专利名称：一种跨平台可扩展的卫星动态仿真测试系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种卫星动态仿真测试系统，特别是一种跨平台可扩展的卫星动态仿真测试系统。
背景技术：
航天工程具有庞大性、复杂性和高度综合性的特点，卫星在上天之前都要做充分的部件测试和系统仿真，从而对系统的设计方案和存在问题进行检验。随着空间探测的日益深入，卫星种类、样式越来越多，而且出现了多卫星的空间任务，如编队飞行、交会对接、 星间探测跟踪以及星间在轨模块更换和加注等，目前存在的针对单一类型单颗卫星的姿态控制仿真测试系统已经不能满足需求。现有的全物理仿真和半物理仿真卫星姿态控制系统主要是针对单一类型的单颗卫星的系统级仿真测试系统，只以验证单一类型的单颗卫星的姿态控制系统的系统与部件技术为目标，对平台依赖程度高，通用性、可移植性差，难以扩展，而且全物理仿真系统复杂，成本高。而目前卫星类型越来越多，甚至出现涉及多颗卫星的空间任务，不仅需要进行单卫星系统的姿态控制仿真，更重要的是实现多种类型的卫星工作过程中的星体姿态以及有效载荷的控制仿真，甚至应用于多卫星任务。多种类型的卫星姿态控制仿真涉及的数学模型和物理模型较为复杂，在执行不同的空间任务时，敏感器和执行机构的工作过程各有不同，对系统软件框架的影响较大，而且多卫星的仿真对系统实时性和同步性提出了很高的要求，否则计算精度将受到较大影响，目前还没有有效的仿真测试系统可以适用于多种类型或者多颗卫星任务的仿真测试。因此设计具有较强通用性和可扩展性的新的半物理仿真系统具有重要意义。专利CN101093387，基于星上网的卫星姿态控制地面仿真测试系统及测试方法提出了一种分布式的卫星姿态控制仿真系统和测试方法，可以进行系统级数字仿真测试和部件级半物理仿真测试。该专利试图以统一的星上网进行各分系统的信息交换以简化系统。 星上网通常采用CAN总线或1553B总线，具有较强的实时性，但由于总线单一，造成控制和通讯原理单一，使所有系统间信息交换的实时性都处于同一量级，不能很好的区分不同系统不同的实时性要求，尤其是实时性要求很高的多卫星任务仿真中很难做到多星间的仿真计算同步；而地面监控等对实时性的要求又达不到星上网的水平，增加了系统成本。此外， 该发明没有针对多星任务仿真研究系统的可扩展性。对系统数字仿真没有进行软件模块化和通用性研究。因此系统的可扩展性和源代码可移植性比较差。
发明内容
本发明的技术解决问题克服现有技术的不足，提供一种跨平台可扩展的卫星动态仿真测试系统，并解决系统仿真的通用性、源代码的可移植性问题以及多卫星仿真的实时性和同步性问题，针对不同仿真需求，降低了软件更新的复杂度，平衡了系统实时性和计算精度的要求，可以作为一种通用性较强的卫星姿态控制仿真系统。
本发明的技术解决方案一种跨平台可扩展的卫星动态仿真测试系统，主要包括卫星系统模拟器1、飞行环境与运动模拟器2、运行监测与管理系统模拟器3三部分，其中卫星系统模拟器1又分为卫星姿态控制系统模拟器11和卫星基础子系统模拟器12，其中飞行环境与运动模拟器2由环境模拟器21和轨道与姿态动力学解算器22构成， 用于模拟卫星飞行环境及飞行动力学过程。