星载操作系统在环的卫星模拟器系统及闭环仿测方法技术方案

本发明专利技术提供了一种星载操作系统在环的卫星模拟器系统及闭环仿测方法，包括：虚拟星载计算机

【技术实现步骤摘要】
星载操作系统在环的卫星模拟器系统及闭环仿测方法


[0001]本专利技术涉及卫星模拟器仿真测试
，具体地，涉及一种星载操作系统在环的卫星模拟器系统及闭环仿测方法
。

技术介绍

[0002]卫星模拟器系统可用于卫星功能的虚拟仿真验，然而仿真保真度
、
测试验证的便捷性与有效性是卫星模拟器的重要挑战
。
并且星座内存在多个卫星时，无法在地面实装测试验证，在轨测试验证及修改的成本代价较大
。
[0003]专利文献
CN104834226A
公开了一种数字卫星仿真系统及数字卫星状态快速切换方法，其关注的是数字仿真状态设置与切换方法，与本专利技术不同；北航董云峰发布了一系列数字人为人工智能程序专利
201810393137:6《
运动耦合的数字卫星电源子系统源代码执行方法
》、201810037008.3《
人工智能程序员书写数字飞行器源代码执行方法
》、201810394612.1《
人工智能书写卫星测控与力热耦合仿真程序方法及装置
》、201810036677.9《
人工智能程序员书写数字飞行器源代码的决策分解方法
》、201810284818.9《
人工智能程序员书写卫星退经系统三维演示源程序的方法
》、201810392553.4《
姿控和热耦合的数字卫星推进子系统源代码智能书写方法
》
等，关注软件自动化编写模型程序，与本专利技术不同；北理工周治国
《
卫星互联网数字孪生系统仿真校验研究
》
分析姿控系统模型校验方法，与本专利技术不同；中国空间技术研究院李璇
《
通信卫星模拟器通用基础平台设计研究
》
主要用于测控等效验证，与本专利技术不同；北航董云峰
《
数字卫星概念研究
》
分析数字卫星点流面的建模思想，与本专利技术不同；经调研分析，现有的专利与论文主要涉及多模型耦合仿真
、
模型校验
、
模拟训练等，与本专利技术的星载操作系统在环的卫星模拟器系统及仿测闭环测试方法不同
。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种星载操作系统在环的卫星模拟器系统及闭环仿测方法
。
[0005]根据本专利技术提供的星载操作系统在环的卫星模拟器系统，包括：虚拟星载计算机
、
系统模型和协同仿真总线；
[0006]所述虚拟星载计算机，用于模拟真实星载计算机软硬件，运行真实的星载操作系统与应用软件；
[0007]所述系统模型，用于模拟卫星各个系统功能；
[0008]所述协同仿真总线，用于虚拟星载计算机与系统模型的信息交互与同步仿真
。
[0009]优选的，所述虚拟星载计算机包括硬件仿真；硬件仿真包括星载计算机
CPU
核心板
、
信道关口外设
、
星间通信外设
、
串口时基外设
、
总线外设
、
综合接口外设和时间管理模块仿真单元
。
[0010]优选的，所述虚拟星载计算机包括软件仿真；软件仿真通过在虚拟的
CPU
核心板上
加装运行星载操作系统实现，在星载操作系统上运行包括星务软件
、
姿控软件
、
任务规划软件在内的星载
App
，实现星载计算机软硬件的数字仿真
。
[0011]优选的，所述系统模型完成各系统功能仿真，采用规范化接口，模型接口包括虚拟星载计算机交互接口
、
模型电气负载接口
、
模型间信息接口
、
模型参数设置接口和模型工作状态输出接口；
[0012]虚拟星载计算机交互接口按照真实星载计算机产品的接口设计分为直接测控接口
、
串口
、
总线接口
、
时间统一接口
、
信道关口和星间通信接口；
[0013]模型电气负载接口模拟产品供配电信息模拟，包括负载功耗和热耗参数；
[0014]模型间信息接口模拟系统间的信息传递，包括遥感数据量和导航信息；
[0015]模型参数设置接口用于模型初态参数设定
、
模型过程参数调节和模型故障注入，由虚拟星载计算机的信道关口外设进行统一设定；
[0016]模型工作状态输出接口用于模型自身参数上报，包括动力学仿真参数和载荷数传工作参数
。
[0017]优选的，虚拟星载计算机运行真实的星载操作系统及应用
App
，系统模型与虚拟星载计算机之间通过协同仿真总线进行虚拟的总线接口
、
直接遥测遥控接口
、
串口
、
时间统一接口
、
模型电气负载接口
、
模型间信息接口
、
模型参数设置接口和模型工作状态输出接口通信，实现虚拟星载计算机与各系统模型之间的信息交互，完成星载操作系统在环的卫星模拟器仿真运行
。
[0018]优选的，卫星模拟器与地面综合测试系统无缝衔接，形成一套星地闭环仿测系统，遥控指令的发送
