CN101937031B - 一种星敏感器的电模拟器 - Google Patents
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Abstract
一种星敏感器的电模拟器，涉及一种星上设备的电模拟器，解决现有设备或者装置中无法满足星敏感器的电模拟器与星敏感器同时连入卫星测试系统的问题。它包括功能模拟模块、模拟器数据接口电路和供电输入接口电路，它还包括信号处理模块、星上设备数据接口电路和供电输出接口电路，功能模拟模块输出的模拟敏感数据信号与星上设备数据接口电路输出的星敏感器数据信号在信号处理模块中进行隔离合成处理，信号处理模块的处理信号输出端与模拟器数据接口电路的处理信号输入端相连，供电输入接口电路的电压输出端与供电输出接口电路的电压输入端相连。本发明实现了星敏感器的电模拟器与星敏感器同时连入卫星测试系统，用于卫星姿态控制系统或者整星测试。
Description
技术领域
本发明涉及一种星上设备的电模拟器。
背景技术
卫星电性能测试过程包括部件测试、分系统测试和整星测试，在分系统测试和整星测试过程中或者测试过程的某些阶段，需要一些辅助的设备或者装置，用于模拟真实的星上设备以达到分系统或者整星电性能测试的目的，这些模拟真实设备的辅助设备或者装置称为电模拟器。电模拟器主要模拟真实星上设备电接口的结构、通信协议的处理、数据流和时序特性等。
星上设备的电模拟器的电接口与被模拟的星上设备的电接口完全一致，用以检验星上设备对外接口的正确性、匹配性和合理性。在测试过程中电模拟器和相应的星上设备对星上的电接口是独占的，即电模拟器和相应的星上设备不能同时接入到卫星测试系统中，只能选择其一连入卫星测试系统。通过电模拟器可以实现对对星上设备的辅助检测，如电接口检测、协议检测、数据流检测、时序检测等，但是电模拟器无法模拟星上设备的状态信息：比如供电状态、温度、电流/电压遥测。
在卫星姿态控制系统中，星敏感器是常用星上设备。测试过程中，星敏感器和星敏感器电模拟器只能选择其一连入测试系统，无法满足星敏感器数据流和星敏感器工作状态信息在地面环境下的同时测量的要求。目前，现有设备或者装置中星敏感器的电模拟器与星敏感器无法同时连入卫星测试系统。
发明内容
本发明的目的是解决现有设备或者装置中无法满足星敏感器的电模拟器与星敏感器同时连入卫星测试系统的问题，提供了一种星敏感器的电模拟器。
本发明是通过下述方案予以实现的：一种星敏感器的电模拟器，它包括功能模拟模块、模拟器数据接口电路、供电输入接口电路和数据驱动接口电路，数据驱动接口电路的驱动数据输出端与功能模拟模块的驱动数据输入端相连，模拟器数据接口电路的控制信号输出端与功能模拟模块的控制信号输入端相连，供电输入接口电路的电压输出端与功能模拟模块的电压输入端相连，它还包括信号处理模块、星上设备数据接口电路和供电输出接口电路，模拟器数据接口电路的控制信号输出端与星上设备数据接口电路的控制信号输入端相连，功能模拟模块的模拟敏感数据信号输出端与信号处理模块的第一处理信号输入端相连，星上设备数据接口电路的星敏感器数据信号输出端与信号处理模块的第二处理信号输入端相连，信号处理模块的处理信号输出端与模拟器数据接口的处理信号输入端相连，供电输入接口电路的电压输出端分别与信号处理模块的电压输入端及供电输出接口电路的电压输入端相连。
本发明提供了一种星敏感器的电模拟器，与传统的星敏感器电模拟器相比它增加了信号处理模块、星上设备数据接口电路以及供电输出接口电路，所述的电模拟器将供电输入接口电路引入的电源信号为电模拟器内部电路进行供电，同时将该电源信号输出至供电输出接口电路为星敏感器供电；模拟器数据接口电路接收来自星载计算机的命令作为电模拟器的输入，同时将该输入信号通过星上设备数据接口电路发送给星敏感器；电模拟器通过星上设备数据接口电路接收星敏感器的星敏感器信号，并与功能模拟模块生成的模拟敏感数据信号在信号处理模块中进行信号隔离和数据合成处理；处理后的数据通过模拟器数据接口电路发送给星载计算机，实现电模拟器与星敏感器同时连入卫星测试系统。
