[发明专利]一种卫星半物理仿真试验中星地时间同步的测试方法

权利要求书

1.一种卫星半物理仿真试验中星地时间同步的测试方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1、建立卫星动力学仿真模型，并将卫星动力学仿真模型运行至卫星动力学仿真计算机中；

S2、通过秒脉冲设备产生同步的秒脉冲信号，并分别发送至星上计算机和卫星动力学仿真计算机；

S3、卫星动力学仿真计算机中的卫星动力学仿真模型实时接收星上计算机发送的时间信号，与秒脉冲信号对应的时间信号进行比较，判断正确后作为轨道计算时间，并计算得到卫星姿态四元数；

S4、采用星敏感器电信号源接收卫星动力学仿真计算机发送的卫星姿态四元数，模拟在轨星空并传输至星敏感器，再通过星敏感器与星上计算机形成闭环控制，利用卫星姿态信息间接反映卫星在地面仿真试验中的星地时间的同步性；

所述的S1中，建立卫星动力学仿真模型的具体步骤为：

在太阳电池阵和天线展开后，卫星的动力学包括卫星的转动和太阳电池阵的弹性振动和转动，姿态控制时建立的卫星的姿态动力学方程为：

其中，I_s为卫星在三轴坐标系O_a－X_aY_aZ_a中的转动惯量矩阵；

为卫星相对于初始惯性坐标系的角速度矢量；

分别为左、右太阳电池阵的角速度矢量；

H为飞轮的角动量；

T_s为作用在卫星上的外力矩；

T_als、T_ars分别为作用在左、右太阳电池阵的驱动力矩；

F_sls、F_srs分别为左、右太阳电池阵的振动对卫星转动的柔性耦合系数；

F_als、F_ars分别为左、右太阳电池阵的振动对自身转动的柔性耦合系数；

R_asls、R_asrs分别为左、右太阳电池阵的转动对卫星转动的刚性耦合系数；

I_als、I_ars分别为左、右太阳电池阵的惯量阵；

ζ_ls、ζ_rs分别为左、右太阳电池阵的模态阻尼系数；

ζ_lant、ζ_rant分别为左、右天线的模态阻尼系数；

Λ_als、Λ_ars分别为左、右太阳电池阵的模态频率矩阵；

Λ_alant、Λ_arant分别为左、右天线的模态频率矩阵；

分别为左、右太阳电池阵的模态坐标阵；

分别为左、右天线的模态坐标阵；

F_slant、F_srant分别为左、右天线对卫星转动的柔性耦合系数。

2.如权利要求1所述的卫星半物理仿真试验中星地时间同步的测试方法，其特征在于，所述的S1中，卫星动力学仿真计算机采用Vxworks嵌入式实时操作系统，响应时间为纳秒级，保证卫星动力学仿真模型的运行周期为1ms。

3.如权利要求1所述的卫星半物理仿真试验中星地时间同步的测试方法，其特征在于，所述的S2中，秒脉冲设备采用时钟板卡，其设置在卫星动力学仿真计算机中，以作为卫星动力学仿真模型的时间基准。

4.如权利要求1所述的卫星半物理仿真试验中星地时间同步的测试方法，其特征在于，所述的S3中，卫星动力学仿真模型通过RS422串口中断通讯模式接收星上计算机发送的时间信号，并且中断响应时间控制在微秒级。

5.如权利要求1所述的卫星半物理仿真试验中星地时间同步的测试方法，其特征在于，所述的S4中，星敏感器电信号源通过RS422串口中断通讯模式接收卫星动力学仿真计算机发送的卫星姿态四元数。

6.如权利要求1所述的卫星半物理仿真试验中星地时间同步的测试方法，其特征在于，所述的S4中，星敏感器电信号源与星敏感器之间通过1334总线进行数据传输。