一种半物理仿真测试中地磁场模拟方法技术

本发明专利技术涉及一种半物理仿真测试中地磁场模拟方法，其基于星载计算机输入地磁场信号特征，在半物理仿真试验中卫星飞行环境下进行。该方法通过控制板卡输出模拟量信号来模拟地磁场连续变化所对应的电压信号，实现模拟磁强计在轨敏感到的连续地球磁场信号。本发明专利技术可以简化半物理仿真试验中用磁强计数据进行磁卸载的试验，增强在轨飞行时磁卸载的真实性，同时解决了以往在地面不能进行飞轮或控制力矩陀螺为执行机构的稳态或全姿态闭环验证试验的问题，从而提高了系统的可靠性和测试覆盖性。

A simulation method of magnetic field in semi physical simulation test

The invention relates to a magnetic field simulation method in a semi physical simulation test, which is based on the characteristics of on-board magnetic field signals of a on-board computer, and is carried out in a satellite flight environment in a semi physical simulation test. This method simulates the voltage signals corresponding to the continuous variation of the geomagnetic field by controlling the output analog signals of the board, and realizes the continuous earth magnetic field signals of the analog magnetometer in orbit. The invention can simplify the test of magnetic unloading of magnetometer data semi physical simulation test, enhance the authenticity of magnetic unloading in orbit, and on the ground can not be solved or flywheel control moment gyro actuator for steady-state or attitude closed-loop verification test, so as to improve the reliability and test coverage system.

【技术实现步骤摘要】
一种半物理仿真测试中地磁场模拟方法
本专利技术涉及的是一种信号模拟，通过模拟磁强计输出信号的特征进行地磁场的模拟，并用于以反作用飞轮或控制力矩陀螺为执行机构的稳态控制模式和全姿态捕获模式的磁卸载控制，属于卫星控制系统半物理仿真测试

技术介绍
磁强计作为卫星控制系统中地磁场强度的测量敏感部件，在轨实现地球磁场强度矢量的测量，用于保证磁力矩器控制力矩的正确产生，以实现反作用飞轮或控制力矩陀螺为执行机构的稳态控制模式和全姿态捕获模式的磁卸载控制。磁强计输出数据为三轴的磁场强度电压信号，一方面电压信号输出至星载控制计算机进行磁卸载，另一方面电压信号输出至遥测采编单元采集传至地面进行遥测监视。卫星控制系统在地面半物理仿真测试时，需要进行磁卸载试验。但由于磁强计敏感的是当地位置地磁场强度分解到磁强计三个轴的分量，且输出数据基本不变，不能满足卫星在轨飞行时磁强计敏感到的地磁场强度。目前缺乏一种地磁场模拟方法，能够满足卫星控制系统地面半物理仿真试验的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够模拟地磁场的方法，模拟磁强计在轨输出信号的特征，真实的在地面进行相关的磁卸载试验。利用该方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半物理仿真测试中地磁场模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：建立卫星动力学模型，进行卫星轨道和姿态运动学计算，实时获得卫星轨道数据和姿态数据；步骤二：利用卫星轨道数据和姿态数据，计算出地理经纬度，再计算得到卫星轨道坐标系下的磁场强度和卫星本体坐标系下的磁场强度；步骤三：根据磁强计与卫星本体坐标系的安装关系，获得理论上磁强计敏感到的地磁场数据；步骤四：根据磁强计输出信号特性与地磁场强度间的关系，获得模拟输出信号类型及数据，包括输出至星载计算机和遥测采编单元的信号；步骤五：建立地磁场数字模型，驱动控制硬件DA板卡输出相应的特征信号至星载计算机和遥测采编单元。

【技术特征摘要】
1.一种半物理仿真测试中地磁场模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：建立卫星动力学模型，进行卫星轨道和姿态运动学计算，实时获得卫星轨道数据和姿态数据；步骤二：利用卫星轨道数据和姿态数据，计算出地理经纬度，再计算得到卫星轨道坐标系下的磁场强度和卫星本体坐标系下的磁场强度；步骤三：根据磁强计与卫星本体坐标系的安装关系，获得理论上磁强计敏感到的地磁场数据；步骤四：根据磁强计输出信号特性与地磁场强度间的关系，获得模拟输出信号类型及数据，包括输出至星载计算机和遥测采编单元的信号；步骤五：建立地磁场数字模型，驱动控制硬件DA板卡输出相应的特征信号至星载计算机和遥测采编单元。2.如权利要求1所述半物理仿真测试中地磁场模拟方法，其特征在于，地理经纬度的计算，包含对赤经α、赤纬δ的计算：δ＝arcsin(sinusini)其中，Ω为升交点赤经、i为轨道倾角、u为纬度幅角；对卫星的地理经度L进行计算：L＝α-[G0+ωe(t-t0)]其中，G0为t0时刻格林威治的恒星时角；ωe为地球自转角速度；对地理纬度δ′进行计算：其中，f为地球的扁率；卫星的地心纬度δ″等于卫星的赤纬δ。3.如权利要求2所述半物理仿真测试中地磁场模拟方法，其特征在于，对磁场强度的计算，包含对地磁场分量在当地地磁坐标系上分量的计算：

【专利技术属性】
技术研发人员：裴甲瑞，李小斌，王新，王文妍，张艳召，
申请(专利权)人：上海航天控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31