[发明专利]一种实现卫星半物理仿真试验星地时间同步的方法及系统

说明书

本发明提供一种实现卫星半物理仿真试验星地时间同步的方法及系统，包括设置卫星初始状态仿真试验参数；启动姿轨控半物理仿真设备；根据星务计算机地测口的星上时数据获取计算的星上时的整秒值；当检测到星务计算机PPS秒脉冲信号，计算的星上时整秒值加1，毫秒值清零；否则计算的星上时毫秒值以第一设定阈值为周期累加计数；将计算的星上时整秒值与毫秒值之和作为计算星上时，计算出姿轨控动力学模型的理论星上时与计算星上时之间的星地星上时的不同步误差；在星地星上时不同步误差超过第二设定阈值，若超过第二设定阈值时，校正星务计算机的星地星上时不同步误差。本发明的实现卫星半物理仿真试验星地时间同步的方法及系统低成本、精度高。

技术领域

本发明涉及航天器半物理仿真试验的技术领域，特别是涉及一种实现卫星半物理仿真试验星地时间同步的方法及系统。

背景技术

卫星系统半物理仿真试验是卫星研制的一个重要阶段。通过整星级的半物理仿真闭环试验可以验证卫星各分系统的合理性和完备性，特别是验证姿轨控系统的各项功能要求和性能指标。

卫星系统半物理仿真试验要求卫星各系统时间与整星星上时间保持高精度的时间同步，特别是保证地面姿轨控动力学仿真时间与星务计算机星上时的时间同步，从而保证姿轨控动力学轨道模型与星务计算机轨道数据一致，模拟真实的卫星从星箭分离后的在轨飞行过程，充分有效地验证各个卫星系统设计方案可靠性。

然而，在实际应用中，由于在地面半物理仿真实验中姿轨控动力学仿真机与星务计算机的星箭分离仿真时刻不完全一致以及各个工控机的时钟漂移影响，导致两个系统间星上时出现偏差，从而影响卫星姿轨控系统的定姿精度和控制精度。

为保证卫星半物理仿真试验星箭分离时刻一致，通常采用人工计时或由地测综合系统局域网统一发送星箭分离指令。然而，由于人工误差、网络传输延时以及硬件响应误差，星箭分离时刻各个卫星系统间星上时存在较大的不同步误差。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种实现卫星半物理仿真试验星地时间同步的方法及系统，直接使用星务计算机PPS(Pulse Per Second，每秒脉冲数)秒脉冲同步信号和地测口的星上时遥测数据，精确计算星上时不同步误差，再由星务计算机发送星务校时遥控指令来校正不同步误差，其低成本、精度高，实现了姿轨控动力学仿真机与星务计算机的时间同步。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种实现卫星半物理仿真试验星地时间同步的方法，应用于卫星半物理仿真试验系统中，所述卫星半物理仿真试验系统包括星务计算机、姿轨控半物理仿真设备、地面综合测试平台和遥控遥测分系统，所述姿轨控半物理仿真设备包括姿轨控动力学仿真机和硬件接口RT实时仿真机；所述实现卫星半物理仿真试验星地时间同步的方法包括以下步骤：在星务计算机和姿轨控动力学仿真机上设置卫星初始状态仿真试验参数；启动姿轨控半物理仿真设备，使得姿轨控动力学仿真机开始运行，同时通过遥控遥测分系统向星务计算机发送星箭分离指令，进入星箭分离状态仿真；地面综合测试平台实时接收并网络广播转发星务计算机地测口的星上时数据；硬件接口RT实时仿真机通过综合测试网络接收星上时数据，提取所述星上时数据的整秒值作为计算的星上时的整秒值，同时以第一设定阈值为周期检测星务计算机PPS秒脉冲信号；当检测到星务计算机PPS秒脉冲信号，硬件接口RT实时仿真机将计算的星上时整秒值加1，毫秒值清零；否则将计算的星上时毫秒值以第一设定阈值为周期累加计数；硬件接口RT实时仿真机将计算的星上时整秒值与毫秒值之和作为计算星上时，并与姿轨控动力学仿真机上的姿轨控动力学数学模型的理论星上时值作比较，计算出理论星上时与计算星上时之间的星地星上时的不同步误差；根据多次获取的星地星上时的不同步误差，确定最终的星地星上时的不同步误差；判断星地星上时不同步误差是否超过第二设定阈值，若超过设定阈值，通过遥控遥测分系统发送遥控指令至星务计算机以校正星务计算机的星地星上时不同步误差。