專利名稱：一種星敏感器的電模擬器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種星上設(shè)備的電模擬器。
背景技術(shù)：
衛(wèi)星電性能測(cè)試過程包括部件測(cè)試、分系統(tǒng)測(cè)試和整星測(cè)試，在分系統(tǒng)測(cè)試和整 星測(cè)試過程中或者測(cè)試過程的某些階段，需要一些輔助的設(shè)備或者裝置，用于模擬真實(shí)的 星上設(shè)備以達(dá)到分系統(tǒng)或者整星電性能測(cè)試的目的，這些模擬真實(shí)設(shè)備的輔助設(shè)備或者裝 置稱為電模擬器。電模擬器主要模擬真實(shí)星上設(shè)備電接口的結(jié)構(gòu)、通信協(xié)議的處理、數(shù)據(jù)流 和時(shí)序特性等。星上設(shè)備的電模擬器的電接口與被模擬的星上設(shè)備的電接口完全一致，用以檢驗(yàn) 星上設(shè)備對(duì)外接口的正確性、匹配性和合理性。在測(cè)試過程中電模擬器和相應(yīng)的星上設(shè)備 對(duì)星上的電接口是獨(dú)占的，即電模擬器和相應(yīng)的星上設(shè)備不能同時(shí)接入到衛(wèi)星測(cè)試系統(tǒng) 中，只能選擇其一連入衛(wèi)星測(cè)試系統(tǒng)。通過電模擬器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)星上設(shè)備的輔助檢測(cè)，如 電接口檢測(cè)、協(xié)議檢測(cè)、數(shù)據(jù)流檢測(cè)、時(shí)序檢測(cè)等，但是電模擬器無法模擬星上設(shè)備的狀態(tài) 信息比如供電狀態(tài)、溫度、電流/電壓遙測(cè)。在衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)中，星敏感器是常用星上設(shè)備。測(cè)試過程中，星敏感器和星敏 感器電模擬器只能選擇其一連入測(cè)試系統(tǒng)，無法滿足星敏感器數(shù)據(jù)流和星敏感器工作狀態(tài) 信息在地面環(huán)境下的同時(shí)測(cè)量的要求。目前，現(xiàn)有設(shè)備或者裝置中星敏感器的電模擬器與 星敏感器無法同時(shí)連入衛(wèi)星測(cè)試系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有設(shè)備或者裝置中無法滿足星敏感器的電模擬器與星敏 感器同時(shí)連入衛(wèi)星測(cè)試系統(tǒng)的問題，提供了一種星敏感器的電模擬器。本發(fā)明是通過下述方案予以實(shí)現(xiàn)的一種星敏感器的電模擬器，它包括功能模擬 模塊、模擬器數(shù)據(jù)接口電路、供電輸入接口電路和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)接口電路，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)接口電路的 驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)輸出端與功能模擬模塊的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)輸入端相連，模擬器數(shù)據(jù)接口電路的控制信號(hào) 輸出端與功能模擬模塊的控制信號(hào)輸入端相連，供電輸入接口電路的電壓輸出端與功能模 擬模塊的電壓輸入端相連，它還包括信號(hào)處理模塊、星上設(shè)備數(shù)據(jù)接口電路和供電輸出接 口電路，模擬器數(shù)據(jù)接口電路的控制信號(hào)輸出端與星上設(shè)備數(shù)據(jù)接口電路的控制信號(hào)輸入 端相連，功能模擬模塊的模擬敏感數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端與信號(hào)處理模塊的第一處理信號(hào)輸入端 相連，星上設(shè)備數(shù)據(jù)接口電路的星敏感器數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端與信號(hào)處理模塊的第二處理信號(hào) 輸入端相連，信號(hào)處理模塊的處理信號(hào)輸出端與模擬器數(shù)據(jù)接口的處理信號(hào)輸入端相連， 供電輸入接口電路的電壓輸出端分別與信號(hào)處理模塊的電壓輸入端及供電輸出接口電路 的電壓輸入端相連。