环境模拟器21用于模拟飞行器的飞行环境；轨道与姿态动力学解算器22根据卫星当前动力学状态通过数值法求解动力学方程组的方法推算出下一时刻新状态；环境模拟器21输出基本环境参数，包括仿真时间参数，太阳、地球等天体的位置，引力系数、磁场系数、光压系数、地磁密度噪声、日月摄动力、地球重力梯度等参数；轨道与姿态动力学解算器22接收环境模拟器21产生的基本环境参数，根据这些基本环境参数计算卫星下一时刻所处的位置和姿态等状态信息，并把这些基本环境参数，位置和姿态参数通过总线发送到卫星姿态控制系统模拟器11和运行监测与管理系统模拟器 3，用于卫星姿态控制系统仿真和实时演示或存储；卫星姿态控制系统模拟器11主要用来模拟卫星的姿态控制回路，它包括控制器模拟器111、敏感器模拟器112和执行机构模拟器113 ；控制器模拟器111运行星上软件， 用来模拟卫星姿态控制系统的控制器，测试控制律、操纵律以及星上软件，接收敏感器模拟器112测得的参数、轨道与姿态动力学解算器22发送的参数，以及遥控遥测子系统发送的参数，并把这些参数用于卫星姿态控制回路，根据控制律产生相应的操作，并把操作信号发送到执行机构模拟器；敏感器模拟器112结合运动学台子用来模拟敏感器，测试敏感器性能，把测得的参数发送到控制器模拟器111 ；执行机构模拟器113结合动力学台子模拟执行机构，测试执行机构性能，并把对卫星姿态位置的影响通过轨道与动力学解算器22体现出来；卫星基础子系统模拟器12包括供电子系统模拟器121和遥测遥控子系统模拟器122 ；供电子系统模拟器121用来模拟卫星电源系统，为星上部件，包括星载计算机、敏感器、执行机构、遥控遥测子系统121供电；遥测遥控子系统模拟器122实现控制器模拟器 111与运行监测与管理系统3的数据交互，通过无线串口与运行监测与管理系统3相连，模拟卫星遥控遥测，并把遥测遥控的数据发送到卫星姿态控制系统的控制器模拟器11 ；运行监测与管理系统3模拟了卫星地面测控中心的功能，它由遥测数据解码模块 31、遥控指令生成模块32、数据归档与分析模块33和运行管理模块34组成；遥测数据解码模块31模拟地面测控中心的遥测系统，将遥控遥测子系统模拟器122传来的遥测帧数据转成工程数据供数据归档与分析模块33使用；数据归档与分析模块33将轨道与姿态动力学解算器22生成的数据，分门别类地存入数据库中，然后调用各种数据处理程序进行信号分析，以二维曲线、三维动画及虚拟现实等技术实时显示卫星的在轨飞行状态、监视各种可能的飞行故障；运行管理模块34通过键盘鼠标、数据手套、有限词汇语音识等方式接收操作员指令，直接控制地面设备或调用遥控指令生成模块32产生遥控帧，通过无线串口发送到卫星遥测遥控子系统模拟器11完成对卫星的操作；遥控指令生成模块32接收运行管理模块34的命令，并将之转化为遥控帧数据，通过无线串口发送到遥控遥测子系统模拟器。所述的环境模拟器21包括天体模拟器211、热真空与电磁环境模拟器212、运动学台子和动力学台子。其中天体模拟器主要包含地球模拟器、太阳模拟器、月亮模拟器和星空背景模拟器，它们分别模拟太阳敏感器、地球敏感器、月亮敏感器、星敏感器的测量源，地球模拟器用于模拟地球的热红外辐射特性，太阳模拟器模拟太阳的平行光，月亮模拟器模拟月球紫外辐射特性，星空模拟器主要是模拟不同亮度等级的恒星，此外，天体模拟器输出仿真时间参数，太阳、地球等天体的位置，引力系数、磁场系数、光压系数、地磁密度噪声、日月摄动力、地球重力梯度等参数；运动学转台用于配合敏感器模拟器进行仿真测试，如单方向测量的陀螺配置在单自由度转台上，陀螺组可采用三自由度转台，太阳敏感器、地球敏感器和星敏感器等一般采用二自由度转台；动力学转台主要是指气浮台，它配合力和力矩测量设备可以实时测出卫星姿态控制执行机构产生的力和力矩，将采集的数据传至轨道与姿态动力学解算器解算卫星的轨道和姿态；热真空与电磁环境模拟器212是检测部件在空间热真空与电磁环境中的性能，根据太阳位置，卫星位置及姿态等信息，求解出部件的环境温度和电磁特性，将热真空罐调到相应的温度，以此来模拟部件按飞行程序飞行时热真空与电磁环境，用于敏感器测试或其它部件的热真空与电磁测试。