CN103487051B - 卫星控制系统获得星敏感器数据产生时间的方法 - Google Patents

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Abstract

一种卫星控制系统获得星敏感器数据产生时间的方法，将卫星控制系统地面设备中的星务和GPS信息流仿真计算机发出的GPS秒脉冲信号用展开盒展开，将需要获得数据产生时间的星敏感器静态星模加电，并接入控制系统的中心控制单元，对其进行加电；将GPS秒脉冲通过中心控制单元发送给星敏感器，作为其同步信号；观察遥测量，获取星敏感器输出的曝光时间和姿态四元素；缓慢移动GPS秒脉冲，观察数据有无变化；如果有变化则记录GPS秒脉冲目前的相位；如有变化记录GPS秒脉冲与7记录相位之间的变化。本发明通过地面试验，获得星敏感器曝光时间。

Description

卫星控制系统获得星敏感器数据产生时间的方法
技术领域
本发明涉及一种卫星控制系统获得星敏感器数据产生时间的方法，适用于卫星控制系统。
背景技术
天绘一号卫星控制系统需要具备三星敏同步的功能，此功能需要获得星敏感器数据产生时间的实测数据。星敏感器通过曝光来完成其姿态输出，其曝光频率为1秒8次。星敏感器曝光后产生星图，再进行光电转换等一系列处理，最终确定航天器在惯性坐标系下的三轴姿态。星敏感器数据生成时间是从其曝光开始到产生姿态四元素这一系列过程时间的总和。之前星敏感器数据生成时间只是通过理论计算获得，按该数据进行装订后，控制系统的三星敏感器同步功能存在大量不同步的现象。因此需要对星敏感器的数据产生时间进行实际测量，已达到三星敏同步的要求。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种卫星控制系统获得星敏感器数据产生时间的方法，通过地面试验，获得星敏感器曝光时间。
本发明的技术解决方案是：卫星控制系统获得星敏感器数据产生时间的方法，其特征在于：此方法使用卫星控制系统的中心控制单元和星敏感器及其静态星模拟器，依托于现有的星务和GPS信息流仿真计算机，通过将其输出的GPS秒脉冲发送给中心控制单元作为星敏感器的同步脉冲信号。方法步骤如下：
（1）将卫星控制系统地面设备中的星务和GPS信息流仿真计算机发出的GPS秒脉冲信号用信号展开盒展开，该秒脉冲信号下降时间小于50ns，脉冲宽度为1±0.2ms；
（2）将需要获得数据产生时间的星敏感器静态星模加电，并接入控制系统的中心控制单元，对其进行加电；
（3）将GPS秒脉冲通过中心控制单元发送给星敏感器，作为其同步信号；
（4）观察遥测量，获取星敏感器输出的曝光时间和姿态四元素；
（5）缓慢移动GPS秒脉冲，观察3中的数据有无变化；
（6）如果有变化则记录GPS秒脉冲目前的相位；
（7）重复5的工作；
（8）如有变化记录GPS秒脉冲与7记录相位之间的变化，
其中PHASIC n（n=1…+∞）来表示变化值;
（9）重复5－8的工作N（N=1…+∞）次；
（10）星敏感器数据产生时间为：PHASIC＝(PHASIC1+….+PHASIC n)/N。
本发明与现有技术相比有益效果为：之前星敏感器数据生成时间只是通过理论计算获得，按该数据进行装订后，控制系统的三星敏感器同步功能存在大量不同步的现象。使用该方法获得星敏感器曝光时间能够真实反映出星敏感器的实际工作情况，将该试验值装订控制系统应用软件后三星敏同步的比例明显高于之前使用的理论计算值。
附图说明
图1 GPS秒脉冲信号示意图；
图2为本发明星上产品和地面连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细介绍本发明的实现过程，卫星控制系统获得星敏感器数据产生时间的方法，此方法使用卫星控制系统的中心控制单元和星敏感器及其静态星模拟器，依托于现有的星务和GPS信息流仿真计算机，通过将其输出的GPS秒脉冲发送给中心控制单元作为星敏感器的同步脉冲信号。方法步骤如下：
（1）按照图2所示，将星敏感器与中心控制单元AOCC的信号端连接，并在星敏上安装静态星模拟器。将中心控制单元AOCC与星务和GPS信息流仿真计算机的GPS秒脉冲信号和遥测信号端连接。并将星务和GPS信息流仿真计算机发出的GPS秒脉冲信号用展开盒展开。如图1所示，该秒脉冲信号下降时间小于50ns，脉冲宽度为1±0.2ms；
（2）将需要获得数据产生时间的星敏感器安装静态星模拟器加电，给中心控制单元加电、星敏感器加电。将中心控制单元设置为正常与星敏感器进行通信的状态；
（3）通过星务和GPS数据流仿真计算机发送指令，将控制系统设置为使用GPS秒脉冲作为星敏感器同步信号的模式，即GPS秒脉冲通过中心控制单元发送给星敏感器，作为其曝光的同步信号；
（4）使用星务和GPS数据流仿真计算机传送回星敏感器的遥测量，观察星敏感器能否能够正常识别静态星模拟器中的星图，如果识别正常则记录星敏感器输出的曝光时间（相对于GPS秒脉冲）遥测量，该遥测量为一个以125ms为当量的变化值；
（5）使用星务和GPS信息流仿真计算机控制GPS秒脉冲的发送，缓慢移动其相位，并使用示波器通过信号展开盒观察该信号的变化，同时记录（4）步骤中的星敏感器曝光时间数据有无变化；
（6）如果（4）步骤中的星敏感器曝光时间数据有变化则通过示波器记录GPS秒脉冲当时的相位；
（7）继续使用星务和GPS信息流仿真计算机控制GPS秒脉冲的发送，缓慢移动其相位，并使用示波器通过信号展开盒观察该信号的变化，同时记录（4）步骤中的星敏感器曝光时间数据有无变化；
（8）如有（4）步骤中的星敏感器曝光时间数据再次发生变化，则用示波器计算出（6）的相位和（8）相位之间的相位差。用PHASIC n（n=1…+∞）来表示变化值，该相位差就是需要获得的一次星敏感器曝光时间，n为试验当中取得曝光时间的次数;
（9）为了取得较为准确的曝光时间，需要重复（5）至（8）的工作n（n=1…+∞）次，目前使用n=5；
（10）星敏感器数据产生时间为：PHASIC＝(PHASIC1+….+PHASIC n)/n。
本发明方法可以在不同星敏感器上进行多次测量，由本发明获得的试验结果可真实反映星敏感器的数据产生时间。
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (1)

