星上机构闭环控制时延测量系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种星上机构闭环控制时延测量系统及方法，该系统包括地面发控台等，其中，地面发控台通过无线射频信道将机构控制指令送星上，扩频应答机解调射频信号将指令码以422接口送中心管理单元，中心管理单元通过1553B总线将注数指令发送仪器管理控制箱，再通过422总线将指令送扫描指向控制电路箱，由扫描指向控制电路箱转动和补偿轮的补偿动作。本发明专利技术涉及测控、星务、载荷多个系统，属于跨系统接口条件下，同时虑了卫星加电条件下的操作性，避免了测试对星上产品可能产生的危害，有效解决了整星测试阶段。

【技术实现步骤摘要】
星上机构闭环控制时延测量系统及方法
本专利技术涉及一种整星指标测试技术，具体地，涉及一种星上机构闭环控制时延测量系统及方法。
技术介绍
星上机构闭环控制时延是体现卫星闭环控制效果的重要参数，是卫星的主要指标之一，直接关乎星地一体化指标“相机闭环控制时间”能否实现。然而，该时延的测量涉及测控、星务、相机、图像配准多个系统，属于跨系统接口测试。通常，卫星已进入整星测试阶段，产品均已装星，要进行测量必须考虑卫星总装操作性。因此，在卫星研制的工程实际过程中，如何采用简单可行的方法测量时延，显得至关重要。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种星上机构闭环控制时延测量系统及方法，其其得到的星上时延在各单机和机构实测处理时延的累加范围之内，且多次测量一致性较好，证明本方法的可行性和有效性。根据本专利技术的一个方面，提供一种星上机构闭环控制时延测量系统，其特征在于，包括地面发控台、扩频应答机、中心管理单元、仪器管理控制箱、扫描指向控制电路箱，其中，地面发控台通过无线射频信道将机构控制指令送星上，扩频应答机解调射频信号将指令码以422接口送中心管理单元，中心管理单元通过1553B总线将注数指令发送仪器管理控制箱，再通过422总线将指令送扫描指向控制电路箱，由扫描指向控制电路箱转动和补偿轮的补偿动作。本专利技术还提供一种星上机构闭环控制时延测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，整星加电，星上供电、测控、载荷扫描指向机构工作正常，跨系统测试；步骤二，星地测控信息处理传输时延测量，测量地面指令发送出至星上应答机输出信号的时间；步骤三，星上控制回路时延测量，测量星上应答机输出指令后遥控单元译码，至星上指向机构响应指令的时间；步骤四，星地空间传输时延计算，通过理论计算，得到无线信号在星地空间传输过程中所需要的时间；步骤五，通过上述三个时延计算求得星上机构闭环控制时延测量方法。优选地，所述步骤一中在整星加电条件下确认供电、测控、载荷扫描指向机构工作正常，断电后将信号转接盒及测量用示波器接入测量回路，设置示波器以应答机输出信号作为触发条件。优选地，所述步骤二存在以下步骤：步骤二十一，卫星在中心管理计算机的数管接口模块中对遥测数据进行组帧并通过下行链路传送至地面；步骤二十二，对下行链路的时延数据进行测量可采用示波器同时对源端和宿端对同一信号的波形进行观察的方法进行。优选地，所述步骤三存在以下步骤：步骤三十一，星上从收到来自应答机中的遥控指令，到发送到下位机进行指令的译码及执行，这个过程有一个时间的延迟；步骤三十二，以指令二维指向镜停止位置为例，该指令经过译码到达扫描指向控制电路箱，由其读取参数后，再控制转动机构到达相应位置；步骤三十三，应答机的遥控输出通过转接盒引出至示波器，指令执行机构将执行前的指令数据也通过转接盒引出至同一示波器，从示波器上观察得到的时延即为星地上行时延。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术可广泛应用于各类航天器的机构星地闭环控制时间测试方法，利于相关指标的测试验证与指标优化。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为星上机构闭环控制控制时延测量方法的原理图。图2为星地测控信息时延测试连接示意图。图3为本专利技术星上机构闭环控制时延测量方法的流程图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。本专利技术星上机构闭环控制时延测量系统包括地面发控台、扩频应答机、中心管理单元、仪器管理控制箱、扫描指向控制电路箱，其中，地面发控台通过无线射频信道将机构控制指令送星上，扩频应答机解调射频信号将指令码以422接口送中心管理单元，中心管理单元通过1553B总线将注数指令发送仪器管理控制箱，再通过422总线将指令送扫描指向控制电路箱，由扫描指向控制电路箱转动和补偿轮的补偿动作。