本发明所述的一种星敏感器的电模拟器结构设计简单，能够实现星敏感器的电模拟器和星敏感器同时连入卫星测试系统，满足星上设备真实状态和闭环仿真同时进行，简化卫星系统测试。
附图说明
图1是具体实施方式一中所述的一种星敏感器电模拟器的结构示意图；图2是具体实施方式八的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1具体说明本实施方式。一种星敏感器的电模拟器，它包括功能模拟模块1、模拟器数据接口电路2、供电输入接口电路5和数据驱动接口电路7，数据驱动接口电路7的驱动数据输出端与功能模拟模块1的驱动数据输入端相连，模拟器数据接口电路2的控制信号输出端与功能模拟模块1的控制信号输入端相连，供电输入接口电路5的电压输出端与功能模拟模块1的电压输入端相连，它还包括信号处理模块3、星上设备数据接口电路4和供电输出接口电路6，模拟器数据接口电路2的控制信号输出端与星上设备数据接口电路4的控制信号输入端相连，功能模拟模块1的模拟敏感数据信号输出端与信号处理模块3的第一处理信号输入端相连，星上设备数据接口电路4的星敏感器数据信号输出端与信号处理模块3的第二处理信号输入端相连，信号处理模块3的处理信号输出端与模拟器数据接口2的处理信号输入端相连，供电输入接口电路5的电压输出端分别与信号处理模块3的电压输入端及供电输出接口电路6的电压输入端相连。
本实施方式中所述的一种星敏感器的电模拟器由供电电源供电，供电电源的电压输出端与供电输入接口电路5的电压输入端相连，供电输入接口电路5为电模拟器供电，并通过供电输出接口电路6为星敏感器供电，其中，供电输入接口电路5的接口类型与供电输出接口电路6的接口类型一致，本实施方式中所述的供电电源采用蓄电池实现；
本实施方式中所述的一种星敏感器的电模拟器由星载计算机控制，星载计算机的指令输出端与模拟器数据接口电路2的指令输入端相连，模拟器数据接口电路2的测试数据输出端与星载计算机的测试数据输入端相连。星载计算机通过模拟器数据接口电路2将指令发送给星敏感器电模拟器，并通过星上设备数据接口电路4将该指令转发给星敏感器；
本实施方式中所述的一种星敏感器的电模拟器中的数据驱动接口电路7根据动力学模型输出数据驱动信号，与功能模拟模块1的驱动数据输入端相连；
本实施方式中所述的一种星敏感器的电模拟器中的功能模拟模块1是模拟器模拟星上设备通信协议、数据流、时序等的电路和处理程序，类似于传统意义的电模拟器；
本实施方式中所述的一种星敏感器的电模拟器通过星上设备数据接口电路4与星敏感器相连，用于传递模拟器收到的指令、接收星敏感器的状态数据，本实施方式所述的电模拟器能够将传统意义的电模拟器与星敏感器同时连入卫星测试系统中；
本实施方式中所述的一种星敏感器的电模拟器，在星敏感器与电模拟器同时接入到卫星测试系统时，信号处理模块3是用于对星敏感器进行信号隔离和数据处理的电路和程序，能够将电模拟器的数据与星敏感器的状态数据合成后发送给星载计算机，满足星敏感器的真实状态和闭环仿真同时进行。
本发明提供了一种星敏感器的电模拟器，在传统的星敏感器电模拟器的基础上它增加了信号处理模块3、星上设备数据接口电路4和供电输出接口电路6，所述的电模拟器将供电输入接口电路5引入的电源信号为电模拟器内部电路进行供电，同时将该电源信号输出至供电输出接口电路6为星敏感器供电；模拟器数据接口电路2接收来自星载计算机的命令作为电模拟器的输入，同时将该输入信号通过星上设备数据接口电路4发送给星敏感器；电模拟器通过星上设备数据接口电路4接收星敏感器的星敏感器信号，并与功能模拟模块1生成的模拟敏感数据信号在信号处理模块3中进行信号隔离和数据合成处理；处理后的数据通过模拟器数据接口电路2发送给星载计算机，实现电模拟器与星敏感器同时连入卫星测试系统。