1.卫星控制系统获得星敏感器数据产生时间的方法，其特征在于：使用卫星控制系统的中心控制单元和星敏感器及其静态星模拟器，依托于现有的星务和GPS信息流仿真计算机，通过将星务和GPS信息流仿真计算机输出的GPS秒脉冲发送给中心控制单元作为星敏感器的同步脉冲信号，实现步骤如下：
(1)将星敏感器与中心控制单元AOCC的信号端连接，并在星敏感器上安装静态星模拟器，将中心控制单元AOCC与星务和GPS信息流仿真计算机的GPS秒脉冲信号和遥测信号端连接，并将星务和GPS信息流仿真计算机发出的GPS秒脉冲信号用展开盒展开；该秒脉冲信号下降时间小于50ns，脉冲宽度为1±0.2ms；
(2)将需要获得数据产生时间的星敏感器上安装的静态星模拟器加电，给中心控制单元加电、星敏感器加电，将中心控制单元设置为正常与星敏感器进行通信的状态；
(3)通过星务和GPS数据流仿真计算机发送指令，将控制系统设置为使用GPS秒脉冲作为星敏感器同步信号的模式，即GPS秒脉冲通过中心控制单元发送给星敏感器，作为其曝光的同步信号；
(4)使用星务和GPS数据流仿真计算机传送回星敏感器的遥测量，观察星敏感器能否能够正常识别静态星模拟器中的星图，如果识别正常则记录星敏感器输出的曝光时间，此曝光时间是相对于GPS秒脉冲的遥测量，该遥测量为一个以125ms为当量的变化值；
(5)使用星务和GPS信息流仿真计算机控制GPS秒脉冲的发送，缓慢移动其相位，并使用示波器通过信号展开盒观察该发送的变化，同时记录(4)步骤中的星敏感器曝光时间数据有无变化；
(6)如果(4)步骤中的星敏感器曝光时间数据有变化则通过示波器记录GPS秒脉冲当时的相位；
(7)继续使用星务和GPS信息流仿真计算机控制GPS秒脉冲的发送，缓慢移动其相位，并使用示波器通过信号展开盒观察该发送的变化，同时记录(4)步骤中的星敏感器曝光时间数据有无变化；
(8)如有(4)步骤中的星敏感器曝光时间数据再次发生变化，再通过示波器记录GPS秒脉冲当时的相位，并用示波器计算出(6)的相位和(8)相位之间的相位差，用PHASIC n来表示相位差，该相位差就是需要获得的一次星敏感器曝光时间，n为试验当中取得曝光时间的次数，n＝1…5；
(9)为了取得较为准确的曝光时间，需要重复(5)至(8)的工作t＝5次；
(10)星敏感器数据产生时间为：PHASIC＝(PHASIC 1+….+PHASIC n)/t，
在不同星敏感器上进行多次测量，获得的试验结果真实反映星敏感器的数据产生时间。
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