技術領域

本發(fā)明涉及一種小衛(wèi)星地面動力學仿真測試方法及系統(tǒng)，用于實現(xiàn)小衛(wèi)星整星下姿軌控系統(tǒng)的動力學仿真測試，屬于衛(wèi)星姿軌控系統(tǒng)的仿真測試領域。

背景技術

小衛(wèi)星技術近年來得到快速發(fā)展，小衛(wèi)星星座及星群技術開始逐步應用，對小衛(wèi)星整星的綜合測試提出更高要求。小衛(wèi)星姿軌控分系統(tǒng)通常要完成分系統(tǒng)的研制及測試、整星下姿軌控分系統(tǒng)測試。

小衛(wèi)星姿軌控系統(tǒng)的地面測試主要采用動力學仿真的方式，目前，小衛(wèi)星姿軌控系統(tǒng)在系統(tǒng)研制及分系統(tǒng)測試中，設計師會根據(jù)實際情況配置合理的地面動力學仿真計算軟件，而在整星下測試時，通常又需要根據(jù)實際情況對整星地檢設備進行動力學的重新修正或設計，造成了分系統(tǒng)下和整星下地檢設備動力學仿真調(diào)試的重復工作，需要花費大量精力確保整星及分系統(tǒng)下的動力學仿真一致性，難以適應小衛(wèi)星快速發(fā)展的要求。。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術問題是：克服現(xiàn)有技術的不足，提供了一種小衛(wèi)星地面動力學仿真測試方法及系統(tǒng)，在整星測試中不需要再針對每顆衛(wèi)星的特性進行姿軌控地檢動力學仿真模型的修改和調(diào)試，直接加載姿軌控分系統(tǒng)研制及分系統(tǒng)下的地面動力學仿真模型即可，解決人力成本，保證分系統(tǒng)下和整星下的測試一致性。

本發(fā)明的技術解決方案是：一種小衛(wèi)星地面動力學仿真測試方法，步驟如下：

(1)根據(jù)小衛(wèi)星動力學仿真模型生成動態(tài)鏈接庫函數(shù)，設置相應的輸入輸出接口函數(shù)，將動態(tài)鏈接庫函數(shù)文件放到測試系統(tǒng)中；

(2)加載所選取的動力學仿真動態(tài)鏈接庫函數(shù)；

(3)根據(jù)動力學仿真模型的輸入輸出接口函數(shù)的參數(shù)格式，配置相應的接口參數(shù)表，配置完成后加載配置文件；

(4)設置動力學仿真計算的初始條件，包括初始姿態(tài)、初始角速度、軌道參數(shù)、在軌干擾模擬參數(shù)、仿真時間；

(5)調(diào)用動態(tài)鏈接庫干擾參數(shù)輸入函數(shù)，軌道位置、速度信息輸入函數(shù)，星時和初始姿態(tài)信息輸入函數(shù)，完成注入設置好的初始條件參數(shù)；

(6)調(diào)用動態(tài)鏈接庫動力學仿真開始函數(shù)，進行動力學仿真計算；

(7)調(diào)用動態(tài)鏈接庫星時和初始姿態(tài)信息輸入函數(shù)，調(diào)整動力學仿真時間與衛(wèi)星時間一致；

(8)仿真完成后，衛(wèi)星復位回主動段，調(diào)用動態(tài)鏈接庫動力學仿真中止函數(shù)，結束動力學仿真測試。

所述步驟(1)中動力學仿真計算模型生成動態(tài)鏈接庫函數(shù)的輸入輸出接口函數(shù)包括：動力學仿真敏感器信號輸出函數(shù)、動力學仿真執(zhí)行機構采集信息輸入函數(shù)、動力學仿真計算參數(shù)輸出函數(shù)、動力學仿真計算干擾參數(shù)輸入函數(shù)、動力學仿真計算軌道信息輸入函數(shù)、動力學仿真星時和初始姿態(tài)信息輸入函數(shù)、動力學仿真開始函數(shù)、動力學仿真中止函數(shù)。

所述的動力學仿真敏感器信號輸出函數(shù)的參數(shù)配置按照星敏感器仿真參數(shù)、陀螺激勵源仿真參數(shù)、陀螺數(shù)據(jù)仿真參數(shù)、數(shù)字太陽仿真參數(shù)、模擬太陽仿真參數(shù)依次設置，參數(shù)類型為32位浮點數(shù)。

所述的動力學仿真執(zhí)行機構采集信息輸入函數(shù)的參數(shù)配置按照動量輪參數(shù)、推進器參數(shù)、磁力矩器參數(shù)、帆板驅動機構參數(shù)依次設置，參數(shù)類型為32位浮點數(shù)。

所述的動力學仿真計算參數(shù)輸出函數(shù)的參數(shù)配置按照動力學星時參數(shù)、軌道位置參數(shù)、軌道速度參數(shù)、姿態(tài)四元數(shù)參數(shù)、當前姿態(tài)歐拉角參數(shù)、估計姿態(tài)歐拉角參數(shù)、當前角速度參數(shù)、估計角速度參數(shù)、估計動量輪力矩參數(shù)、估計動量輪轉速參數(shù)、估計數(shù)字太陽參數(shù)、估計模擬太陽參數(shù)、估計磁力矩器參數(shù)、估計星敏感器參數(shù)依次設置，參數(shù)類型為64位浮點數(shù)。

所述的動力學仿真計算干擾參數(shù)輸入函數(shù)參數(shù)設置按照光壓參數(shù)、重力梯度參數(shù)、軌道阻尼參數(shù)依次設置，參數(shù)類型為32位浮點數(shù)。

所述的動力學仿真計算軌道信息輸入函數(shù)參數(shù)設置按照軌道半長軸、軌道偏心率、軌道傾角、升交點赤經(jīng)、近地點幅角、真近點角依次設置，參數(shù)類型為32位浮點數(shù)。

所述的動力學仿真星時和初始姿態(tài)信息輸入函數(shù)參數(shù)按照年、月、日、時、分、秒、毫秒、初始姿態(tài)四元數(shù)、初始姿態(tài)歐拉角、初始姿態(tài)角速度設置，參數(shù)類型為32為浮點數(shù)。

所述的動力學仿真開始函數(shù)、動力學仿真中止函數(shù)為無參函數(shù)，不需要配置參數(shù)。

所述步驟(2)中配置相應的接口參數(shù)表的方法為：

(21)分別為所述的動力學仿真接口函數(shù)建立相應數(shù)據(jù)類型的數(shù)組，并設置相應的接口參數(shù)配置表；

(22)調(diào)取動力學函數(shù)接口函數(shù)格式編輯功能，按照加載的動力學仿真動態(tài)鏈接庫的接口函數(shù)參數(shù)定義，配置接口數(shù)組與動態(tài)鏈接庫接口函數(shù)定義一致；