數(shù)據(jù)；硬件接口RT實時仿真機(jī)通過綜合測試網(wǎng)絡(luò)接收星上時數(shù)據(jù)，提取所述星上時數(shù)據(jù)的整秒值作為計算的星上時的整秒值，同時以第一設(shè)定閾值為周期檢測星務(wù)計算機(jī)PPS秒脈沖信號；當(dāng)檢測到星務(wù)計算機(jī)PPS秒脈沖信號，硬件接口RT實時仿真機(jī)將計算的星上時整秒值加1，毫秒值清零；否則將計算的星上時毫秒值以第一設(shè)定閾值為周期累加計數(shù)；硬件接口RT實時仿真機(jī)將計算的星上時整秒值與毫秒值之和作為計算星上時，并與姿軌控動力學(xué)仿真機(jī)上的姿軌控動力學(xué)數(shù)學(xué)模型的理論星上時值作比較，計算出理論星上時與計算星上時之間的星地星上時的不同步誤差；根據(jù)多次獲取的星地星上時的不同步誤差，確定最終的星地星上時的不同步誤差；判斷星地星上時不同步誤差是否超過第二設(shè)定閾值，若超過設(shè)定閾值，通過遙控遙測分系統(tǒng)發(fā)送遙控指令至星務(wù)計算機(jī)以校正星務(wù)計算機(jī)的星地星上時不同步誤差。