[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

说明书

本发明涉及一种卫星半物理仿真试验中星地时间同步的测试方法，包含：S1、建立卫星动力学仿真模型，并运行至卫星动力学仿真计算机中；S2、产生同步的秒脉冲信号，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。本发明可减少数据传输中的时间延迟，保证星上计算机与地面卫星动力学仿真计算机的时间同步，提高卫星控制系统的测试精度。

技术领域

本发明涉及一种星地时间同步的测试方法，具体是指一种适用于卫星半物理仿真试验中的星地时间同步的测试方法。

背景技术

随着航天技术的发展和航天任务复杂性的日益增加，对卫星精度和稳定度的要求也越来越高，因此对卫星地面仿真测试技术的精度和实时性提出了更高的要求。目前，对于卫星地面仿真测试系统的实时性能尚没有可靠的明确的参数指标可供参考，对实时性的认识也较为模糊。因此要设法对其关键性能的指标进行测量，获得具有一定意义的数据参数。并且在测试过程中，要全面考虑可能影响实时性能的因素，并总结出一般的通用规律，对响应时间有量级上的定性。

如何具体操作来有效衡量卫星地面仿真测试系统的实时性能，就要求有具体的性能指标来限定,只有卫星控制精度和稳定度都严格达到任务的指标要求,才能定性卫星地面仿真测试系统确实具有强实时性。

因此，需要提出一种在地面用的卫星半物理仿真试验，以验证卫星控制系统的精度和稳定度能否达到载荷成像要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种卫星半物理仿真试验中星地时间同步的测试方法，减少数据传输过程中的时间延迟，保证星上计算机与地面卫星动力学仿真计算机之间的时间同步性，提高卫星控制系统的测试精度。

为实现上述目的，本发明提供一种卫星半物理仿真试验中星地时间同步的测试方法，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；