所述的控制器模拟器111包括星载计算机1111和接线匹配箱1112，用来验证姿态控制回路，包括姿态确定算法、姿态控制律、操纵律以及各个部件的控制。其中星载计算机1111运行星上软件，模拟真正的星载计算机，通过接线匹配箱1112与敏感器模拟器112、 执行机构模拟器113、遥控遥测子系统模拟器122进行数据交换。星载计算机1111接收敏感器模拟器112测得的参数，根据这些参数确定卫星的实际状态，把卫星的实际状态与理想状态比较，根据预先设定的控制律和操纵律确定执行机构的操作，把这些操作信号发送到执行机构模拟器113。此外，星载计算机1111还能通过遥控遥测子系统模拟器122将参数发送到运行监测与管理系统模拟器，接收地面的操作命令并做出相应反应。接线匹配箱 1112负责星载计算机1111与其它设备的通信，模拟真实部件的电信接口，检测真实部件的电信号和接口特性。所述的供电子系统模拟器121模拟卫星供电子系统，包括星上一次电源接口(太阳能电池/蓄电池输出接口)、星上二次电源接口(星上用电部件的电接口)、市电接口。供电子系统模拟器采用PC机开关电源和电源转接板实现，PC机开关电源将市电转为 +12v、-12v、+5v、GND四根线接口，电源转接板将其转换为与星上一次、二次电源接口。所述的遥测遥控子系统模拟器122包括遥控单元模拟器、遥测单元模拟器。遥控单元接收运行监测与管理系统3的直接操作指令和间接操作指令，根据直接操作指令控制部件工作状态，完成部件打开、关闭、冗余切换等操作，将间接操作指令传给控制器模拟器 111实现复杂的操作控制；控制器模拟器111编制遥测帧传至遥测单元模拟器，通过模拟遥测通道将遥测数据下传到运行监测与管理系统3。所述的遥测数据解码模块31通过无线串口接收遥测遥控子系统发出的遥测数据串，将数据串分解为遥测帧，对遥测帧解码，将其携带的信息转为用具有物理意义的工程数据，再进一步由人机交互界面程序显示为卫星操作人员最易于理解的形式，以便进行数据统计与分析。所述的遥控指令生成模块32接收运行管理模块34命令，从数据库调用对应的格式，生成遥控帧指令，并把指令通过无线串口发送到卫星基础子系统模拟器12的遥控遥测子系统模拟器122对卫星进行控制所述的数据归档与分析模块33包括数据归档和数据分析两部分。其中，数据归档部分从轨道与姿态动力学解算器22接收数据，并且将接收到的数据分类添加到相应的数据表中。数据分析部分，利用接收到的数据绘制二维曲线和三维曲线，并对数据进行统计分析，小波分析和频谱分析。所述的运行管理模块34主要实现人机交互的功能，利用Labview和STK对卫星进行实时监视，监视卫星姿态、轨道特征，以及部件运行情况，并接收管理员的命令输入，包括鼠标、键盘、数据手套、有限词汇语音控制、图像控制等，并把这些控制转换成相应的指令发送到遥控指令生成模块32。本发明与现有技术相比具有如下优点(1)本发明各个部件相互配合，针对不同的仿真需求，降低了软件更新的复杂度， 平衡了系统实时性和计算精度的关系，可以作为一种通用性较强的跨平台可扩展的卫星姿态控制仿真测试系统。(2)本发明的可扩展功能大大提高，有利于多颗卫星情况下使用，提高了测试系统的开发效率和测试效率，大大降低了成本。(3)本发明将控制器模拟器分为星载计算机和接线匹配箱，增加了供电子系统，本发明更接近真实的卫星系统，各部件可以拆分，进一步提高了可扩展性强。(4)本系统将各个部件尽量独立，而且尽量减小部件之间和子系统之间的软硬件耦合，因此系统可移植性强，易于更新和维护。(5)本发明可以应用于方案论证阶段方案可行性分析、总体方案设计阶段方案仿真与性能预测、初样阶段与正样阶段产品的测试验收、运行阶段的故障分析与演练应用等多种场景。
