CN109120330B - 异地分布的航天器的系统间远程联试方法 - Google Patents

异地分布的航天器的系统间远程联试方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及异地分布的航天器的系统间远程联试方法，联试方法包括：静态接口测试和动态模拟飞行测试；联试方法包括步骤：a.将分别位于两地的追踪航天器和目标航天器的测试网络互联互通，使用统一时统；b.为追踪航天器和目标航天器分别配置空空转发设备，将两地的空空射频数据通过以太网互通；c.为追踪航天器和目标航天器分别配置对接总线转发设备，将两地的总线数据通过以太网互通；d.将追踪航天器和目标航天器的轨道数据通过以太网传输至两地的航天器的通道模拟源设备；e.仿真模拟追踪航天器和目标航天器的姿态驱动和轨道驱动；f.驱动追踪航天器和目标航天器执行对接和分离。本发明的联试方法可实现追踪航天器和目标航天器在异地进行系统间联试。

Description

异地分布的航天器的系统间远程联试方法
技术领域
本发明涉及航天测试领域，尤其涉及一种基于追踪航天器和目标航天器的异地分布式系统间远程联试方法。
背景技术
交会对接任务中，追踪航天器和目标航天器分别使用姿态测量敏感器和绝对位置测量敏感器进行绝对姿态和轨道位置的测量，追踪航天器的相对测量敏感器完成两航天器相对位置和相对姿态的测量，交会对接过程由两航天器通过空空通信无线链路完成航天器之间的通信。追踪航天器的控制系统将追踪航天器导引至对接初始条件时，两对接机构接触并开始锁合动作，两航天器形成组合体，组合体过程两航天器通过对接机构形成的有线链路完成航天器之间的通信。追踪航天器和目标航天器的接口测试内容主要为两航天器模拟飞行的时序匹配测试，在时序匹配中覆盖到空空无线链路和对接后的有线链路的接口测试。
当两航天器处于异地时，一般的系统间联试方法是将其中一个航天器转运至另一航天器所在地进行联试，目前尚无交会对接的两航天器的异地联试方法。
发明内容
本发明的目的在于解决追踪航天器和目标航天器必须在同一物理地点开展系统间联试的局限性，提供一种异地分布的追踪航天器和目标航天器的系统间远程联试方法。
为实现上述发明目的，本发明提供一种异地分布的航天器的系统间远程联试方法，所述联试方法包括：静态接口测试和动态模拟飞行测试；
所述联试方法包括以下步骤：
a.将分别位于两地的追踪航天器和目标航天器的测试网络互联互通，使用统一时统；
b.为追踪航天器和目标航天器分别配置空空转发设备，将两地的空空射频数据通过以太网互通；
c.为追踪航天器和目标航天器分别配置对接总线转发设备，将两地的总线数据通过以太网互通；
d.将追踪航天器和目标航天器的轨道数据通过以太网传输至两地的航天器的通道模拟源设备；
e.仿真模拟追踪航天器和目标航天器的姿态驱动和轨道驱动；
f.驱动追踪航天器和目标航天器执行对接和分离。
根据本发明的一个方面，所述静态接口测试使用飞行产品、按照飞行状态连接进行接口测试，所述静态接口测试仅对接口设备进行联试；
所述动态模拟飞行测试使用航天器整机在异地联试。
根据本发明的一个方面，在所述b步骤中，追踪航天器与目标航天器的空空无线接口通过在两地各增加一套空空转发设备，空空转发设备与当地的无线收发设备空空通信机建立无线链路，将航天器发射的射频数据转换为基带再转换为网络数据，将接收的网络数据转换为基带在转换为射频数据发射至航天器，实现两地之间的空空射频数据通过以太网互通。
根据本发明的一个方面，在所述c步骤中，追踪航天器与目标航天器的对接总线有线接口通过在两地各增加一套对接总线转发设备，对接总线转发设备与当地的总线终端设备数据转换器建立总线链路，将航天器发出的总线数据转换为网络数据，将接收的网络数据转换为总线数据，实现两地的总线数据通过以太网互通。
根据本发明的一个方面，在所述d步骤中，追踪航天器与目标航天器的模拟飞行轨道均通过追踪航天器一侧的地面设备驱动实现轨道同步，轨道数据驱动双通道位置测量敏感器模拟源，双通道位置测量敏感器模拟源采用分布式结构，每个通道导航模拟源为独立设备，放置在对应的航天器所在地，放置在异地的两个通道导航模拟源使用授时铷钟进行时统同步，轨道数据通过以太网传输至两地的通道模拟源设备。