本發(fā)明提供了一種星敏感器的電模擬器，與傳統(tǒng)的星敏感器電模擬器相比它增加 了信號(hào)處理模塊、星上設(shè)備數(shù)據(jù)接口電路以及供電輸出接口電路，所述的電模擬器將供電輸入接口電路引入的電源信號(hào)為電模擬器內(nèi)部電路進(jìn)行供電，同時(shí)將該電源信號(hào)輸出至供 電輸出接口電路為星敏感器供電；模擬器數(shù)據(jù)接口電路接收來自星載計(jì)算機(jī)的命令作為電 模擬器的輸入，同時(shí)將該輸入信號(hào)通過星上設(shè)備數(shù)據(jù)接口電路發(fā)送給星敏感器；電模擬器 通過星上設(shè)備數(shù)據(jù)接口電路接收星敏感器的星敏感器信號(hào)，并與功能模擬模塊生成的模擬 敏感數(shù)據(jù)信號(hào)在信號(hào)處理模塊中進(jìn)行信號(hào)隔離和數(shù)據(jù)合成處理；處理后的數(shù)據(jù)通過模擬器 數(shù)據(jù)接口電路發(fā)送給星載計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)電模擬器與星敏感器同時(shí)連入衛(wèi)星測(cè)試系統(tǒng)。本發(fā)明所述的一種星敏感器的電模擬器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)星敏感器的電模 擬器和星敏感器同時(shí)連入衛(wèi)星測(cè)試系統(tǒng)，滿足星上設(shè)備真實(shí)狀態(tài)和閉環(huán)仿真同時(shí)進(jìn)行，簡(jiǎn) 化衛(wèi)星系統(tǒng)測(cè)試。


圖1是具體實(shí)施方式
一中所述的一種星敏感器電模擬器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是具 體實(shí)施方式八的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖1具體說明本實(shí)施方式。一種星敏感器的電模擬器， 它包括功能模擬模塊1、模擬器數(shù)據(jù)接口電路2、供電輸入接口電路5和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)接口電路 7，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)接口電路7的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)輸出端與功能模擬模塊1的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)輸入端相連，模擬 器數(shù)據(jù)接口電路2的控制信號(hào)輸出端與功能模擬模塊1的控制信號(hào)輸入端相連，供電輸入 接口電路5的電壓輸出端與功能模擬模塊1的電壓輸入端相連，它還包括信號(hào)處理模塊3、 星上設(shè)備數(shù)據(jù)接口電路4和供電輸出接口電路6，模擬器數(shù)據(jù)接口電路2的控制信號(hào)輸出端 與星上設(shè)備數(shù)據(jù)接口電路4的控制信號(hào)輸入端相連，功能模擬模塊1的模擬敏感數(shù)據(jù)信號(hào) 輸出端與信號(hào)處理模塊3的第一處理信號(hào)輸入端相連，星上設(shè)備數(shù)據(jù)接口電路4的星敏感 器數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端與信號(hào)處理模塊3的第二處理信號(hào)輸入端相連，信號(hào)處理模塊3的處理 信號(hào)輸出端與模擬器數(shù)據(jù)接口 2的處理信號(hào)輸入端相連，供電輸入接口電路5的電壓輸出 端分別與信號(hào)處理模塊3的電壓輸入端及供電輸出接口電路6的電壓輸入端相連。本實(shí)施方式中所述的一種星敏感器的電模擬器由供電電源供電，供電電源的電壓 輸出端與供電輸入接口電路5的電壓輸入端相連，供電輸入接口電路5為電模擬器供電，并 通過供電輸出接口電路6為星敏感器供電，其中，供電輸入接口電路5的接口類型與供電輸 出接口電路6的接口類型一致，本實(shí)施方式中所述的供電電源采用蓄電池實(shí)現(xiàn)；
本實(shí)施方式中所述的一種星敏感器的電模擬器由星載計(jì)算機(jī)控制，星載計(jì)算機(jī)的指令 輸出端與模擬器數(shù)據(jù)接口電路2的指令輸入端相連，模擬器數(shù)據(jù)接口電路2的測(cè)試數(shù)據(jù)輸 出端與星載計(jì)算機(jī)的測(cè)試數(shù)據(jù)輸入端相連。星載計(jì)算機(jī)通過模擬器數(shù)據(jù)接口電路2將指令 發(fā)送給星敏感器電模擬器，并通過星上設(shè)備數(shù)據(jù)接口電路4將該指令轉(zhuǎn)發(fā)給星敏感器；