图1为本系统的系统组成框图；图2为系统组成层次分解图；图3为系统全数字仿真和半物理仿真流程图；图4为星载计算机遥测流程图；图5为遥测数据解码模块流程图；图6为星载计算机遥控流程图；图7为遥控指令生成模块流程图。
具体实施例方式如图1所示，本系统主要包括卫星系统模拟器1、飞行环境与运动模拟器2、运行监测与管理系统模拟器3三部分，其中卫星系统模拟器1又分为卫星姿态控制系统模拟器11 和卫星基础子系统模拟器12。其中，飞行环境与运动模拟器2由环境模拟器21和轨道与姿态动力学解算器22构成，用于模拟卫星飞行环境及飞行动力学过程；卫星姿态控制系统模拟器11用来模拟卫星的姿态控制回路，包括控制器模拟器111、敏感器模拟器112和执行机构模拟器113 ；卫星基础子系统模拟器12包括供电子系统模拟器121和遥测遥控子系统模拟器122 ；运行监测与管理系统3模拟卫星地面测控中心的功能，它由遥测数据解码模块 31、遥控指令生成模块32、数据归档与分析模块33和运行管理模块34组成。(1)环境模拟器21
环境模拟器21包括天体模拟器211、热真空与电磁环境模拟器212、运动学台子和动力学台子，用于模拟卫星飞行的基础环境，输出基本环境参数，包括仿真时间参数，太阳、 地球等天体的位置，引力系数、磁场系数、光压系数、地磁密度噪声、日月摄动力、地球重力梯度等参数。其中天体模拟器211硬件按照仿真的要求采用多处理器多内核单台计算机，它包含地球模拟器、太阳模拟器、月亮模拟器和星空背景模拟器，它们分别模拟太阳敏感器、地球敏感器、月亮敏感器、星敏感器的测量源，地球模拟器用于模拟地球的热红外辐射特性，太阳模拟器模拟太阳的平行光，月亮模拟器模拟月球紫外辐射特性，星空模拟器主要是模拟不同亮度等级的恒星，此外，天体模拟器输出仿真时间参数，太阳、地球等天体的位置，引力系数、磁场系数、光压系数、地磁密度噪声、日月摄动力、地球重力梯度等参数；热真空与电磁环境模拟器212是检测部件在空间热真空与电磁环境中的性能，并输出温度和电磁特性参数。按照仿真的要求采用计算机与热真空罐配合整体仿真时，采用单台计算机根据太阳位置，卫星位置及姿态等信息，求解出部件的环境温度和电磁特性；部件测试时，还需要配合热真空罐，计算机根据太阳位置，卫星位置及姿态等信息，求解出部件的环境温度和电磁特性，将热真空罐调到相应的温度，以此来模拟部件按飞行程序飞行时热真空与电磁环境，用于敏感器测试或其它部件的热真空与电磁测试；运动学台子用于配合敏感器模拟器进行仿真测试，如单方向测量的陀螺配置在单自由度转台上，陀螺组可采用三自由度转台，太阳敏感器、地球敏感器和星敏感器等一般采用二自由度转台。计算机根据天体模拟器输出的相应参数和需要测试的敏感器的特点， 适当设置运动学台子的控制卡程序和参数，调整运动学台子用于敏感器模拟和测试；动力学转台主要是气浮台。计算机根据卫星姿态控制系统模拟器11的控制器模拟器111输出的控制信号，设置动学力台子的控制卡程序和参数，调整动力学台子用于执行机构模拟和测试，利用力和力矩测量设备可以实时测出卫星姿态控制执行机构产生的力和力矩，将采集的数据传至轨道与姿态动力学解算器解算卫星的轨道和姿态。