一种基于地球信号模拟的测试方法及测试系统与流程

技术特征：

1.一种基于地球信号模拟的测试方法，其特征在于，包含：

建立卫星动力学模型，运动学计算控制机进行卫星姿态计算；

建立红外地球敏感器的穿越角数学模型，运动学计算控制机根据当前的卫星姿态计算获得红外地球敏感器的穿越角计算值，并输出与穿越角计算值相应的时间值；

简易地球信号装置接收运动学计算控制机输出的时间值，和从红外地球敏感器提取的基准脉冲及计数频率信号，来生成地球模拟信号；

红外地球敏感器对其接收的地球模拟信号进行地球信号检波与读取，输出穿越角信息；

由外部计算机接收红外地球敏感器输出的穿越角信息进行姿态计算，获取红外地球敏感器的姿态测量值。

2.如权利要求1所述基于地球信号模拟的测试方法，其特征在于，

运动学计算控制机获得的穿越角计算值，包含：第一太空/地球穿越角的计算值Φ1、第二太空/地球穿越角的计算值Φ2，第一地球/太空穿越角的计算值Φ3、第二太空/地球穿越角的计算值Φ4；

所述简易地球信号装置以从红外地球敏感器提取的基准脉冲Φ₀为触发信号，计数频率信号Φ_r为时钟信号，并根据运动学计算控制机发送的4个时间值t1、t2、t3、t4，来生成一方波信号作为地球模拟信号；

所述方波信号从收到Φ₀起为低电平并开始计时，依次在计时达到t1时对应上升沿有效的Φ1进行高电平转换，在计时达到t2时对应下降沿有效的Φ2进行低电平转换，在计时达到t3时对应上升沿有效的Φ3进行高电平转换，以及在计时达到t4时对应下降沿有效的Φ4进行低电平转换。

3.如权利要求2所述基于地球信号模拟的测试方法，其特征在于，

所述简易地球信号装置的方波信号为低电平0V、高电平4～7V的信号；所述红外地球敏感器的基准脉冲Φ₀，是频率为1Hz的低电平0V、高电平5V的信号，其上升沿有效；计数频率信号Φ_r是频率为4096Hz的低电平0V、高电平5V的信号，其上升沿有效。

4.如权利要求2所述基于地球信号模拟的测试方法，其特征在于，

所述运动学计算控制机根据穿越角计算值，计算获得相应的4个时间值：

t1＝Φ1/360×1；t2＝Φ2/360×1；t3＝Φ3/360×1；t4＝Φ4/360×1。

5.如权利要求2所述基于地球信号模拟的测试方法，其特征在于，

所述运动学计算控制机获得的穿越角计算值，包含：

$Y_T=\frac{\tan R}{\sqrt{1+{\tan }^{2}P+{\tan }^{2}R}}$

其中，标准轨道夹角α_L；半圆锥扫描角α；卫星的滚动角R和俯仰角P。

6.权利要求5所述基于地球信号模拟的测试方法，其特征在于，

通过视场判断，当|R|≤36°且且时进行穿越角计算，否则认为地球信号不在视场内无穿越角输出。

7.如权利要求5或6所述基于地球信号模拟的测试方法，其特征在于，

计算滚动角R、俯仰角P：

$R=atan2\left(\frac{2(q2q3+q1q4)}{1-2(q1+q2)}\right)$

$P=atan2\left(\frac{2(q2q4-q1q3)}{1-2(q1+q2)}\right)$

其中，qi，i＝1、2、3、4为利用星敏感器数据获取的卫星姿态。

8.一种基于地球信号模拟的测试系统，适用于权利要求1～7中任意一项所述的测试方法，其特征在于，所述测试系统包含：红外地球敏感器、运动学计算控制机、简易地球信号装置、外部计算机；

其中，所述运动学计算控制机根据当前的卫星姿态，来计算红外地球敏感器的穿越角计算值，并输出与穿越角计算值相应的时间值；

所述简易地球信号装置接收运动学计算控制机输出的时间值，和从红外地球敏感器提取的基准脉冲及计数频率信号，来生成地球模拟信号；

所述红外地球敏感器对其接收的地球模拟信号，进行地球信号检波与读取，并输出穿越角信息；

所述外部计算机接收红外地球敏感器输出的穿越角信息进行姿态计算，获取红外地球敏感器的姿态测量值。

9.一种地球信号模拟装置，其特征在于，包含简易地球信号装置和与之信号连接的运动学计算控制机及红外地球敏感器；

所述运动学计算控制机根据当前的卫星姿态，来计算红外地球敏感器的穿越角计算值，包含：第一太空/地球穿越角的计算值Φ1、第二太空/地球穿越角的计算值Φ2，第一地球/太空穿越角的计算值Φ3、第二太空/地球穿越角的计算值Φ4；

所述运动学计算控制机计算并输出与穿越角计算值相应的时间值：t1＝Φ1/360×1；t2＝Φ2/360×1；t3＝Φ3/360×1；t4＝Φ4/360×1；

所述简易地球信号装置以从红外地球敏感器提取的基准脉冲Φ₀为触发信号，计数频率信号Φ_r为时钟信号，并根据运动学计算控制机发送的时间值t1、t2、t3、t4，来生成一方波信号作为地球模拟信号发送给红外地球敏感器；

所述方波信号从收到Φ₀起为低电平并开始计时，依次在计时达到t1时对应上升沿有效的Φ1进行高电平转换，在计时达到t2时对应下降沿有效的Φ2进行低电平转换，在计时达到t3时对应上升沿有效的Φ3进行高电平转换，以及在计时达到t4时对应下降沿有效的Φ4进行低电平转换。