本发明所述的一种星敏感器的电模拟器结构设计简单，能够实现星敏感器的电模拟器和星敏感器同时连入到卫星测试系统中，满足星上设备的真实状态和闭环仿真同时进行，简化卫星系统测试。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一所述的一种星敏感器的电模拟器的区别在于，所述的功能模拟模块1的处理器是C8051F040单片机。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一所述的一种星敏感器的电模拟器的区别在于，所述的信号处理模块3的处理器是C8051F040单片机。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一所述的一种星敏感器的电模拟器的区别在于，所述的模拟器数据接口电路2采用RS422异步串行通信接口电路实现。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一所述的一种星敏感器的电模拟器的区别在于，所述的数据驱动接口电路7采用RS485异步串行通信接口电路实现。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一所述的一种星敏感器的电模拟器的区别在于，所述的由功能模拟模块1输出的模拟敏感数据信号是指电模拟器模拟配置星敏感器的卫星在空间运行时星敏感器输出的模拟卫星姿态数据、模拟卫星时间数据。
本实施方式中功能模拟模块1输出16个字节的模拟卫星姿态数据及6个字节的模拟卫星时间数据。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一所述的一种星敏感器的电模拟器的区别在于，所述的由星上设备数据接口电路4输出的星敏感器数据信号是指星敏感器接入到测试系统时得到的信号数据，由星敏感器姿态数据、星敏感器状态数据、星敏感器时间数据和星敏感器CRC校验和数据组成，所述的星敏感器状态数据是指镜头序号信息、反光体标志信息、锁定星数信息和数据有效标志信息。
本实施方式中所述的星敏感器数据信号的一帧由32字节组成，其中，包括16个字节的星敏感器姿态数据，6个字节的星敏感器姿态所对应的时间数据，8个字节的星敏感器状态数据，2个字节的星敏感器CRC校验和数据。由于，星敏感器并未真正的处于空间运行状态，除了8字节星敏感器状态数据外，其余数据信息是无效的。
具体实施方式八：下面结合图2具体说明本实施方式。本实施方式与具体实施方式一或三所述的一种星敏感器的电模拟器的区别在于，所述的信号处理模块3将第二处理信号输入端接收到的星敏感器数据信号进行隔离转换，并与信号处理模块3从第一处理信号输入端接收到的模拟敏感数据进行合成处理，
所述的隔离转换是指将星上设备数据接口电路4输出的星敏感器数据信号通过信号处理模块3中的光电耦合电路3-1进行光电隔离，
所述的合成处理是指从隔离后的星敏感器数据信号中提取星敏感器状态数据，与信号处理模块3从第一处理信号输入端接收到的模拟卫星姿态数据及模拟卫星时间数据组合后，重新生成CRC校验和数据，所述的星敏感器状态数据、模拟卫星姿态数据、模拟卫星姿态数据及CRC校验和数据组成一帧完整的星敏感器数据。
