[发明专利]航天光学遥感相机模拟在轨飞行专用测试设备

说明书

技术领域

本发明属于航天光学遥感相机电子学系统地面测试领域，涉及航天光学遥感相机模拟在轨飞行专用测试设备。

背景技术

航天光学遥感相机(以下简称“航天相机”)是卫星和飞船上的关键有效载荷，为保证航天相机电子学系统能够在轨依照各项功能需求圆满完成拍照任务，需在地面对相机的模拟在轨飞行进行详细测试，包括指令调焦、指令拍照、依照实时姿态及轨道参数进行闭环偏流角调整和在轨软件重注等测试，同时实时显示航天相机运行状态，进行遥测参数解析。

航天光学遥感相机模拟在轨飞行专用测试设备(以下简称“航天相机模飞专检”)是用来模拟卫星平台电子学与航天相机电子学系统间在轨飞行时的“真实”数据流。可在地面为航天相机电子学系统提供所需的姿态及轨道数据，用于偏流角和相移补偿计算和实时偏流角的调整。

一个比较相近的技术是王栋和胡君在2010年第36卷9期《计算机工程》发表的“空间光学遥感器控制系统的实时仿真测试”P10～P13，该文章设计基于Windows系统的精确定时与多任务协调处理相结合的实时仿真测试系统。采用FPGA控制的PCI设备出发计算机外部中断的方法实现系统精确定时。按照由高到低的执行优先级，重新排列指令的发出、解析、存储等任务的顺序执行。其思想是为被测试航天相机控制系统提供精确的指令序列。

上述测试方法仅能针对航天相机控制指令进行测试，无法提供并模拟相机在轨运行全过程中卫星平台的姿态及轨道参数，无法满足需要实时进行像移补偿和偏流角调整的现代高分辨航天相机测试需求，本发明可解决此问题。

发明内容

本发明以提高空间相机地面功能测试的真实性为目的，特设计一种能够模拟平台中心计算机及GPS在轨工作状态的航天光学遥感相机模拟在轨飞行专用测试设备，以使在整星综合联试之前模拟整星飞行状态，并能提供硬件接口功能失效的模拟环境以考验航天相机电子学系统硬件及软件设计的合理性及可靠性，提早暴露航天相机电子学系统硬件设计及软件设计相关问题。

航天光学遥感相机模拟在轨飞行专用测试设备，该设备包括平台星务计算机模拟器、平台GPS模拟器和地面站遥测遥控终端模拟器；平台星务计算机模拟器与平台GPS模拟器采用一体化共用机壳结构组成模飞专检电箱，所述模飞专检电箱通过双CAN总线接收地面站遥测遥控终端发送的参数和控制指令，通过双CAN总线发送至航天相机电子学分系统；所述模飞专检电箱通过双CAN总线接收航天相机电子学分系统的遥感参数，并通过双CAN总线发送至地面站遥测遥控终端模拟器；

所述平台星务计算机模拟器接收地面站遥测遥控终端模拟器发送的卫星数据源信息及控制指令信息，将信息转换为星上数据格式后完成数据同步广播帧的模拟，并实现模拟平台星务计算机将双CAN总线数据指令帧发送至航天相机电子学分系统，同时平台星务计算机模拟器接收航天相机电子学分系统遥测参数转发至地面站遥测遥控终端模拟器，由地面站遥测遥控终端模拟器进行解析并显示；

所述平台GPS模拟器接收地面站遥测遥控终端模拟器发送的轨道数据源信息，将该轨道数据源转换为星上轨道数据格式后完成GPS的双CAN总线轨道数据广播帧的模拟，并将秒脉冲信号发送至航天相机电子学分系统；

所述地面站遥测遥控终端模拟器向平台星务计算机模拟器提供姿态及姿态角速度数据源，向平台GPS模拟器提供STK轨道数据源，接收、解析并显示平台星务计算机模拟器转发的航天相机电子学分系统遥测参数，同时向测试人员提供人机交互界面。

航天光学遥感相机模拟在轨飞行专用测试设备除完成原有航天相机电子学系统各硬件接口功能及性能指标检测之外，可完成航天相机在轨运行的全过程模拟，完善了航天相机电子学的测试手段和测试项目，同时在航天相机电子学软件测评过程中也能够发挥重要作用；该装置可模拟实时卫星姿态及轨道数据，能够覆盖航天相机在轨运行过程中的偏流角调整全部过程，还可通过地面站遥测遥控终端模拟器发送故障模拟指令。

附图说明

图1本发明航天光学遥感相机模拟在轨飞行专用测试设备装置图。

图2本发明航天光学遥感相机模拟在轨飞行专用测试设备软件流程图。

具体实施方式