[发明专利]非合作目标条件下闭环自主导航的试验系统

权利要求书

1.一种非合作目标条件下闭环自主导航的试验系统，其特征在于，包括构成闭环仿真的地面测试系统、非合作目标系统、追踪星的跟瞄系统以及追踪星GNC系统，

所述地面测试系统，用于通过动力学软件对非合作目标系统的飞行情况进行数学建模得到目标星和追踪星之间的相对距离和角度信息，并将所述相对距离和角度信息发送到非合作目标系统，及根据地面测试系统输出的控制力矩或力计算出推力作用后的目标星和追踪星之间的相对距离和角度信息，并将推力作用后的目标星和追踪星之间的相对距离和角度信息在下一个节拍继续输出至非合作目标系统；

所述非合作目标系统，用于根据所述推力作用后的目标星和追踪星之间的相对距离和角度信息或进行与追踪星的相对距离和角度的模拟，所述非合作目标系统包括雷达目标模拟器、雷达目标模拟器控制计算机、光电目标模拟器、光电目标模拟器控制计算机、激光距离模拟器控制计算机和分别放置雷达跟瞄和光电跟瞄的雷达双轴转台和光电双轴转台、与雷达双轴转台和光电双轴转台连接的双轴转台控制计算机；所述追踪星的跟瞄系统，用于测量与目标星的相对距离和角度数据并输出到追踪星GNC系统，包括雷达跟瞄和光电跟瞄；所述追踪星GNC系统，即导航、制导与控制系统，用于提供自主导航算法、测量追踪星的绝对姿态信息和根据自主导航算法和从所述追踪星的跟瞄系统接收的与目标星的相对距离和角度数据向所述地面测试系统输出控制力矩或力，追踪星GNC系统包括负责自主导航算法的星载计算机，负责测量追踪星的绝对姿态信息的测量敏感器群，负责输出控制力矩或力的执行机构群。

2.如权利要求1所述的非合作目标条件下闭环自主导航的试验系统，其特征在于，所述雷达跟瞄解算姿态的顺序是先俯仰角后方位角，光电跟瞄解算姿态的顺序是先方位角后俯仰角。

3.如权利要求1所述的非合作目标条件下闭环自主导航的试验系统，其特征在于，所述雷达跟瞄及雷达目标模拟器安置于微波暗室内，光电跟瞄及光电目标模拟器安置于光学暗室内。

4.如权利要求1所述的非合作目标条件下闭环自主导航的试验系统，其特征在于，所述地面测试系统，用于通过同一台动力学仿真机并在同一个Simulink程序环境下同时模拟非合作目标系统和追踪星的轨道动力学，并且两个动力学所描述的轨道运动相对独立，根据对非合作目标系统和追踪星的轨道模拟，解算出模拟目标星和追踪星之间的相对距离和角度信息。

5.如权利要求1所述的非合作目标条件下闭环自主导航的试验系统，其特征在于，所述地面测试系统，用于将目标星和追踪星之间的相对距离信息部分传输给雷达目标模拟器和光电目标模拟器；所述雷达目标模拟器和光电目标模拟器，用于产生与相对距离信息相符的物理信号，其中，雷达目标模拟器产生微波信号，光电目标模拟器产生平行光源；所述追踪星的跟瞄系统，用于接收所述与相对距离信息相符的物理信号并测量出所述追踪星GNC系统的自主导航算法能够使用的相对距离数据并发送给追踪星GNC系统。

6.如权利要求5所述的非合作目标条件下闭环自主导航的试验系统，其特征在于，

所述地面测试系统，用于将目标星和追踪星之间的相对角度信息部分传输给雷达双轴转台和光电双轴转台；所述雷达双轴转台和光电双轴转台，用于根据从地面测试系统接收的目标星和追踪星之间的相对角度信息通过闭环令转台产生角度变化模拟目标星和追踪星之间的相对角度变化；所述追踪星的跟瞄系统，用于测量出所述追踪星GNC系统的自主导航算法能够使用的相对角度数据并发送给追踪星GNC系统。

7.如权利要求1所述的非合作目标条件下闭环自主导航的试验系统，其特征在于，所述追踪星GNC系统和追踪星的跟瞄系统以卫星上实际电缆连接，追踪星GNC系统与地面测试系统以测试电缆连接，非合作目标系统与地面测试系统以RS422串口连接。

8.如权利要求1所述的非合作目标条件下闭环自主导航的试验系统，其特征在于，所述双轴转台控制计算机通过RS422串口与雷达双轴转台和光电双轴转台通信，同时通过RS422串口从地面测试系统接收目标星和追踪星之间的相对角度信息。

9.如权利要求1所述的非合作目标条件下闭环自主导航的试验系统，其特征在于，所述雷达目标模拟器控制计算机通过CAN线与雷达目标模拟器通信，同时通过RS422串口接收从地面测试系统接收目标星和追踪星之间的相对距离信息。