本實(shí)施方式中所述的一種星敏感器的電模擬器中的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)接口電路7根據(jù)動(dòng)力學(xué) 模型輸出數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，與功能模擬模塊1的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)輸入端相連；
本實(shí)施方式中所述的一種星敏感器的電模擬器中的功能模擬模塊1是模擬器模擬星 上設(shè)備通信協(xié)議、數(shù)據(jù)流、時(shí)序等的電路和處理程序，類似于傳統(tǒng)意義的電模擬器；
本實(shí)施方式中所述的一種星敏感器的電模擬器通過星上設(shè)備數(shù)據(jù)接口電路4與星敏感器相連，用于傳遞模擬器收到的指令、接收星敏感器的狀態(tài)數(shù)據(jù)，本實(shí)施方式所述的電模 擬器能夠?qū)鹘y(tǒng)意義的電模擬器與星敏感器同時(shí)連入衛(wèi)星測(cè)試系統(tǒng)中；
本實(shí)施方式中所述的一種星敏感器的電模擬器，在星敏感器與電模擬器同時(shí)接入到 衛(wèi)星測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，信號(hào)處理模塊3是用于對(duì)星敏感器進(jìn)行信號(hào)隔離和數(shù)據(jù)處理的電路和程 序，能夠?qū)㈦娔M器的數(shù)據(jù)與星敏感器的狀態(tài)數(shù)據(jù)合成后發(fā)送給星載計(jì)算機(jī)，滿足星敏感 器的真實(shí)狀態(tài)和閉環(huán)仿真同時(shí)進(jìn)行。本發(fā)明提供了一種星敏感器的電模擬器，在傳統(tǒng)的星敏感器電模擬器的基礎(chǔ)上它 增加了信號(hào)處理模塊3、星上設(shè)備數(shù)據(jù)接口電路4和供電輸出接口電路6，所述的電模擬器 將供電輸入接口電路5引入的電源信號(hào)為電模擬器內(nèi)部電路進(jìn)行供電，同時(shí)將該電源信號(hào) 輸出至供電輸出接口電路6為星敏感器供電；模擬器數(shù)據(jù)接口電路2接收來自星載計(jì)算機(jī) 的命令作為電模擬器的輸入，同時(shí)將該輸入信號(hào)通過星上設(shè)備數(shù)據(jù)接口電路4發(fā)送給星敏 感器；電模擬器通過星上設(shè)備數(shù)據(jù)接口電路4接收星敏感器的星敏感器信號(hào)，并與功能模 擬模塊1生成的模擬敏感數(shù)據(jù)信號(hào)在信號(hào)處理模塊3中進(jìn)行信號(hào)隔離和數(shù)據(jù)合成處理；處 理后的數(shù)據(jù)通過模擬器數(shù)據(jù)接口電路2發(fā)送給星載計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)電模擬器與星敏感器同時(shí) 連入衛(wèi)星測(cè)試系統(tǒng)。本發(fā)明所述的一種星敏感器的電模擬器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)星敏感器的電模 擬器和星敏感器同時(shí)連入到衛(wèi)星測(cè)試系統(tǒng)中，滿足星上設(shè)備的真實(shí)狀態(tài)和閉環(huán)仿真同時(shí)進(jìn) 行，簡(jiǎn)化衛(wèi)星系統(tǒng)測(cè)試。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所述的一種星敏感器的電模擬器 的區(qū)別在于，所述的功能模擬模塊1的處理器是C8051F040單片機(jī)。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所述的一種星敏感器的電模擬器 的區(qū)別在于，所述的信號(hào)處理模塊3的處理器是C8051F040單片機(jī)。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所述的一種星敏感器的電模擬器 的區(qū)別在于，所述的模擬器數(shù)據(jù)接口電路2采用RS422異步串行通信接口電路實(shí)現(xiàn)。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所述的一種星敏感器的電模擬器 的區(qū)別在于，所述的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)接口電路7采用RS485異步串行通信接口電路實(shí)現(xiàn)。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所述的一種星敏感器的電模擬器 的區(qū)別在于，所述的由功能模擬模塊1輸出的模擬敏感數(shù)據(jù)信號(hào)是指電模擬器模擬配置星 敏感器的衛(wèi)星在空間運(yùn)行時(shí)星敏感器輸出的模擬衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)、模擬衛(wèi)星時(shí)間數(shù)據(jù)。