根据本发明的一个方面，在所述e步骤中，追踪航天器与目标航天器分别使用单独的模拟源进行姿态模拟，地面模拟源均设置以太网接口，追踪航天器的地面仿真设备通过以太网实时接收目标航天器的姿态模拟信息，用于追踪分系统相对姿态测量敏感器的地面模拟。
根据本发明的一个方面，在所述f步骤中，将追踪航天器控制系统给出的状态信号，同时引入两航天器的对接机构，模拟真实的追踪航天器和目标航天器接触和分开的过程，实现测试时控制系统和对接机构的交接，两航天器对接机构模拟器同时通过以太网接收来自追踪航天器控制系统的信号，同步实施对接和分离程序。
根据本发明的一个方案，通过使用本发明的异地分布的航天器的系统间远程联试方法，可以实现追踪航天器和目标航天器在异地进行系统间联试，避免大型航天器异地间转运的代价，规避产品多次拆装风险，节省成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示意性表示根据本发明的异地分布的航天器的系统间远程联试方法的流程图；
图2示意性表示根据本发明的一种实施方式的追踪航天器、目标航天器以及地面测试系统的接口关系图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
图1示意性表示根据本发明的异地分布的航天器的系统间远程联试方法的流程图。
图2示意性表示根据本发明的一种实施方式的追踪航天器、目标航天器以及地面测试系统的接口关系图。
如图1所示，根据本发明的异地分布的航天器的系统间远程联试方法包括以下步骤：a.将分别位于两地的追踪航天器和目标航天器的测试网络互联互通，使用统一时统(统一的时间管理系统)；
b.为追踪航天器和目标航天器分别配置空空转发设备，将两地的空空射频数据通过以太网互通；
c.为追踪航天器和目标航天器分别配置对接总线转发设备，将两地的总线数据通过以太网互通；
d.将追踪航天器和目标航天器的轨道数据通过以太网传输至两地的航天器的通道模拟源设备；
e.仿真模拟追踪航天器和目标航天器的姿态驱动和轨道驱动；
f.驱动追踪航天器和目标航天器执行对接和分离。
在本发明中，异地分布的航天器的系统间远程联试方法包括静态接口测试和动态模拟飞行测试。
根据本发明的一种实施方式，静态接口测试使用飞行产品(与两航天器接口相关的正样产品)、按照飞行状态连接进行接口测试。在本发明中，静态接口测试仅对接口设备进行联试；
动态模拟飞行测试使用航天器整机在异地联试。
如图2所示，根据本发明的一种实施方式，在上述b步骤中，在位于两地的两航天器旁分别设置一个空空通信转发设备，转发设备功能为将射频信号转换为网络数据，实现两地之间的空空通信射频信息通过以太网互通。转发设备与当地的空空通信设备无线连接，完成从空空通信机接收射频信号的下变频和解调至基带，并将基带数据转换为网络数据，完成通过网络接收来自异地空空的网络基带数据，对基带数据编码、调制并上变频为射频信号，转发至当地的空空通信机。
如图2所示，根据本发明的一种实施方式，在上述c步骤中，在位于两地的两航天器旁分别放置一台对接总线转发器，对接总线转发器功能为将总线信号转换为网络数据，实现两地之间对接总线信息通过以太网互通。
如图2所示，根据本发明的一种实施方式，在上述d步骤中，事先确定追踪航天器与目标航天器的模拟飞行轨道，在追踪航天器地面仿真驱动设备中完成两个航天器的轨道仿真，轨道仿真的结果驱动双通道的位置测量敏感器模拟源，一路用于模拟追踪航天器的轨道，另一路用于模拟目标航天器的轨道。双通道位置测量敏感器的两个通道为独立设备，通过网络接口接收轨道模拟数据，通过使用独立的授时铷钟进行时统同步。
双通道位置测量敏感器模拟源的输出分别用于驱动追踪航天器上的位置测量敏感器和目标航天器上的位置测量敏感器。同源驱动输出可以实现两航天器的轨道运行精确同步。目标航天器的位置测量敏感器输出结果通过两航天器的空空通信链路传输至追踪航天器，用于追踪航天器的相对位置导航计算。
