[发明专利]一种卫星模拟器集成仿真系统及仿真方法

权利要求书

1.一种卫星模拟器集成仿真系统，其特征在于包括：集成仿真服务器、多个实时模拟器、每个实时模拟器对应一个模拟器代理、实时网络；其中：

所述的实时模拟器包括卫星模拟器或者卫星分系统模拟器，所述卫星模拟器是指模拟卫星功能的实模拟系统，所述卫星分系统模拟器是指模拟卫星分系统的功能的实时模拟系统或者卫星分系统实物；集成仿真系统中能够根据仿真需要接入多个实时模拟器，每个实时模拟器均通过模拟器代理接入实时网络，实时模拟器与模拟器代理之间的输入输出接口在数据结构和连接方式上与真实系统接口完全一致，提高系统模拟的有效性；

所述的模拟器代理，完成实时模拟器的接口转换和控制，是实时模拟器与卫星模拟器仿真系统其它部分交互的唯一通道；模拟器代理一侧连接实时模拟器，模拟器代理另一侧连接实时网络；模拟器代理预存了实时模拟器的名称、网络地址端口和输入输出接口信息，启动后首先将这些信息打包成为注册信息发送至集成仿真服务器，并接收集成仿真服务器的注册确认信息和接口配对信息；收到注册确认信息后，模拟器代理建立信息监听服务，监听来自实时网络的连接请求；收到接口配对信息后，模拟器代理向接口配对信息中给定的服务器端口发送连接请求，与其它模拟器代理建立数据连接；随后实时模拟器接收来自集成仿真服务器的开始指令，进入如下循环过程：模拟器代理通过中断的方式接收来自实时网络的时间同步数据包获取仿真系统的全局时间，该数据包由集成仿真服务器发送；根据该全局时间和模拟器代理预设的控制周期逻辑向模拟器发送控制指令，控制模拟器的运行；收集其它模拟器代理通过实时网络发送的仿真数据，进行重新打包并发送至实时模拟器；收集来自于实时模拟器接口的仿真数据，重新打包并通过实时网络发送至其他模拟器代理，完成模拟器之间的数据交换；

所述集成仿真服务器由上位机和下位机两部分组成，上位机采用windows平台，用于用户输入输出和数据显示，下位机以VxWorks操作系统为平台，通过实时网络与实时模拟器代理进行数据交换；集成仿真服务器启动后，下位机通过实时网络接收各模拟器代理的注册信息，收到注册信息后，记录各模拟器代理的名称、网络地址端口和输入输出接口信息，并根据其输入输出接口信息进行匹配，向各模拟器代理发送注册确认信息和接口配对信息；仿真开始时，上位机向下位机发送仿真启动指令，下位机向各模拟器代理分别发送开始指令；之后下位机利用自身内部时钟源定时生成时间同步数据包，通过实时网络发送至各模拟器代理；

所述实时网络，用于完成各模拟器代理之间，及模拟器代理与集成仿真服务器之间的信息传输，是满足模拟器集成仿真实时性和速率要求的网络系统。

2.根据权利要求1所述的卫星模拟器集成仿真系统，其特征在于：所述系统还包括：GPS授时服务器，通过实时网络连接于集成仿真系统，在实时性要求高的情况下，GPS授时服务器代替集成仿真服务器发送时间同步数据包，为各仿真模拟器代理提供更精确的仿真时钟基准，此时集成仿真服务器在仿真过程中不再发送时间同步数据包；仿真开始时，GPS授时服务器向集成仿真服务器发送注册信息，其中包含的输出信息为时间同步数据包；随后收到集成仿真服务器发送的接口配对信息后，建立与各模拟器代理的连接，之后利用内部GPS接收机获取精确的时间信息，按照预先设定的周期生成时间同步数据包并通过实时网络发送至各仿真模拟器代理。

3.根据权利要求1或2所述的卫星模拟器集成仿真系统，其特征在于：所述系统还包括：数据记录和存储服务器，连接于实时网络，采用实时或非实时系统，完成集成仿真数据的记录和存储；仿真开始时，数据记录和存储服务器向集成仿真服务器发送注册信息，其中包含的输入信息为所有模拟器代理的输出；随后收到集成仿真服务器发送的注册确认信息，数据记录和存储服务器建立信息监听服务，等待各模拟器代理的连接，在仿真开始后，数据记录和存储服务器接收各模拟器代理发送的信息，并将其存储于硬盘。

4.根据权利要求1或2所述的卫星模拟器集成仿真系统，其特征在于：所述实时模拟器与模拟器代理之间的输入输出接口包含一种或多种传输方式，包括但不限于CAN总线、RS422、网络接口方式，具体方式根据实时模拟器的接口和仿真需要确定，使模拟器与真实系统的接口尽可能一致。

5.根据权利要求1或2所述的卫星模拟器集成仿真系统，其特征在于：还包括：所述的实时网络使用反射内存卡、光纤、千兆以太网或CAN总线方式实现。

6.一种卫星模拟器集成仿真方法，其特征在于实现步骤如下：

(1)依次启动集成仿真服务器上位机和下位机，下位机从上位机下载程序并建立服务，等待实时模拟器注册信息；

(2)启动各实时模拟器和模拟器代理；模拟器代理向集成仿真服务器下位机发送注册信息；

(3)集成仿真服务器收到模拟器代理发送的注册信息后，向对应模拟器返回注册确认信息；然后利用所有模拟器代理的注册信息，进行接口信息匹配，向各模拟器代理发送接口配对信息；

(4)各模拟器代理收到注册确认信息后，分别建立信息监听服务，监听来自实时网络的连接请求；

(5)各模拟器代理收到接口配对信息后，分别向接口配对信息中给定的服务器端口发送连接请求，与对应的模拟器代理建立数据连接；

(6)用户点击集成仿真服务器上位机图形用户界面仿真开始指令，上位机通过实时网络将该指令发送至下位机，下位机向各模拟器代理发送仿真开始指令；利用自身内部时钟源定时生成时间同步数据包，通过实时网络发送至各模拟器代理；

(7)各模拟器代理收到仿真开始指令后，通过中断的方式接收来自实时网络的时间同步数据包获取仿真系统的全局时间，根据该全局时间和模拟器代理预设的控制周期逻辑向模拟器发送控制指令，控制模拟器的运行；收集其它模拟器代理通过实时网络发送的仿真数据，进行重新打包并发送至模拟器；收集来自于模拟器接口的仿真数据，重新打包并通过实时网络发送至其它模拟器代理，完成模拟器之间的数据交换。