本實(shí)施方式中功能模擬模塊1輸出16個(gè)字節(jié)的模擬衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)及6個(gè)字節(jié)的 模擬衛(wèi)星時(shí)間數(shù)據(jù)。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所述的一種星敏感器的電模擬器 的區(qū)別在于，所述的由星上設(shè)備數(shù)據(jù)接口電路4輸出的星敏感器數(shù)據(jù)信號(hào)是指星敏感器接 入到測(cè)試系統(tǒng)時(shí)得到的信號(hào)數(shù)據(jù)，由星敏感器姿態(tài)數(shù)據(jù)、星敏感器狀態(tài)數(shù)據(jù)、星敏感器時(shí)間 數(shù)據(jù)和星敏感器CRC校驗(yàn)和數(shù)據(jù)組成，所述的星敏感器狀態(tài)數(shù)據(jù)是指鏡頭序號(hào)信息、反光 體標(biāo)志信息、鎖定星數(shù)信息和數(shù)據(jù)有效標(biāo)志信息。本實(shí)施方式中所述的星敏感器數(shù)據(jù)信號(hào)的一幀由32字節(jié)組成，其中，包括16個(gè)字 節(jié)的星敏感器姿態(tài)數(shù)據(jù)，6個(gè)字節(jié)的星敏感器姿態(tài)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間數(shù)據(jù)，8個(gè)字節(jié)的星敏感器 狀態(tài)數(shù)據(jù)，2個(gè)字節(jié)的星敏感器CRC校驗(yàn)和數(shù)據(jù)。由于，星敏感器并未真正的處于空間運(yùn)行
權(quán)利要求
一種星敏感器的電模擬器，它包括功能模擬模塊(1)、模擬器數(shù)據(jù)接口電路(2)、供電輸入接口電路(5)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)接口電路(7)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)接口電路(7)的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)輸出端與功能模擬模塊(1)的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)輸入端相連，模擬器數(shù)據(jù)接口電路(2)的控制信號(hào)輸出端與功能模擬模塊(1)的控制信號(hào)輸入端相連，供電輸入接口電路(5)的電壓輸出端與功能模擬模塊(1)的電壓輸入端相連，其特征是它還包括信號(hào)處理模塊(3)、星上設(shè)備數(shù)據(jù)接口電路(4)和供電輸出接口電路(6)，模擬器數(shù)據(jù)接口電路(2)的控制信號(hào)輸出端與星上設(shè)備數(shù)據(jù)接口電路(4)的控制信號(hào)輸入端相連，功能模擬模塊(1)的模擬敏感數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端與信號(hào)處理模塊(3)的第一處理信號(hào)輸入端相連，星上設(shè)備數(shù)據(jù)接口電路(4)的星敏感器數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端與信號(hào)處理模塊(3)的第二處理信號(hào)輸入端相連，信號(hào)處理模塊(3)的處理信號(hào)輸出端與模擬器數(shù)據(jù)接口(2)的處理信號(hào)輸入端相連，供電輸入接口電路(5)的電壓輸出端分別與信號(hào)處理模塊(3)的電壓輸入端及供電輸出接口電路(6)的電壓輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星敏感器的電模擬器，其特征在于所述的功能模擬模 塊(1)的處理器是C8051F040單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星敏感器的電模擬器，其特征在于所述的信號(hào)處理模 塊(3)的處理器是C8051F040單片機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星敏感器的電模擬器，其特征在于所述的模擬器數(shù)據(jù) 接口電路(2)采用RS422異步串行通信接口電路實(shí)現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星敏感器的電模擬器，其特征在于所述的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)接 