(2)轨道与姿态动力学解算器22轨道与姿态动力学解算器22接收环境模拟器21产生的基本环境参数，根据这些基本环境参数计算卫星下一时刻所处的位置和姿态等状态参数，并把这些基本环境参数， 位置和姿态参数通过总线发送到卫星姿态控制系统模拟器11和运行监测与管理系统模拟器3，用于卫星姿态控制系统仿真和实时演示或存储。轨道与姿态动力学解算器22输出的参数包括位置和姿态状态参数、敏感器状态参数、执行机构状态参数、卫星本体特性参数以及其它可动部件状态参数；敏感器参数包括星敏感器、太阳敏感器、地球敏感器、陀螺和磁强计的安装角和视场角等参数；执行机构参数包括动量轮的惯量、最大角速度、噪声初始转速，推力器的平均推力、力矩矢量、安装点、噪声，磁力矩器的最大力矩、时延噪声等；卫星本体特性参数包括卫星质量、转动惯量、几何中心、末态参数等；其它可动部件状态参数包括太阳帆板几何参数、模态参数等。本发明采用牛顿力学范畴内的动力学模型，卫星轨道运动采用开普勒运动模型+ 摄动的模式；姿态运动采用四元数、欧拉角、转换矩阵描述。(a)轨道运动位置矢量F = (χ,γ,ζ)，速度矢量f = (vx,vy,vz)，动力学方程如下
权利要求
1. 一种跨平台可扩展的卫星动态仿真测试系统，其特征在于包括卫星系统模拟器 (1)、飞行环境与运动模拟器( 和运行监测与管理系统模拟器(3)；卫星系统模拟器(1) 包括卫星姿态控制系统模拟器(11)和卫星基础子系统模拟器(12)，其中飞行环境与运动模拟器O)由环境模拟器和轨道与姿态动力学解算器02)构成；环境模拟器用于模拟飞行器的飞行环境，它输出基本环境参数，所述基本环境参数包括仿真时间参数，太阳和地球天体的位置，引力系数、磁场系数、光压系数、地磁密度噪声、日月摄动力和地球重力梯度参数；轨道与姿态动力学解算器0 接收环境模拟器产生的基本环境参数，根据卫星当前动力学状态通过数值求解动力学方程组的方法推算出下一时刻新状态，包括位置和姿态状态参数、敏感器状态参数、执行机构状态参数、卫星本体特性参数以及其它可动部件状态参数；敏感器参数包括星敏感器、太阳敏感器、地球敏感器、陀螺和磁强计的安装角和视场角等参数；执行机构参数包括动量轮的惯量、最大角速度、噪声初始转速、推力器的平均推力、力矩矢量、安装点、噪声、磁力矩器的最大力矩、试验噪声等；卫星本体特征参数包括卫星质量、转动惯量、几何中心、末态参数；其它可动部件状态参数包括太阳帆板几何参数、模态参数；轨道与姿态动力学解算器0 把这些基本环境参数以及位置和姿态状态信息通过总线发送到卫星姿态控制系统模拟器(11)和运行检测与管理系统模拟器(3)，用于卫星姿态控制系统仿真和实时演示或存储；卫星姿态控制系统模拟器(11)，用来模拟卫星的姿态控制回路，它包括控制器模拟器 (111)、敏感器模拟器(11 和执行机构模拟器(11 ；控制器模拟器(111)运行星上软件， 用来模拟卫星姿态控制系统的控制器，测试控制律、操纵律以及星上软件，接收敏感器模拟器(11 测得的参数、轨道与姿态动力学解算器0 发送的参数，以及遥控遥测子系统发送的参数，并把这些参数用于卫星姿态控制回路，根据控制律产生相应的操作，并把操作信号发送到执行机构模拟器(113)；敏感器模拟器(11 用来模拟敏感器，测试敏感器性能， 把测得的参数发送到控制器模拟器(111)；执行机构模拟器(11 模拟执行机构，测试执行机构性能，并把对卫星姿态位置的影响通过轨道与动力学解算器0 体现出来；卫星基础子系统模拟器(1 