本实施方式中，信号处理模块3从隔离后的星敏感器数据信号中提取8个字节的星敏感器状态数据，并与从第一处理信号输入端接收到的16个字节的模拟卫星姿态数据、6个字节的模拟卫星时间数据组合后，重新生成2字节的CRC校验和数据，所述的星敏感器状态数据、模拟卫星姿态数据、模拟卫星姿态数据及CRC校验和数据组成一帧完整的星敏感器数据。
接收到星载计算机的指令后，功能模拟模块1生成模拟敏感数据信号，星敏感器生成星敏感器数据信号，将星上设备数据接口电路4输出的星敏感器数据信号通过信号处理模块3中的光电耦合电路3-1进行光电隔离，隔离后的信号与原信号一致，但是电气上不相连。
本实施方式中所述的信号处理模块3将完成合成后的帧数据通过模拟器数据接口电路2发送给星载计算机。
Claims (7)
1.一种星敏感器的电模拟器，它包括功能模拟模块(1)、模拟器数据接口电路(2)、供电输入接口电路(5)和数据驱动接口电路(7)，数据驱动接口电路(7)的驱动数据输出端与功能模拟模块(1)的驱动数据输入端相连，模拟器数据接口电路(2)的控制信号输出端与功能模拟模块(1)的控制信号输入端相连，供电输入接口电路(5)的电压输出端与功能模拟模块(1)的电压输入端相连，其特征是：它还包括信号处理模块(3)、星上设备数据接口电路(4)和供电输出接口电路(6)，模拟器数据接口电路(2)的控制信号输出端与星上设备数据接口电路(4)的控制信号输入端相连，功能模拟模块(1)的模拟敏感数据信号输出端与信号处理模块(3)的第一处理信号输入端相连，星上设备数据接口电路(4)的星敏感器数据信号输出端与信号处理模块(3)的第二处理信号输入端相连，信号处理模块(3)的处理信号输出端与模拟器数据接口(2)的处理信号输入端相连，供电输入接口电路(5)的电压输出端分别与信号处理模块(3)的电压输入端及供电输出接口电路(6)的电压输入端相连；
所述的信号处理模块(3)将第二处理信号输入端接收到的星敏感器数据信号进行隔离转换，并与信号处理模块(3)从第一处理信号输入端接收到的模拟敏感数据进行合成处理，
所述的隔离转换是指将星上设备数据接口电路(4)输出的星敏感器数据信号通过信号处理模块(3)中的光电耦合电路(3-1)进行光电隔离，
所述的合成处理是指从隔离后的星敏感器数据信号中提取星敏感器状态数据，与信号处理模块(3)从第一处理信号输入端接收到的模拟卫星姿态数据及模拟卫星时间数据组合后，重新生成CRC校验和数据，所述的星敏感器状态数据、模拟卫星姿态数据及CRC校验和数据组成一帧完整的星敏感器数据。
2.根据权利要求1所述的一种星敏感器的电模拟器，其特征在于：所述的功能模拟模块(1)的处理器是C8051F040单片机。
3.根据权利要求1所述的一种星敏感器的电模拟器，其特征在于：所述的信号处理模块(3)的处理器是C8051F040单片机。
4.根据权利要求1所述的一种星敏感器的电模拟器，其特征在于：所述的模拟器数据接口电路(2)采用RS422异步串行通信接口电路实现。
5.根据权利要求1所述的一种星敏感器的电模拟器，其特征在于：所述的数据驱动接口电路(7)采用RS485异步串行通信接口电路实现。
6.根据权利要求1所述的一种星敏感器的电模拟器，其特征在于：所述的由功能模拟模块(1)输出的模拟敏感数据信号是指电模拟器模拟配置星敏感器的卫星在空间运行时星敏感器输出的模拟卫星姿态数据和模拟卫星时间数据。
7.根据权利要求1所述的一种星敏感器的电模拟器，其特征在于：所述的由星上设备数据接口电路(4)输出的星敏感器数据信号是指星敏感器接入到测试系统时得到的数据信号，由星敏感器姿态数据、星敏感器状态数据、星敏感器时间数据和星敏感器CRC校验和数据组成，所述的星敏感器状态数据是指镜头序号信息、反光体标志信息、锁定星数信息和数据有效标志信息。
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