数字卫星姿轨控子系统源代码人工智能书写方法技术方案

本发明专利技术公开了数字卫星姿轨控子系统源代码人工智能书写方法，包括以下步骤：(1)根据卫星的飞行模式、卫星姿轨控子系统部件组合选取结果以及卫星姿轨控子系统部件安装信息分别书写飞行模式定义头文件、部件选取头文件和部件安装信息头文件；(2)根据卫星采用的敏感器和轨道姿态确定算法，书写轨道姿态确定算法文件；(3)根据卫星采用的执行机构和轨道姿态控制算法，书写轨道姿态控制算法文件；(4)根据卫星飞行模式切换逻辑，书写飞行模式切换控制文件；(5)根据卫星控制器的敏感信息输入和控制指令输出，书写控制器信息传输文件。通过本发明专利技术可降低姿轨控系统仿真源代码的开发工作量，提高姿轨控系统仿真源代码的通用性和可扩展性。

Digital satellite attitude and orbit control subsystem source code artificial intelligence writing method

The invention discloses an artificial intelligence writing method for the source code of the attitude and orbit control subsystem of a digital satellite, which comprises the following steps: (1) writing the flight mode definition header file and the component selection header file respectively according to the flight mode of the satellite, the component combination selection result of the satellite attitude and orbit control subsystem and the component installation information of the satellite attitude and orbit control subsystem. (2) Write the document of orbit attitude determination algorithm according to the sensor and orbit attitude determination algorithm adopted by the satellite; (3) Write the document of orbit attitude control algorithm according to the actuator and orbit attitude control algorithm adopted by the satellite; (4) Write the flight model according to the flight mode switching logic of the satellite. Fifth, according to the sensitive information input and control command output of the satellite controller, write the controller information transmission file. The invention can reduce the development workload of the simulation source code of the attitude and rail control system and improve the universality and expansibility of the simulation source code of the attitude and rail control system.