包括供电子系统模拟器(121)和遥测遥控子系统模拟器 (122)；供电子系统模拟器(121)用来模拟卫星电源系统，为星上部件，包括星载计算机、敏感器、执行机构和遥控遥测子系统(121)供电；遥测遥控子系统模拟器(122)实现控制器模拟器(111)与运行监测与管理系统(3)的数据交互，通过无线串口与运行监测与管理系统 (3)相连，模拟卫星遥控遥测，并把遥测遥控的数据发送到卫星姿态控制系统的控制器模拟器(11)；运行监测与管理系统模拟器C3)模拟卫星地面测控中心的功能，它由遥测数据解码模块(31)、遥控指令生成模块(3 、数据归档与分析模块(3 和运行管理模块(34)组成；遥测数据解码模块(31)模拟地面测控中心的遥测系统，将遥控遥测子系统模拟器(12 传来的遥测帧数据转成工程数据供数据归档与分析模块(3 使用；数据归档与分析模块(33) 将轨道与姿态动力学解算器0 生成的数据，分门别类地存入数据库中，然后调用各种数据处理程序进行信号分析，以二维曲线、三维动画及虚拟现实技术实时显示卫星的在轨飞行状态、监视各种可能的飞行故障；运行管理模块(34)通过键盘鼠标、数据手套、有限词汇语音识方式接收操作员指令，直接控制地面设备或调用遥控指令生成模块(3 产生遥控帧，通过无线串口发送到卫星遥测遥控子系统模拟器(11)完成对卫星的操作；遥控指令生成模块(3 接收运行管理模块(34)的命令，并将所接收的命令转化为遥控帧数据，通过无线串口发送到遥控遥测子系统模拟器。
2.根据权利要求1所述的一种跨平台可扩展的卫星动态仿真测试系统，其特征在于 所述的环境模拟器包括天体模拟器(211)、热真空与电磁环境模拟器(21 、运动学转台和动力学转台；其中天体模拟器(211)包括地球模拟器、太阳模拟器、月亮模拟器和星空背景模拟器，它们分别模拟太阳敏感器、地球敏感器、月亮敏感器、星敏感器的测量源，地球模拟器用于模拟地球的热红外辐射特性，太阳模拟器模拟太阳的平行光，月亮模拟器模拟月球紫外辐射特性，星空模拟器主要是模拟不同亮度等级的恒星，此外，天体模拟器(211) 输出仿真时间参数，太阳和地球天体的位置，引力系数、磁场系数、光压系数、地磁密度噪声、日月摄动力、地球重力梯度参数；热真空与电磁环境模拟器(21 根据太阳位置，卫星位置及姿态信息，求解出部件的环境温度和电磁特性，将热真空罐调到相应的温度，以此来模拟部件按飞行程序飞行时热真空与电磁环境，用于敏感器测试或其它部件的热真空与电磁测试；运动学转台用于配合敏感器模拟器进行仿真测试；动力学转台是指气浮台，它配合力和力矩测量设备可以实时测出卫星姿态控制执行机构产生的力和力矩，将采集的数据传至轨道与姿态动力学解算器解算卫星的轨道和姿态。
3.根据权利要求1所述的一种跨平台可扩展的卫星动态仿真测试系统，其特征在于 所述的控制器模拟器(111)包括星载计算机(1111)和接线匹配箱(1112)，星载计算机 (1111)通过接线匹配箱(111 接收敏感器模拟器(11 测得的参数，根据这些参数确定卫星的实际状态，把卫星的实际状态与理想状态比较，根据预先设定的控制律和操纵律确定执行机构的操作，把这些操作信号通过接线匹配箱(1112)发送到执行机构模拟器(113)； 此外，星载计算机(1111)还能通过接线匹配箱(111 和遥控遥测子系统模拟器(122)将参数发送到运行监测与管理系统模拟器(3)，接收地面的操作命令并做出相应反应；接线匹配箱(111 负责星载计算机(1111)与其它设备的通信，模拟真实部件的电信接口，检测真实部件的电信号和接口特性。
