[發(fā)明專利]一種基于光信號(hào)的整星級(jí)恒星敏感器測(cè)試系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810898795.0
• 申請(qǐng)日: 2018-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN109029504B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙晨;邱樂德;段傳輝;胡冠松;閻凱;劉杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)空間技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G01C25/00
• 分類號(hào): G01C25/00
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 胡健男

1.一種基于光信號(hào)的整星級(jí)恒星敏感器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：包括地面測(cè)試系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)星模；動(dòng)態(tài)星模，包括：光學(xué)探頭、電子星圖計(jì)算機(jī)；

測(cè)試對(duì)象為恒星敏感器；整星級(jí)測(cè)試時(shí)，將動(dòng)態(tài)星模的光學(xué)探頭安裝在恒星敏感器光學(xué)探頭遮光罩上，動(dòng)態(tài)星模的電子星圖計(jì)算機(jī)接入地面測(cè)試系統(tǒng)，地面測(cè)試系統(tǒng)根據(jù)衛(wèi)星姿態(tài)，計(jì)算出動(dòng)力學(xué)星敏四元數(shù)傳輸給電子星圖計(jì)算機(jī)；動(dòng)態(tài)星模計(jì)算機(jī)將動(dòng)力學(xué)星敏四元數(shù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化為星空?qǐng)D像；動(dòng)態(tài)星模光學(xué)探頭將星空?qǐng)D像放映于恒星敏感器遮光罩內(nèi)，模擬真實(shí)星空；

使用動(dòng)態(tài)星模對(duì)恒星敏感器測(cè)試時(shí)，包括開路測(cè)試與閉路測(cè)試；開路測(cè)試為：地面測(cè)試系統(tǒng)通過動(dòng)力學(xué)指令設(shè)置動(dòng)力學(xué)星敏四元數(shù)，與星上恒星敏感器反饋的四元數(shù)遙測(cè)進(jìn)行計(jì)算，得到安裝校準(zhǔn)矩陣；動(dòng)態(tài)星模的電子星圖計(jì)算機(jī)根據(jù)安裝校準(zhǔn)矩陣矯正動(dòng)態(tài)星模的光學(xué)探頭安裝所帶來的偏差，對(duì)偏差矯正后的動(dòng)力學(xué)星敏四元數(shù)與星上恒星敏感器反饋的四元數(shù)遙測(cè)的差值的絕對(duì)值進(jìn)行判斷，若差值的絕對(duì)值小于等于設(shè)定的閾值，則判定恒星敏感器的開路測(cè)試正常，否則判定恒星敏感器的開路測(cè)試不正常；

閉路測(cè)試為：地面測(cè)試系統(tǒng)通過動(dòng)力學(xué)指令設(shè)置衛(wèi)星的動(dòng)力學(xué)軌道與時(shí)間，將動(dòng)力學(xué)軌道遞推一段時(shí)間得到星上軌道，然后通過衛(wèi)星的數(shù)管指令配合遙控指令向衛(wèi)星的控制計(jì)算機(jī)注入星上軌道與時(shí)間，注入后，星上轉(zhuǎn)為采用星敏控姿的模式，根據(jù)恒星敏感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行判斷，若衛(wèi)星的姿態(tài)收斂且滿足控制精度要求，判定閉路測(cè)試工作正常，否則判定為不正常。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光信號(hào)的整星級(jí)恒星敏感器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：恒星敏感器測(cè)試的閉路測(cè)試中，將動(dòng)力學(xué)軌道遞推一段時(shí)間得到星上軌道，具體方法為：

(1)記錄當(dāng)前T0時(shí)刻的衛(wèi)星軌道系下的動(dòng)力學(xué)軌道數(shù)據(jù)[x0,y0,z0,vx0,vy0,vz0]^T；

(2)不考慮軌道攝動(dòng)因素，對(duì)軌道進(jìn)行線性遞推，設(shè)衛(wèi)星運(yùn)行半徑為r，引力加速度為[ax,ay,az]^T，計(jì)算方法如公式(1)、公式(2)所示；

公式(2)中M為地球質(zhì)量，G為引力常量；

(3)按照公式(3)進(jìn)行計(jì)算，得到經(jīng)過了t1時(shí)長(zhǎng)后的星上軌道；

恒星敏感器測(cè)試的閉路測(cè)試中，使動(dòng)力學(xué)時(shí)間軌道與星上時(shí)間軌道一致的具體方法為：

(1)將動(dòng)力學(xué)設(shè)置為暫停狀態(tài)，模擬仿真T0時(shí)刻的軌道六根數(shù)(a0,e0,i0,Ω0,w0,M0)，然后將動(dòng)力學(xué)時(shí)間T、軌道六根數(shù)(a0,e0,i0,Ω0,w0,M0)與姿態(tài)等信息注入動(dòng)力學(xué)；此時(shí)動(dòng)力學(xué)處于暫停狀態(tài)，計(jì)時(shí)器不工作，軌道姿態(tài)閉路運(yùn)算暫停；

(2)將星上設(shè)置為不使用星敏的模式，發(fā)送注入星上時(shí)間T的遙控指令，在指令發(fā)送完畢后馬上啟動(dòng)動(dòng)力學(xué)，使動(dòng)力學(xué)時(shí)間與星上時(shí)間同步從T開始計(jì)時(shí)；同時(shí)記錄此T0時(shí)刻的動(dòng)力學(xué)軌道數(shù)據(jù)[x0,y0,z0,vx0,vy0,vz0]^T；

(3)模擬仿真t時(shí)長(zhǎng)之后即T1＝T0+t時(shí)刻的軌道參數(shù)[x,y,z,vx,vy,vz]^T，通過衛(wèi)星數(shù)管分系統(tǒng)的上行指令注入功能，利用1553B總線注入軌道信息與生效時(shí)間T1，指令注入時(shí)間縮短為使用控制分系統(tǒng)比例式指令的1/10，保證在T1時(shí)刻前將軌道信息注入完畢，則在T1時(shí)刻星上使用新注入軌道，星上軌道與動(dòng)力學(xué)軌道高度一致。