【技术实现步骤摘要】
数字卫星姿轨控子系统源代码人工智能书写方法
本专利技术涉及一种源代码的人工智能书写方法，具体而言，涉及一种数字卫星姿轨控子系统源代码人工智能书写方法。
技术介绍
姿轨控子系统是卫星系统的重要组成部分，负责卫星轨道姿态确定与控制，为卫星执行任务提供保障。受限于设计制造的周期和成本，对应每一个卫星的姿轨控子系统设计方案和姿态确定、姿态控制方法都制造一个真实卫星进行飞行验证是不现实的；因此，通常采用数字仿真技术对卫星设计方案或控制方法进行高精度模拟验证。现有技术中，针对每个卫星都需组织大量人员进行长时间的姿轨控子系统源代码书写、编译和调试，才能开发出一套完整的数字卫星姿轨控子系统。姿轨控子系统较为复杂，完全独立地从零开始开发一套数字卫星姿轨控子系统所需周期较长；此外，相同种类不同型号的卫星可能采用相似的设计方案或采用相同的零部件，完全重新开发存在大量重复性工作，浪费时间和人力；因此，通常选择直接对已有的数字卫星姿轨控子系统进行改造。然而，卫星的种类和型号不同、采用的敏感器和执行机构不同、开发人员不同，便使得数字卫星姿轨控子系统的组成、结构和源代码书写风格各不相同。对数字卫星姿轨控子系统源代码的改造需要建立在充分了解已有数字卫星姿轨控子系统源代码的组成、结构和书写风格的基础上，开发人员的更替又需要重复进行了解和学习，进而使得开发成本较高。因此，亟待提供一种数字卫星姿轨控子系统源代码人工智能书写方法，减少数字卫星姿轨控子系统源代码书写的重复性劳动，并提高数字卫星姿轨控子系统源代码的通用性。
技术实现思路
基于现有技术的不足之处，本专利技术提供一种数字卫星姿轨控子系统源代码人工智能书写方法，以降低数字卫星姿轨控子系统的开发工作量，缩短开发周期，提高数字卫星姿轨控子系统源代码的通用性。本专利技术为了实现上述目的所采取的技术方案是：数字卫星姿轨控子系统源代码人工智能书写方法，包括以下步骤：(1)根据卫星的飞行模式、卫星姿轨控子系统部件组合选取结果以及卫星姿轨控子系统部件安装信息分别书写飞行模式定义头文件、部件选取头文件和部件安装信息头文件；所述卫星姿轨控子系统部件包括敏感器、执行机构和控制器；(2)根据卫星采用的敏感器和轨道姿态确定算法，书写轨道姿态确定算法文件；(3)根据卫星采用的执行机构和轨道姿态控制算法，书写轨道姿态控制算法文件；(4)根据卫星飞行模式切换逻辑，书写飞行模式切换控制文件；(5)根据卫星控制器的敏感信息输入和控制指令输出，书写控制器信息传输文件。如上所述的数字卫星是按真实卫星的功能、组成、结构、模式、程序、操作所集成的运行在软件模拟的空间环境中的动态模拟仿真系统。根据卫星姿轨控子系统中飞行模式、卫星姿轨控子系统部件的组合选取结果及安装信息书写头文件，对轨道姿态确定算法、轨道姿态控制算法、卫星飞行模式切换逻辑、卫星控制器的敏感信息输入和控制指令输出进行分类整理，书写数字卫星姿轨控子系统源代码，可缩短数字卫星姿轨控子系统源代码的开发周期，提高开发效率，降低开发成本。进一步地，敏感器包括陀螺、太阳敏感器、地球敏感器、星敏感器、磁强计、加速度计、全球卫星定位系统等部件的多种组合；执行机构包括发动机、推力器、飞轮、磁力矩器、控制力矩陀螺、精密轮等部件的多种组合。进一步地，所述步骤(1)中的飞行模式包括：速率阻尼模式、太阳捕获模式、对日定向模式、地球捕获模式、对地定向模式、正常工作模式、应急模式、位置保持模式、姿态机动模式、轨道机动模式等。进一步地，各所述飞行模式分别包括若干个飞行方式；其中，所述太阳捕获模式包括绕Y轴太阳搜索和绕X轴太阳搜索；所述对日定向模式包括对日定向和对日巡航；所述地球捕获模式包括建立斜轴和地球搜索；所述地球指向模式包括2轴对地定向和3轴对地定向；所述正常工作模式包括正常轮控和正常推力器控制；所述应急模式包括应急地球捕获和应急太阳捕获；所述位置保持模式包括东西位置保持和南北位置保持；所述速率阻尼模式包括管路排气和角速度阻尼；所述姿态机动模式包括机动和机动结束保持；所述轨道机动模式包括机动准备、机动和机动结束保持；各种飞行方式通过改变飞行参数取值派生可得到新的飞行方式，各种飞行方式重新组合可形成新的飞行模式。进一步地，所述步骤(1)中的飞行模式定义头文件包括飞行模式字定义头文件和飞行方式字定义头文件。进一步地，所述步骤(2)具体包括：1)统计卫星所用敏感器和轨道姿态确定算法；2)按照头文件包含、变量定义、初始化函数、固定代码片段、轨道姿态确定算法函数的顺序逐一书写轨道姿态确定算法文件。进一步地，所述步骤(3)具体包括：1)统计卫星所用执行机构和轨道姿态控制算法；2)按照头文件包含、变量定义、初始化函数、固定代码片段、轨道姿态控制算法函数、控制指令分配函数的顺序逐一书写轨道姿态控制算法文件。进一步地，所述步骤(4)具体包括：1)根据卫星所安装的敏感器和执行机构的种类、型号以及卫星实际任务需求，确定卫星的飞行模式、飞行方式和监测事件；2)书写各飞行模式的监测事件与切换判函数；3)书写飞行模式函数。进一步地，所述步骤(5)具体包括：1)根据卫星敏感器数据传输协议，书写敏感器测量信息收发代码；2)根据控制器时间推进配置结果，书写控制器管理代码；3)根据遥控指令，书写处理与转发代码；4)书写遥测数据包。有益效果：本专利技术所提供的数字卫星姿轨控子系统源代码人工智能书写方法充分考虑了卫星姿轨控系统中飞行模式和飞行方式存在相似性、部件安装信息描述、飞行模式切换逻辑描述以及源代码书写方式的有限性、轨道姿态确定算法和轨道姿态控制算法的通用性，对姿轨控子系统源代码进行分类划分后采用机器学习的方法完成书写，进而降低了姿轨控系统仿真源代码的开发工作量，提高姿轨控系统仿真源代码的通用性和可扩展性。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行进一步详述：实施例1采用C语言或C++语言对数字卫星姿轨控子系统源代码进行书写，具体方法如下：(1)头文件的书写：1)根据卫星的飞行模式书写飞行模式定义头文件；飞行模式定义头文件包括飞行模式字定义头文件和飞行方式字定义头文件；具体地，采用宏定义的方式定义各飞行模式字和飞行方式字：其中，飞行模式字宏定义的命名采用飞行模式的英文单词；飞行方式字宏定义的命名为模式字、连接符和方式字的组合。其中，方式字表示飞行方式的简写或者代号，在实际工程中一般采用数字或者英文字母表示，在本实施例中将其定义为几个英文单词组成的词组，如“速率阻尼”模式下的“角速度阻尼”方式，其方式字为“DampingVelocity”，对应的代号为“01”。2)根据卫星姿轨控子系统部件组合选取结果书写部件选取头文件；卫星姿轨控子系统部件包括敏感器、执行机构和控制器；卫星姿轨控子系统通过敏感器采集测量数据，并根据卫星状态或飞行任务进行定姿计算，通过执行机构控制卫星姿态。其中，敏感器包括陀螺、太阳敏感器、地球敏感器、星敏感器、磁强计、加速度计、全球卫星定位系统等部件的多种组合；执行机构包括发动机、推力器、飞轮、磁力矩器、控制力矩陀螺、精密轮等部件的多种组合。进一步地，部件选取头文件书写方法如下：①统计卫星敏感器和执行机构组合的个数；②对于每个敏感器或执行机构，采用宏定义的形式书写部件选取个数标识；③部件选取个数标识宏的命名方式包括部件型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.数字卫星姿轨控子系统源代码人工智能书写方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据卫星的飞行模式、卫星姿轨控子系统部件组合选取结果以及卫星姿轨控子系统部件安装信息分别书写飞行模式定义头文件、部件选取头文件和部件安装信息头文件；所述卫星姿轨控子系统部件包括敏感器、执行机构和控制器；(2)根据卫星采用的敏感器和轨道姿态确定算法，书写轨道姿态确定算法文件；(3)根据卫星采用的执行机构和轨道姿态控制算法，书写轨道姿态控制算法文件；(4)根据卫星飞行模式切换逻辑，书写飞行模式切换控制文件；(5)根据卫星控制器的敏感信息输入和控制指令输出，书写控制器信息传输文件。