根据本发明的一种实施方式，在上述e步骤中，设置目标航天器姿态模拟源完成目标航天器的姿态模拟，驱动目标航天器上的姿态测量敏感器，同时模拟的数据通过网络传送给追踪航天器的地面仿真驱动设备。
追踪航天器姿态模拟源完成追踪航天器的姿态模拟，同时通过网络接口接收来自目标航天器姿态模拟源的目标航天器姿态数据，实现两航天器的相对姿态模拟，用于驱动追踪航天器上的相对姿态测量敏感器。
根据本发明的一种实施方式，在上述f步骤中，将追踪航天器控制系统给出的启动对接或启动分离状态信号，通过统一的测试网络，同时引入两航天器的对接机构，实现测试时控制系统和对接机构的交接。
两航天器对接机构同时接收来自追踪航天器控制系统的信号，同步实施对接和分离程序，模拟真实的追踪航天器和目标航天器接触和分开的过程。
以上所述仅为本发明的一个实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种异地分布的航天器的系统间远程联试方法，其特征在于，所述联试方法包括：静态接口测试和动态模拟飞行测试；
所述联试方法包括以下步骤：
a. 将分别位于两地的追踪航天器和目标航天器的测试网络互联互通，使用统一时统；
b. 为追踪航天器和目标航天器分别配置空空转发设备，将两地的空空射频数据通过以太网互通；追踪航天器与目标航天器的空空无线接口在两地各增加一套空空转发设备，空空转发设备与当地的无线收发设备空空通信机建立无线链路，将航天器发射的射频数据转换为基带再转换为网络数据，将接收的网络数据转换为基带再转换为射频数据发射至航天器，实现两地之间的空空射频数据通过以太网互通；
c. 为追踪航天器和目标航天器分别配置对接总线转发设备，将两地的总线数据通过以太网互通；
d. 将追踪航天器和目标航天器的轨道数据通过以太网传输至两地的航天器的位置测量敏感器模拟源；其中，追踪航天器与目标航天器的模拟飞行轨道均通过追踪航天器一侧的控制单元驱动完成轨道仿真实现轨道同步，轨道仿真的结果驱动双通道位置测量敏感器模拟源，双通道位置测量敏感器模拟源采用分布式结构，每个位置测量敏感器模拟源为独立设备，放置在对应的航天器所在地，放置在异地的两个位置测量敏感器模拟源使用授时铷钟进行时统同步，轨道数据通过以太网传输至两地的位置测量敏感器模拟源；
e. 仿真模拟追踪航天器和目标航天器的姿态驱动和轨道驱动；
f. 驱动追踪航天器和目标航天器执行对接和分离。
2.根据权利要求1所述的基于两航天器的异地分布式系统间远程联试方法，其特征在于，所述静态接口测试使用飞行产品、按照飞行状态连接进行接口测试，所述静态接口测试仅对接口设备进行联试；
所述动态模拟飞行测试使用航天器整机在异地联试。
3.根据权利要求1或2所述的基于两航天器的异地分布式系统间远程联试方法，其特征在于，在所述c步骤中，追踪航天器与目标航天器的对接总线有线接口通过在两地各增加一套对接总线转发设备，对接总线转发设备与当地的总线终端设备数据转换器建立总线链路，将航天器发出的总线数据转换为网络数据，将接收的网络数据转换为总线数据，实现两地的总线数据通过以太网互通。
4.根据权利要求1或2所述的基于两航天器的异地分布式系统间远程联试方法，其特征在于，在所述e步骤中，追踪航天器与目标航天器分别使用单独的地面模拟源进行姿态模拟，地面模拟源均设置以太网接口，追踪航天器的地面仿真设备通过以太网实时接收目标航天器的姿态模拟信息，用于追踪航天器相对姿态测量敏感器的地面模拟。
5.根据权利要求1或2所述的基于两航天器的异地分布式系统间远程联试方法，其特征在于，在所述f步骤中，将追踪航天器控制分系统给出的状态信号，同时引入两航天器的对接机构，模拟真实的追踪航天器和目标航天器接触和分开的过程，实现测试时航天器的控制分系统和对应的对接机构的交接，两航天器对接机构模拟器同时通过以太网接收来自追踪航天器控制分系统的信号，同步实施对接和分离程序。
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