、
遥测数据的监视与真实卫星测试流程一致，即像真实卫星测试一样，通过地面测试系统发令软件发送遥控指令激励，通过地面测试系统监视软件监视遥测响应，进行卫星模拟器的闭环测试
。
[0019]根据本专利技术提供的星载操作系统在环的卫星模拟器系统闭环仿测方法，执行如下步骤：
[0020]步骤1：虚拟星载计算机的信道关口外设与星间通信接口外设的对外接口采用网络接口，接口协议与地面测控基带设备的网络接口协议一致，对于地面测试系统，卫星模拟器的信道关口
、
星间通信接口等效为测控基带设备，与地面转发软件无缝衔接，进行遥控指令
、
遥测帧
、
星间信息收发，形成星地闭环的仿真测试环境；
[0021]步骤2：测试人员操作地面发令软件，发送卫星指令
、
星间通信信息与模型参数设置指令；
[0022]步骤3：卫星指令和模型参数设置指令通过综测服务器
、
转发软件发送至虚拟星载计算机的信道关口外设；
[0023]步骤4：信道关口外设具备指令分类功能，将收到的地面遥控数据分为卫星指令与模型参数设置指令；
[0024]步骤5：卫星指令传递给虚拟星载计算机的
CPU
核心板，在星载操作系统内部解译执行，再经虚拟星载计算机的外设接口分发至相关系统模型；
[0025]步骤6：模型参数设置指令发送至相应的系统模型，进行模型参数设置
、
故障参数注入；
[0026]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种星载操作系统在环的卫星模拟器系统，其特征在于，包括：虚拟星载计算机
、
系统模型和协同仿真总线；所述虚拟星载计算机，用于模拟真实星载计算机软硬件，运行真实的星载操作系统与应用软件；所述系统模型，用于模拟卫星各个系统功能；所述协同仿真总线，用于虚拟星载计算机与系统模型的信息交互与同步仿真
。2.
根据权利要求1所述的星载操作系统在环的卫星模拟器系统，其特征在于，所述虚拟星载计算机包括硬件仿真；硬件仿真包括星载计算机
CPU
核心板
、
信道关口外设
、
星间通信外设
、
串口时基外设
、
总线外设
、
综合接口外设和时间管理模块仿真单元
。3.
根据权利要求1所述的星载操作系统在环的卫星模拟器系统，其特征在于，所述虚拟星载计算机包括软件仿真；软件仿真通过在虚拟的
CPU
核心板上加装运行星载操作系统实现，在星载操作系统上运行包括星务软件
、
姿控软件
、
任务规划软件在内的星载
App
，实现星载计算机软硬件的数字仿真
。4.
根据权利要求1所述的星载操作系统在环的卫星模拟器系统，其特征在于，所述系统模型完成各系统功能仿真，采用规范化接口，模型接口包括虚拟星载计算机交互接口
、
模型电气负载接口
、
模型间信息接口
、
模型参数设置接口和模型工作状态输出接口；虚拟星载计算机交互接口按照真实星载计算机产品的接口设计分为直接测控接口
、
串口
、
总线接口
、
时间统一接口
、
信道关口和星间通信接口；模型电气负载接口模拟产品供配电信息模拟，包括负载功耗和热耗参数；模型间信息接口模拟系统间的信息传递，包括遥感数据量和导航信息；模型参数设置接口用于模型初态参数设定
、
模型过程参数调节和模型故障注入，由虚拟星载计算机的信道关口外设进行统一设定；模型工作状态输出接口用于模型自身参数上报，包括动力学仿真参数和载荷数传工作参数
。5.
根据权利要求1所述的星载操作系统在环的卫星模拟器系统，其特征在于，虚拟星载计算机运行真实的星载操作系统及应用
App
，系统模型与虚拟星载计算机之间通过协同仿真总线进行虚拟的总线接口
、
直接遥测遥控接口
、
串口
、
时间统一接口
、
模型电气负载接口
、
模型间信息接口
、
模型参数设置接口和模型工作状态输出接口通信，实现虚拟星载计算机与各系统模型之间的信息交互，完成星载操作系统在环的卫星模拟器仿真运行
。6.
根据权利要求1所述的星载操作系统在环的卫星模拟器系统，其特征在于，卫星模拟器与地面综合测试系统无缝衔接，形成一套星地闭环仿测系统，遥控指令的发送
、
遥测数据的监视与真实卫星测试流程一致，即像真实卫星测试一样，通过地面测试系统发令软件发送遥控指令激励，通过地面测试系统监视软件监视遥测响应，进行卫星模拟器的闭环测试
。7.
一种星载操作系统在环的卫星模拟器系统闭环仿测方法，其特征在于，采用权利要求1‑6中任一项所述的星载操作系统在环的卫星模拟器系统，执行如...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨同智，党建成，董房，刘廷玉，邹亿，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：