【技术特征摘要】
1.数字卫星姿轨控子系统源代码人工智能书写方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据卫星的飞行模式、卫星姿轨控子系统部件组合选取结果以及卫星姿轨控子系统部件安装信息分别书写飞行模式定义头文件、部件选取头文件和部件安装信息头文件；所述卫星姿轨控子系统部件包括敏感器、执行机构和控制器；(2)根据卫星采用的敏感器和轨道姿态确定算法，书写轨道姿态确定算法文件；(3)根据卫星采用的执行机构和轨道姿态控制算法，书写轨道姿态控制算法文件；(4)根据卫星飞行模式切换逻辑，书写飞行模式切换控制文件；(5)根据卫星控制器的敏感信息输入和控制指令输出，书写控制器信息传输文件。2.根据权利要求1所述的数字卫星姿轨控子系统源代码人工智能书写方法，其特征在于，所述步骤(1)中的飞行模式包括：速率阻尼模式、太阳捕获模式、对日定向模式、地球捕获模式、对地定向模式、正常工作模式、应急模式、位置保持模式、姿态机动模式和轨道机动模式。3.根据权利要求2所述的数字卫星姿轨控子系统源代码人工智能书写方法，其特征在于，各所述飞行模式分别包括若干个飞行方式；其中，所述太阳捕获模式包括绕Y轴太阳搜索和绕X轴太阳搜索；所述对日定向模式包括对日定向和对日巡航；所述地球捕获模式包括建立斜轴和地球搜索；所述地球指向模式包括2轴对地定向和3轴对地定向；所述正常工作模式包括正常轮控和正常推力器控制；所述应急模式包括应急地球捕获和应急太阳捕获；所述位置保持模式包括东西位置保持和南北位置保持；所述速率阻尼模式包括管路排气和角速度阻尼；所述姿态机动模式包括机动和机动结束保持；所述轨道机动模式包括机动准备、...

【专利技术属性】
技术研发人员：董云峰，李洪珏，徐明，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11