[发明专利]空间非合作目标光学跟瞄闭环验证系统

说明书

本发明提供了一种空间非合作目标光学跟瞄闭环验证系统，该系统包括：双星模拟器、光学跟瞄装置、动力学生成计算机和综合管控装置，双星模拟器包括跟踪星模拟器和目标星模拟器，分别用于模拟跟踪星和目标星的六自由度运动；光学跟瞄装置用于采用跟瞄算法对目标星进行定位得到定位数据并发送至综合管控装置；动力学生成计算机用于生成目标星和/或跟踪星的动力学特性，以使得双星模拟器模拟跟踪星和目标星的十二自由度运动；综合管控装置用于监控双星模拟器的位姿信息，根据位姿信息和接收到的定位数据，以对光学跟瞄定位算法进行验证。该系统能够实现目标星和跟踪星的六自由度运动模拟，有效地对光学跟瞄定位算法进行高精度验证。

技术领域

本发明涉及飞行器地面仿真测试领域，尤其涉及一种空间非合作目标光学跟瞄闭环验证系统。

背景技术

在空间技术不断发展的过程中，对于非合作目标的研究逐渐升温。其中，非合作目标泛指一类不能提供有效合作信息的空间目标，例如可以包括失效或故障航天器、废旧弃用航天器、敌方航天器、空间碎片、彗星和小行星等。针对非合作目标的在轨服务技术不仅可以应用于在轨维修，同样也是空间碎片处理和空间攻防等领域所面临和亟待解决的问题。

目前，相关技术中一种方式是可以通过气浮平台实现目标在类太空失重环境下的运动状态，对具有显著特征的航天器局部区域进行位姿测量与地面验证试验，然而该平台仅能模拟非合作目标的三自由度姿态运动。另一种方式提出了空间非合作目标自主导航在轨验证系统，包括目标释放机构、双目相机、数据存储与处理模块和地面接收解算系统，但是该系统仅能模拟非合作目标的相对运动，且计算量较大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种空间非合作目标光学跟瞄闭环验证系统，能够有效地对光学跟瞄策略中的定位算法进行高精度验证，减少了计算量。

第一方面，本申请实施例提供了一种空间非合作目标光学跟瞄闭环验证系统，该系统包括：双星模拟器、光学跟瞄装置、动力学生成计算机和综合管控装置，双星模拟器、光学跟瞄装置、动力学生成计算机和综合管控装置：

所述双星模拟器包括跟踪星模拟器和目标星模拟器，分别用于模拟跟踪星和目标星的六自由度运动；

所述光学跟瞄装置安装在所述跟踪模拟器上，采用跟瞄算法对所述目标星进行定位得到定位数据并发送至所述综合管控装置；

所述动力学生成计算机用于生成目标星和/或跟踪星的动力学特性，以使得所述双星模拟器模拟所述跟踪星和所述目标星的十二自由度运动；

所述综合管控装置用于监控所述双星模拟器的位姿信息，根据所述位姿信息和接收到的所述定位数据，以对光学跟瞄定位算法进行验证。

在其中一个实施例中，所述光学跟瞄装置还用于在相机视场内捕捉目标星的特征点，并使所述目标星的特征点始终保持在视场中心，对所述目标星进行跟踪瞄准得到跟踪数据并发送至所述综合管控装置；

所述综合管控装置还用于根据所述位姿信息和接收到的所述跟踪数据，以对光学跟瞄跟踪算法进行验证。

在其中一个实施例中，所述目标星上设置有目标星模拟特征靶标。

在其中一个实施例中，所述目标星模拟器、跟踪星模拟器、光学跟瞄装置、动力学生成计算机和/或综合管控装置分别配置有反射内存。

在其中一个实施例中，所述反射内存通过光纤网络通信连接。

本申请实施例提供了用于上述系统的双星模拟器，所述双星模拟器包括床身主体、跟踪星模拟器和目标星模拟器，所述床身主体包括铺设于地面上的运动导轨，所述运动导轨用于为所述跟踪星模拟器和所述目标星模拟器提供水平方向移动的运动平台。

在其中一个实施例中，所述跟踪星模拟器包括第一横梁和安装在所述第一横梁上的第一竖梁，所述目标星模拟器包括第二横梁和安装在所述第二横梁上的第二竖梁；