利用鸿蒙操作系统提高一体姿态测量单元精度的方法与流程

文档序号:36479034发布日期:2023-12-25 07:19阅读:52来源:国知局

本发明涉及卫星姿态控制,具体为利用鸿蒙操作系统提高一体姿态测量单元精度的方法。


背景技术:

1、卫星姿态是指卫星沿轨迹移动时其所指方向,对于大部分绕地球移动的卫星而言其指向多是朝向地球,以便于帮助人们实现资源调查、气候监测、地形探查、信号转播等作用,但由于太空为失重状态,因此卫星在移动时其姿态角和姿态角速度往往会偏离设计值,此时若不对卫星加以限制则可能使得卫星发生旋转,从而导致卫星无法正常使用甚至造成损坏,而为了避免该种情况的发生,需通过卫星内部传感器测量采集卫星的空间坐标数据,并将数据传递给星载计算机,以利用各种执行机构将卫星控制在目标姿态。

2、但由于卫星运动时其计算量巨大,因此仅通过星载计算机难免会在运算时发生延时、卡顿的情况,此时会直接影响到各类传感器的响应速度,进而受测量数据减少的影响,可能会导致采集结果的准确性有所降低,并可能使卫星的实际使用效果受到影响,因此提高一体姿态测量单元精度显得尤为重要。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本发明提供了利用鸿蒙操作系统提高一体姿态测量单元精度的方法,解决了受计算机运行限制,导致传感器的响应速度变慢,进而使采集精度受到影响的问题。

2、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:利用鸿蒙操作系统提高一体姿态测量单元精度的方法,包括以下步骤,

3、步骤一,确定卫星姿态:明确卫星本体相对于空间某参考坐标系的位置,确定卫星所需处于的空间坐标;

4、步骤二,采集位置数据:通过鸿蒙操作系统整合各数据信息,以提高测量单元的响应速度,确保采集结果的稳定性、可靠性;

5、步骤三,创建解析任务:通过鸿蒙操作系统构成框架使得算法运行速度提高,以将卫星位置数据实时转化为对应驱动信号,确保卫星姿态信息控制更精准;

6、步骤四,控制卫星姿态:通过驱动信号控制卫星表面执行组件运作,以确保卫星姿态维持在目标方位上;

7、步骤五,运行能力评估:目的是对鸿蒙操作系统控制下的运作进行跟踪,以评估运行性能,发现潜在问题和改进空间;

8、步骤六,记录对比姿态数据:用于存储卫星姿态的角度数据及纠正数据,目的是在卫星沿轨道移动时,对比往期数据以辅助验证算法的计算结果,确保结果的可靠性。

9、优选的,所述步骤一中明确卫星本体的位置的具体方式为:

10、四象限太敏多通道电压:通过光线照射,使金属板表面电子逸出至电极,以在四个电极吸收电荷并放大转换后得到电压信号,且通过读取和处理而获知光的位置和强度,以用于辨识卫星角度;

11、三轴磁场:通过磁场使得磁强计内部磁针受到作用,在电磁感应定律下对某一定值电阻回路内的电荷进行测量,以得出磁通量的变化,并通过空间磁场确定卫星的姿态数据;

12、三轴加速度:通过重力使得角加速度计对卫星的俯仰角和横滚角进行测量;

13、三轴陀螺:通过的陀螺的回转效应获知卫星的、、状态。

14、优选的,所述步骤一中卫星所需处于的空间坐标通过无线电波由地面定时将轨道的确定结果输入至卫星,所述无线电波为s波段、x波段和ku波段。

15、优选的,所述步骤二中采集位置数据的具体步骤为:

16、明确数值种类:基于鸿蒙操作系统分析理解各传感器所采集的数据,提高数据的处理能力,以提升传感器的响应速度;

17、创建收集集合:通过不同集合实时接收刷新所得的各类数据,以使数据采集更加密集;

18、验证数据统一性:根据集合种类对集合内数据进行验证,确保集合内数据能够展示该传感器的测量结果,避免数据接收出现偏差;

19、确定数据优先级:通过鸿蒙操作系统区分各传感器数据主辅,以根据主辅性提高动作结果的准确性和可靠性。

20、优选的,所述步骤三中创建解析任务的具体步骤为:

21、选用算法程序:基于鸿蒙操作系统以根据数据种类同时调取相应算法程序,以将空间信息转化为数字信息,实时对数值求和并平均以作为最终采集值;

22、验证算法结果:重复算法计算流程,以根据两次计算结果进行对比,降低算法运算错误的概率;