口電路(7)采用RS485異步串行通信接口電路實(shí)現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星敏感器的電模擬器，其特征在于所述的由功能模擬 模塊(1)輸出的模擬敏感數(shù)據(jù)信號(hào)是指電模擬器模擬配置星敏感器的衛(wèi)星在空間運(yùn)行時(shí)星 敏感器輸出的模擬衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)和模擬衛(wèi)星時(shí)間數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星敏感器的電模擬器，其特征在于所述的由星上設(shè)備 數(shù)據(jù)接口電路(4)輸出的星敏感器數(shù)據(jù)信號(hào)是指星敏感器接入到測(cè)試系統(tǒng)時(shí)得到的數(shù)據(jù)信 號(hào)，由星敏感器姿態(tài)數(shù)據(jù)、星敏感器狀態(tài)數(shù)據(jù)、星敏感器時(shí)間數(shù)據(jù)和星敏感器CRC校驗(yàn)和數(shù) 據(jù)組成，所述的星敏感器狀態(tài)數(shù)據(jù)是指鏡頭序號(hào)信息、反光體標(biāo)志信息、鎖定星數(shù)信息和數(shù) 據(jù)有效標(biāo)志信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種星敏感器的電模擬器，其特征在于所述的信號(hào)處 理模塊(3)將第二處理信號(hào)輸入端接收到的星敏感器數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換，并與信號(hào)處 理模塊(3)從第一處理信號(hào)輸入端接收到的模擬敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行合成處理，所述的隔離轉(zhuǎn)換是指將星上設(shè)備數(shù)據(jù)接口電路(4)輸出的星敏感器數(shù)據(jù)信號(hào)通過信號(hào) 處理模塊(3)中的光電耦合電路(3-1)進(jìn)行光電隔離，所述的合成處理是指從隔離后的星敏感器數(shù)據(jù)信號(hào)中提取星敏感器狀態(tài)數(shù)據(jù)，與信號(hào) 處理模塊(3)從第一處理信號(hào)輸入端接收到的模擬衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)及模擬衛(wèi)星時(shí)間數(shù)據(jù)組合 后，重新生成CRC校驗(yàn)和數(shù)據(jù)，所述的星敏感器狀態(tài)數(shù)據(jù)、模擬衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)、模擬衛(wèi)星姿 態(tài)數(shù)據(jù)及CRC校驗(yàn)和數(shù)據(jù)組成一幀完整的星敏感器數(shù)據(jù)
全文摘要
一種星敏感器的電模擬器，涉及一種星上設(shè)備的電模擬器，解決現(xiàn)有設(shè)備或者裝置中無法滿足星敏感器的電模擬器與星敏感器同時(shí)連入衛(wèi)星測(cè)試系統(tǒng)的問題。它包括功能模擬模塊、模擬器數(shù)據(jù)接口電路和供電輸入接口電路，它還包括信號(hào)處理模塊、星上設(shè)備數(shù)據(jù)接口電路和供電輸出接口電路，功能模擬模塊輸出的模擬敏感數(shù)據(jù)信號(hào)與星上設(shè)備數(shù)據(jù)接口電路輸出的星敏感器數(shù)據(jù)信號(hào)在信號(hào)處理模塊中進(jìn)行隔離合成處理，信號(hào)處理模塊的處理信號(hào)輸出端與模擬器數(shù)據(jù)接口電路的處理信號(hào)輸入端相連，供電輸入接口電路的電壓輸出端與供電輸出接口電路的電壓輸入端相連。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了星敏感器的電模擬器與星敏感器同時(shí)連入衛(wèi)星測(cè)試系統(tǒng)，用于衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)或者整星測(cè)試。
文檔編號(hào)G01R31/00GK101937031SQ20101021515
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月1日
發(fā)明者仲惟超, 張迎春, 李冬柏, 李化義, 李璟璟, 耿云海 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)