[發明專利]地面控制模擬仿真衛星系統

在審

• 申請號: 202010160138.3
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111273588A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 黃秋柏;李洪峻
• 申請（專利權）人: 哈工大機器人（岳陽）軍民融合研究院
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G06F30/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種地面控制模擬仿真衛星系統，包括：地面衛星載荷，用于實現地面控制模擬仿真衛星的功能；配電單元，用于實現地面控制模擬仿真衛星的配斷電功能；數傳系統，用于模擬地面控制模擬仿真衛星與地面測控站的數據傳輸；數據管理模塊，用于實現對地面控制模擬仿真衛星的數據處理和管理；其中，數據管理模塊包括：微處理器單元和現場可編程門陣列單元。通過使用微處理器單元與FPGA單元配合使用的架構，微處理器單元內嵌多種接口控制器，具有調試簡單的特點，可以節約調試時間。FPGA單元具有多路高速數據接口，專業性強，可以輕松實現外掛多路接口，連接操作簡單、靈活，應用于地面環境，可保證系統穩定工作，可以滿足多場景用戶需求。

技術領域

本發明涉及衛星運控技術領域，具體而言，涉及一種地面控制模擬仿真衛星系統。

背景技術

地面控制模擬的數據管理模塊基于對星載衛星在數據管理模塊的系統模擬，該數據管理模塊主要用于多接口、多路模擬信號采集的傳輸領域，包括衛星模擬仿真、數據采集控制等領域，尤其在實時性要求高、外掛設備數量較多的領域具有明顯的優勢。

目前的星載模擬的數據管理模塊功能設計較為復雜，有單用接口的CAN、UART總線數據管理模塊、有單一的模擬信號采集卡，單一的數據管理模塊通用性不強。發明人在研發總總結得出，面對地面網絡要求復雜、設計成本控制要求較高的地面控制模擬仿真衛星系統，需要選擇一種集成數據總線管理、模擬信號采集、熱敏管理等多功能的單板模塊才能實現系統要求。然而，現有的系統結構比較復雜，連接和調試操作繁瑣，無法滿足當前的需求。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種地面控制模擬仿真衛星系統，以解決現有技術中系統結構比較復雜，連接和調試操作繁瑣問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種地面控制模擬仿真衛星系統，包括：地面衛星載荷，用于實現所述地面控制模擬仿真衛星的功能；配電單元，用于實現所述地面控制模擬仿真衛星的配斷電功能；數傳系統，用于模擬所述地面控制模擬仿真衛星與地面測控站的數據傳輸；數據管理模塊，與所述地面衛星載荷、配電單元、數傳系統分別連接，用于實現對所述地面控制模擬仿真衛星的數據處理和管理；

其中，所述數據管理模塊包括：微處理器單元，與所述數傳系統連接，用于根據使用需求實現接口控制和任務調度；現場可編程門陣列單元，與所述微處理器單元、所述地面衛星載荷和配電單元分別連接，用于接收和發送數據。

可選地，所述微處理器單元通過本地總線與所述現場可編程門陣列單元連接。

可選地，所述微處理器單元包括以下至少一種接口：UART接口、12C接口、SPI接口、以太網接口、SD接口。

可選地，所述微處理器單元外掛有SDRAM、FLASH存儲芯片，所述微處理器單元內置SDRAM驅動、SPI驅動和EBI驅動，用于實現與外掛的芯片進行數據訪問。

可選地，所述現場可編程門陣列單元包括：SPI接口、I2C接口、SWITCH接口，所述現場可編程門陣列單元與外設接口之間設置有隔離芯片，用于將所述現場可編程門陣列單元于所述外設接口隔離。

可選地，所述現場可編程門陣列單元通過軟件配置RS422接口芯片實現PPS接口的功能；所述現場可編程門陣列單元通過軟件配置TTL電平和RS232電平實現GNSS輸入接口的功能。

可選地，所述現場可編程門陣列單元包括以下任意一個子模塊：

接口控制模塊，用于實現基于總線協議的數據包發送和接收；

DMA上行接口模塊，用于將數據寫入到所述微處理器單元的DMA內存區域；

DMA下行接口模塊，用于讀取所述微處理器單元的DMA內存區域的數據到所述現場可編程門陣列單元；