23、反馈异常数据:根据预设的相应数值变化范围对比运算结果,将超出正常范围值的相关采集数据反馈至地面工作站,以由人工操作系统进行核验复算,人工计算结果仍为异常值则作为废弃数据集合,选用下一数据集合继续进行姿态调整,另对相应采集流程进行检查,人工计算为正常值则通过无线电波传回卫星以进行采用;

24、分析数据结果:通过鸿蒙操作系统对数字信号进行分析,以发出相应指令驱动卫星执行组件动作;

25、记录数值结果及系统信息文件:通过对算法计算结果及系统操作过程中的信息文件进行记录储存,以便于后续查询及调取:

26、更新算法程序:根据实际使用需求及漏洞对算法做出优化及调整,以节省运算时间,提高鸿蒙操作系统的工作效率。

27、优选的,所述步骤四中控制卫星姿态的具体步骤为:

28、接收动作指令:由鸿蒙操作系统将指令输送至各执行件,以控制执行件动作而输出相应作用力;

29、判断动作顺序:根据指令各执行件依次动作,以对卫星姿态进行调整,确保卫星正对目标区域;

30、补偿动作力矩:通过反向执行件的动作补偿卫星轨迹变化后的干扰力矩,避免卫星控制过程中姿态发生较大的变化;

31、核验反馈驱动力矩:通过对各驱动件动作后输出的力矩进行核验,以保证卫星的姿态调整符合鸿蒙操作系统的控制结果,对核验结果进行传输,以便于工作站工作人员进行收集统计。

32、优选的,所述步骤四中通过三轴姿态稳定对姿态进行调整,使得相应太阳能板和镜头能够正常发挥作用。

33、优选的,所述步骤五中运行能力评估的具体步骤为:

34、分析缺陷:通过定期对卫星反馈数据进行整理分析,以发现异常因素,确定问题范围:

35、数据调取:调取异常数值所在数据收集集合及前后相连时间段数据收集集合,分析影响原因,确定问题根源;

36、改进测试:改进算法,通过鸿蒙操作系统构建模拟环境,以验证算法改进后运行效果;

37、监视运作效果:持续跟踪监视算法运行情况,根据实际情况进行相应优化。

38、优选的,所述步骤六中记录对比姿态数据的具体步骤为:

39、确认目标信息:用于确认所需拍摄目标在卫星往期移动时所拍摄记录的档案;

40、往期位置调取:调取往期所记录的运算结果和动作角度数值;

41、数值对比:将往期和当下对同一目标点的姿态调整信息进行对比,以验证算法的运算结果;

42、记录存储:将对比结果及本次姿态调整信息记录,以便于后续调取校对。

43、利用鸿蒙操作系统提高一体姿态测量单元精度的方法,包括以下组件和工具,

44、鸿蒙操作系统:用于构建卫星姿态调整的整体运行框架,是各组成部分运作的基础平台;

45、算法程序:用于将所采集数据转化为对应动作的数字信号;

46、姿态采集组件:用于实时采集测量卫星空间坐标的硬件部分;

47、执行组件:用于调整卫星的姿态使其达到所需状态;

48、反馈工具:用于将姿态调整过程中的异常值及相应采集数据传输至地面工作站;

49、分析验证工具:用于分析所采集的测量信息并进行验证,以保证运算结果的准确性;

50、监管评估工具:用于实时跟踪姿态调整过程中软件和硬件部分运行情况,以评估使用效果,发现潜在问题;

51、存储工具:用于存储调整过程中各运算结果及角度数据信息。

52、本发明提供了利用鸿蒙操作系统提高一体姿态测量单元精度的方法。具备以下有益效果:

53、1、本发明通过移植鸿蒙操作系统,以在采集位置数据时对数据进行分类、整合及验证,且通过优先处理主要采集数据使一体姿态测量单元任务响应速度得到提高,此外由于可同时对多种数据进行处理,故可缩短等待时间,以在相同时间内采集更多更密集的数据,进而将数据进行求和并平均后可进一步提高最终采集值的稳定性、可靠性,以达到提高一体姿态测量单元计算结果的精度的目的。

54、2、本发明通过验证、反馈算法计算所得的结果及异常值,使得结果的可靠性得到提高,且由于算法可根据所统计的运算数据进行优化提升,故可降低出现漏洞的概率,同时随着任务响应速度的提高,一体姿态测量单元与星载计算机通信速率也可得到提升,从而使卫星姿态信息控制更加精准。

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