4.根据权利要求1所述的一种跨平台可扩展的卫星动态仿真测试系统，其特征在于 所述的供电子系统模拟器(121)包括星上一次电源接口，即太阳能电池/蓄电池输出接口、 星上二次电源接口，即星上用电部件的电接口、市电接口 ；供电子系统模拟器(121)采用PC 机开关电源和电源转接板实现，PC机开关电源将市电转为+12v、-12v、+5v、GND四根线接口，电源转接板将其转换为与星上一次、二次电源接口。
5.根据权利要求1所述的一种跨平台可扩展的卫星动态仿真测试系统，其特征在于 所述的遥测遥控子系统模拟器(12 包括遥控单元模拟器、遥测单元模拟器；遥控单元接收运行监测与管理系统(3)的直接操作指令和间接操作指令，根据直接操作指令控制部件工作状态，完成部件打开、关闭、冗余切换等操作，将间接操作指令传给控制器模拟器(111) 实现复杂的操作控制；控制器模拟器(111)编制遥测帧传至遥测单元模拟器，通过模拟遥测通道将遥测数据下传到运行监测与管理系统(3)。
6.根据权利要求1所述的一种跨平台可扩展的卫星动态仿真测试系统，其特征在于 所述的遥测数据解码模块(31)通过无线串口接收遥测遥控子系统发出的遥测数据串，将数据串分解为遥测帧，对遥测帧解码，将其携带的信息转为用具有物理意义的工程数据，再进一步由人机交互界面程序显示为卫星操作人员最易于理解的形式，供数据归档与分析模块(33)使用。
7.根据权利要求1所述的一种跨平台可扩展的卫星动态仿真测试系统，其特征在于 所述的遥控指令生成模块(3 接收运行管理模块(34)命令，从数据库调用对应的格式，生成遥控帧指令，并把指令通过无线串口发送到卫星基础子系统模拟器(1 的遥控遥测子系统模拟器(12 对卫星进行控制。
8.根据权利要求1所述的一种跨平台可扩展的卫星动态仿真测试系统，其特征在于 所述的数据归档与分析模块(3 包括数据归档和数据分析两部分；数据归档部分从轨道与姿态动力学解算器0 接收数据，并且将接收到的数据分类添加到相应的数据表中；数据分析部分，利用接收到的数据绘制二维曲线和三维曲线，并对数据进行统计分析，小波分析和频谱分析。
9.根据权利要求1所述的一种跨平台可扩展的卫星动态仿真测试系统，其特征在于 所述的运行管理模块(34)实现人机交互的功能，利用Labview和STK对卫星进行实时监视，监视卫星姿态、轨道特征，以及部件运行情况，并接收管理员的命令输入，包括鼠标、键盘、数据手套、有限词汇语音控制和图像控制，并把这些控制转换成相应的指令发送到遥控指令生成模块(32)。
全文摘要
一种跨平台可扩展的卫星动态仿真测试系统，包括卫星姿态控制系统模拟器、飞行环境与运动模拟器、卫星基础子系统模拟器、运行监测与管理系统模拟器。其中，卫星姿态控制系统模拟器包括敏感器模拟器、控制器模拟器和执行机构模拟器；飞行环境模拟器包括轨道与姿态动力学解算器、天体模拟器、运动学与动力学转台和平动台，热真空与电磁环境模拟器等；卫星基础子系统模拟器包含供电子系统模拟器和遥测遥控子系统模拟器。运行监测与管理系统模拟卫星地面测控中心的功能，包括遥测数据解码、遥控指令生成、数据归档与分析、运行管理。本系统具有较强的可扩展性，可以在开发调试平台、分布式实时仿真平台、嵌入式半物理实时仿真平台三大平台方便的移植。
文档编号G05B17/02GK102354123SQ20111019976
公开日2012年2月15日 申请日期2011年7月18日 优先权日2011年7月18日
发明者冯建军, 董云峰, 赵文, 黎岳鹏 申请人:北京航空航天大学