如图1至图3所示，本专利技术是在卫星加电，整星跨系统测试，保证操作性、安全性；首次进行星地测控信息处理传输时延测量，测量地面指令发送出至星上应答机输出信号的时间；星上控制回路时延测量，测量星上应答机输出指令后遥控单元译码，至星上指向机构响应指令的时间；星地空间传输时延计算，通过理论计算，得到无线信号在星地空间传输过程中所需要的时间；通过上述三个时延计算求得星上机构闭环控制时延测量方法。本专利技术星上机构闭环控制时延测量方法包括以下步骤：步骤一，整星加电，星上供电、测控、载荷扫描指向机构工作正常，跨系统测试；步骤二，星地测控信息处理传输时延测量，测量地面指令发送出至星上应答机输出信号的时间；步骤三，星上控制回路时延测量，测量星上应答机输出指令后遥控单元译码，至星上指向机构响应指令的时间；步骤四，星地空间传输时延计算，通过理论计算，得到无线信号在星地空间传输过程中所需要的时间；步骤五，通过上述三个时延计算求得星上机构闭环控制时延测量方法。步骤一中在整星加电条件下确认供电、测控、载荷扫描指向机构工作正常，断电后将信号转接盒及测量用示波器接入测量回路，设置示波器以应答机输出信号作为触发条件。步骤二存在以下步骤：步骤二十一，卫星在中心管理计算机的数管接口模块(SDC)中对遥测数据进行组帧并通过下行链路传送至地面。步骤二十二，对下行链路的时延数据进行测量可采用示波器同时对源端(SDC)和宿端(地面解扩解调设备)对同一信号的波形进行观察的方法进行。步骤三存在以下步骤：步骤三十一，星上从收到来自应答机中的遥控指令，到发送到下位机进行指令的译码及执行，这个过程有一个时间的延迟，记作Δt。步骤三十二，以指令二维指向镜停止位置2为例，该指令经过译码到达扫描指向控制电路箱，由其读取参数后，再控制转动机构到达相应位置。步骤三十三，应答机的遥控输出通过转接盒引出至示波器，指令执行机构将执行前的指令数据也通过转接盒引出至同一示波器，从示波器上观察得到的时延即为星地上行时延。本专利技术涉及测控、星务、载荷多个系统，属于跨系统接口条件下，同时虑了卫星加电条件下的操作性，避免了测试对星上产品可能产生的危害，有效解决了整星测试阶段。以上对本专利技术的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本专利技术并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本专利技术的实质内容。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种星上机构闭环控制时延测量系统，其特征在于，包括地面发控台、扩频应答机、中心管理单元、仪器管理控制箱、扫描指向控制电路箱，其中，地面发控台通过无线射频信道将机构控制指令送星上，扩频应答机解调射频信号将指令码以422接口送中心管理单元，中心管理单元通过1553B总线将注数指令发送仪器管理控制箱，再通过422总线将指令送扫描指向控制电路箱，由扫描指向控制电路箱转动和补偿轮的补偿动作。

【技术特征摘要】
1.一种星上机构闭环控制时延测量系统，其特征在于，包括地面发控台、扩频应答机、中心管理单元、仪器管理控制箱、扫描指向控制电路箱，其中，地面发控台通过无线射频信道将机构控制指令送星上，扩频应答机解调射频信号将指令码以422接口送中心管理单元，中心管理单元通过1553B总线将注数指令发送仪器管理控制箱，再通过422总线将指令送扫描指向控制电路箱，由扫描指向控制电路箱转动和补偿轮的补偿动作。2.一种星上机构闭环控制时延测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，整星加电，星上供电、测控、载荷扫描指向机构工作正常，跨系统测试；步骤二，星地测控信息处理传输时延测量，测量地面指令发送出至星上应答机输出信号的时间；步骤三，星上控制回路时延测量，测量星上应答机输出指令后遥控单元译码，至星上指向机构响应指令的时间；步骤四，星地空间传输时延计算，通过理论计算，得到无线信号在星地空间传输过程中所需要的时间；步骤五，通过上述三个时延计算求得星上机构闭环控制时延测量方法。3.根据权利要求2所述的星上机构闭环控制时延测量方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕建民，杨立峰，韩佳鑫，铁琳，胡宜宁，李冰，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31