[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

摘要

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。

主权项

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。