用于地外天体着陆的测距测速敏感器闭环验证系统及方法技术方案

用于地外天体着陆的测距测速敏感器闭环验证系统及方法，系统包括星端产品和地面测试设备两部分，其中，星端产品包括星载计算机、测距测速敏感器，地面测试设备包括遥控遥测计算机、地面动力学参数设置计算机、地面动力学测试设备和测距测速敏感器回波模拟器。由测距测速敏感器回波模拟器根据收到的地面动力学测试设备发送的测距测速模拟测量值及其有效性，测距测速敏感器发送的同步控制信号、参考基准时钟信号、射频发射信号和模拟波束号及波形控制字等信息，输出所需波束的射频回波信号，经测距测速敏感器采集输出测距测速信息并发送给星载计算机处理，实现地外天体着陆过程测距测速修正功能和性能的试验室环境下硬件在回路闭环验证。路闭环验证。路闭环验证。

【技术实现步骤摘要】
用于地外天体着陆的测距测速敏感器闭环验证系统及方法


[0001]本专利技术属于航天器地面测试验证
，涉及一种用于地外天体着陆的测距测速敏感器闭环验证系统及方法。

技术介绍

[0002]在地外天体着陆过程中，由于惯性测量单元自身性能限制、导航的误差累积效应以及着陆区域的不确定性，单纯依靠自主惯性导航递推难以保证探测器安全着陆。因此，通常需要配置测距测速敏感器，在着陆末端测量探测器相对地外天体表面的相对位置以及速度信息，并发送给星载计算机用以修正惯性导航递推数据，提高导航精度，保证着陆安全。
[0003]为保证测距测速敏感器在着陆过程中的功能和性能满足使用要求，需要在地面对其进行大量的试验验证。通常对测距测速敏感器功能性能的验证主要是通过外场的吊车试验和机载挂飞试验等来完成的。但由于试验过程飞机飞行高度、速度、姿态角度等的限制，通过外场试验无法完整模拟探测器在地外天体着陆过程的降落轨迹和姿态特性，且外场试验通常会耗费大量的人力、财力和物力。为此，在试验室环境下通过回波模拟器模拟输出探测器在着陆过程中测距测速敏感器接收到的射频回波信号，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于地外天体着陆的测距测速敏感器闭环验证系统，其特征在于：包括星载计算机、测距测速敏感器、遥控遥测计算机、地面动力学参数设置计算机、地面动力学测试设备和测距测速敏感器回波模拟器，其中：星载计算机：控制测距测速敏感器处于工作状态，从测距测速敏感器获取测距测速信息并通过星上遥测发送给遥控遥测计算机，通过与地面动力学参数设置计算机设定的初始测量值对比，确定测距测速敏感器各个波束的距离校准值和速度校准值；接收遥控遥测计算机通过遥控指令发送的探测器初始位置、速度、姿态角、姿态角速度及星时信息，形成制导控制指令信息并发送给地面动力学测试设备，获取地面动力学测试设备提供的惯性测量单元的模拟测量数据，完成星上的惯性导航递推；在探测器距地外天体表面的高度小于测距测速敏感器允许引入的高度时，在每个控制周期获取测距测速敏感器的测距测速测量值和相对测量时间信息，在同一个控制周期内完成对惯性导航递推数据的修正，并驱动地面动力学测试设备完成探测器动力学模型状态更新；测距测速敏感器：向测距测速敏感器回波模拟器发送模拟波束号及波形控制字、射频发射信号、参考基准时钟信号、同步控制信号；从测距测速敏感器回波模拟器接收射频回波信号，获得当前的测距测速测量值和相对测量时间信息并反馈给星载计算机；遥控遥测计算机：向星载计算机发送遥控指令，设定星载计算机闭环测试初始状态；接收星载计算机的遥测信息并显示；地面动力学参数设置计算机：设定测距测速敏感器距离和速度的初始测量值；所述初始测量值既可以是测距测速敏感器正常工作时的数据，也可以是测距测速敏感器相关波束为常值故障输出、带随机或常值误差输出、不可用输出时的故障数据；地面动力学测试设备：将测距测速敏感器距离和速度的初始测量值发送给测距测速敏感器回波模拟器；根据星载计算机发送的制导控制指令信息驱动更新探测器动力学模型的状态信息，模拟生成探测器惯性测量单元的测量信息供星载计算机采集，并完成星地时间同步；同时，在探测器距地外天体表面的高度小于测距测速敏感器允许引入的高度时，实时生成测距测速模拟测量值发送给测距测速敏感器回波模拟器使用；测距测速敏感器回波模拟器：利用测距测速敏感器距离和速度的初始测量值形成射频回波信号供测距测速敏感器采集，利用测距测速敏感器各个波束的距离校准值和速度校准值对测距测速敏感器的测距测速遥测信息进行校准补偿，使得测距测速敏感器的测量结果与地面动力学测试设备提供的距离和速度初始测量值之差符合测量误差要求；闭环测试验证时，产生初始值为0的点目标数据，在探测器距地外天体表面的高度小于测距测速敏感器允许引入的高度后，接收地面动力学测试设备发送的测距测速模拟测量值，对每个波束的距离和速度值进行解析转换和更新，同时对接收到的模拟波束号及波形控制字、射频发射信号、参考基准时钟信号进行变频和调制处理，按照相应的距离延时实时计算回波数据，产生当前周期包含地外天体表面回波特性的点目标回波调制数据，在接收到同步控制信号后，实时向测距测速敏感器输出所需波束的射频回波信号。2.根据权利要求1所述的用于地外天体着陆的测距测速敏感器闭环验证系统及方法，其特征在于：所述的星载计算机与测距测速敏感器之间采用RS422串口进行通信。3.根据权利要求1所述的用于地外天体着陆的测距测速敏感器闭环验证系统及方法，其特征在于：所述的星载计算机对惯性导航递推数据的修正，采用惯性导航与测距测速信
息鲁棒融合算法。4.根据权利要求1所述的用于地外天体着陆的测距测速敏感器闭环验证系统及方法，其特征在于：所述的测距测速敏感器回波模拟器与地面动力学测试设备之间采用UDP网络协议进行通信。5.用于地外天体着陆的测距测速敏感器闭环验证方法，其特征在于：所述方法包括校准环节和正常测试环节，校准环节包括：1)地面动力学参数设置计算机设定地面动力学测试设备发送的测距测速敏感器距离和速度为固定测量值；2)遥控遥测计算机向星载计算机注入指令使测距测速敏感器处于全工...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旺旺，赵宇，王晓磊，徐李佳，王云鹏，郝策，李茂登，陈尧，周益，张琳，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：