[发明专利]一种卫星姿轨控分系统与GNSS子系统的联试系统

权利要求书

1.一种卫星姿轨控分系统与GNSS子系统的联试系统，其特征在于：该联试系统包括GNSS信号源上位机、GNSS信号源、GNSS地面发射天线、总控设备、遥测遥控地面设备、主控计算机、飞行动力学仿真计算机和姿轨控分系统地面设备；

所述的GNSS信号源上位机用于控制GNSS信号源信号的产生；

所述的GNSS信号源在GNSS信号源上位机的控制下进行仿真场景设置；所述的GNSS信号源用于产生卫星在不同的轨道和时间设置下所接收到的导航星座的导航信号；

所述的GNSS地面发射天线通过GNSS接收天线将GNSS信号源产生的信号发送到GNSS前置放大器进行信号放大；GNSS前置放大器将接收到的GNSS接收天线发送的信号放大后发送给GNSS接收机；GNSS接收机将接收到的GNSS前置放大器发送的信号通过数学运算得到卫星当前时间、卫星的位置和速度信息后，通过1553B总线将计算得到的卫星当前时间、卫星的位置和速度信息发送给星载计算机；

所述的仿真场景设置的内容包括仿真的起始时刻以及起始时刻卫星的位置和速度信息；所述的导航星座包括GPS、BDS、GLONASS星座；

所述的总控设备用于发送遥控指令给所述的遥测遥控地面设备，并接收遥测遥控地面设备所传输的遥测数据；

所述的遥测遥控地面设备将接收到的总控设备发送的遥控指令发送给卫星的遥测遥控单元，并接收遥测遥控单元下传的遥测数据，遥测遥控地面设备还将接收到的遥测数据发送给总控设备；

所述的遥测遥控单元用于接收遥测遥控地面设备发送的遥控指令，并将接收到的GNSS接收机的遥控指令发送给GNSS接收机，并接收GNSS接收机的遥测数据；所述的遥测遥控单元还将接收到的星载计算机的遥控指令发送给星载计算机，并接收星载计算机的遥测数据；遥测遥控单元还将接收到的所有遥测数据发送给遥测遥控地面设备；

所述的主控计算机用于发送星载计算机的遥控指令给总控设备，总控设备将接收到的星载计算机的遥控指令通过遥测遥控地面设备发送给卫星的遥测遥控单元，遥测遥控单元将接收到的星载计算机的遥控指令发送给星载计算机；主控计算机还用于发送动力学指令给飞行动力学仿真计算机；

所述的飞行动力学仿真计算机用于接收主控计算机发送的动力学指令，飞行动力学仿真计算机还用于接收姿轨控分系统地面设备采集的控制脉冲和转速信息；所述的飞行动力学仿真计算机根据接收到的主控计算机发送的动力学指令和接收到的姿轨控分系统地面设备采集的控制脉冲和转速信息对卫星当前时刻的轨道参数和姿态参数进行动力学仿真，得到敏感器测量结果；

所述的姿轨控分系统地面设备用于接收飞行动力学仿真计算机仿真的敏感器测量结果，并将接收到的敏感器测量结果转换为电信号发送给敏感器，敏感器对接收到的姿轨控分系统地面设备发送的电信号进行测量后得到卫星的姿态信息发送给星载计算机；星载计算机根据接收到的敏感器发送的卫星的姿态信息计算出卫星轨道和姿态的控制脉冲，姿轨控分系统地面设备采集星载计算机发出的控制脉冲和执行机构发送的转速信息后发送给飞行动力学仿真计算机；

所述的联试系统应用在卫星上，所述的卫星上包括遥测遥控单元、GNSS子系统和姿轨控分系统；

所述的GNSS子系统中包括GNSS接收天线、GNSS前置放大器和GNSS接收机；

所述的姿轨控分系统中包括星载计算机、敏感器和执行机构；

卫星姿轨控分系统与GNSS子系统的联试方法，该方法的步骤包括：

(1)通过GNSS信号源上位机设置起始时刻、卫星的位置和速度信息；GNSS信号源上位机启动GNSS信号源，实时地产生导航信号；

(2)GNSS信号源所产生的导航信号经过GNSS地面发射天线发射到卫星GNSS接收天线，再由GNSS接收天线传送到GNSS前置放大器；GNSS前置放大器将接收到的信号放大后传送到GNSS接收机；GNSS接收机对接收到的GNSS信号源所产生的导航信号进行数学运算得到卫星当前时间、卫星的位置和速度信息，运算结束后GNSS接收机会设置表示GNSS子系统可以在地面导航信号激励下完成导航定位的定位状态信息；

(3)GNSS接收机通过1553B总线将卫星当前时间、卫星的位置和速度信息传送给星载计算机；同时GNSS接收机还通过卫星遥测遥控单元将卫星当前时间、卫星的位置、速度信息和定位状态信息传送给遥测遥控地面设备，遥测遥控地面设备通过总控设备将GNSS接收机的卫星当前时间、卫星的位置、速度信息和定位状态信息传送到主控计算机；

(4)星载计算机将当前接收到的卫星当前时间、卫星的位置和速度信息通过遥测遥控单元送到遥测遥控地面设备，遥测遥控地面设备通过总控设备将星载计算机接收的卫星当前时间、卫星的位置和速度信息传送到主控计算机；

(5)主控计算机接收到星载计算机下传的卫星当前时间、卫星的位置和速度信息后，生成动力学指令，飞行动力学仿真计算机接到主控计算机发送的动力学指令后，启动轨道和姿态动力学仿真，主控计算机之后不再对飞行动力学仿真计算机进行设置；所述的动力学指令是指对飞行动力学仿真计算机仿真起始的时间、轨道信息和初始的姿态信息进行设置；

(6)飞行动力学仿真计算机在仿真过程中，通过姿轨控分系统地面设备完成与星载计算机、敏感器、执行机构的信号交互；飞行动力学仿真计算机还通过局域网将仿真过程中的时间、轨道和姿态信息实时地传送到主控计算机；

(7)主控计算机实时地接收GNSS接收机通过卫星遥控遥测单元下传的卫星当前时间、卫星的位置和速度信息；主控计算机还实时地接收星载计算机通过卫星遥控遥测单元下传的卫星当前时间、卫星的位置和速度信息；主控计算机还实时地接收所述的飞行动力学仿真计算机计算得到的卫星当前时间、卫星的位置和速度信息；主控计算机将接收到的这三组卫星当前时间、卫星的位置和速度信息进行实时比对，如果这三组信息之间的差值均满足设计要求，进入步骤(8)，如果有不满足的，则说明GNSS子系统和姿轨控分系统联试结果不正确；

(8)星载计算机通过敏感器确定出卫星当前的姿态信息，卫星当前的姿态信息再通过遥测遥控单元、遥测遥控地面设备以及总控设备传送到主控计算机；飞行动力学仿真计算机仿真得到的敏感器测量结果也传送到主控计算机，主控计算机将接收到的卫星当前的姿态信息和敏感器测量结果进行比对，如果差值满足设计要求，则GNSS子系统和姿轨控分系统联试结果正确，否则为不正确。