【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航天控制，尤其涉及一种空间飞行器非合作交会半物理闭环试验系统和方法。
技术介绍
1、空间飞行器间的交会接近、对接/捕获是空间站、在轨服务/维修的关键技术，其中空间站应用主要为合作目标飞行器的对接，空间服务则更多的涉及非合作目标空间飞行器。为了验证在轨合作及非合作交会捕获技术，目前主要采用地面多自由度的相对运动半物理试验系统进行交会验证。然而，相关技术的试验系统只能完成敏感器级和相关算法级的验证，而不能实现系统级及飞行任务级的验证，无法为飞行任务提供全面的技术指导。
2、因此，目前亟待需要提供一种空间飞行器非合作交会半物理闭环试验系统和方法来解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术一个或多个实施例描述了一种空间飞行器非合作交会半物理闭环试验系统和方法，可以完成系统级和飞行任务级的试验验证，真实性高。
2、第一方面，本专利技术一个实施例提供了一种空间飞行器非合作交会半物理闭环试验系统，包括：
3、主控计算机、非合作敏感器、目标飞行器模拟器、gnc控制器、便携式设备、第一转台、第二转台、转台计算机和显示存储计算机；所述非合作敏感器安装在所述第一转台上，所述目标飞行器模拟器安装在所述第二转台上；
4、所述主控计算机用于基于待试验的真实飞行任务以及从所述便携式设备接收的遥测数据向所述便携式设备发送遥控指令；所述遥测数据是所述非合作敏感器对所述目标飞行器模拟器进行探测得到的；
5、所述非合作敏感器用于实时获取所述目标
6、所述gnc控制器用于对所述测量数据进行处理，得到相应的控制指令，并将所述控制指令发送至所述便携式设备；
7、所述便携式设备，包括多个分别与所述gnc控制器相连接的接口，每个所述接口分别用于模拟一个外系统的接口功能，以通过各接口分别模拟所述gnc控制器与每个外系统设备之间的信息交互与控制；
8、所述转台计算机，基于所述便携式设备发送的转台控制指令控制所述第一转台和所述第二转台运动，以基于所述第一转台模拟追踪飞行器的在轨运行状态，以及基于所述第二转台运动模拟目标飞行器的在轨运行状态；
9、所述显示存储计算机，接收所述便携式设备转发的遥测数据，并进行数据处理和分析。第二方面，本专利技术一个实施例还提供了一种空间飞行器非合作交会半物理闭环试验方法，应用于上述任一种可能设计中的空间飞行器非合作交会半物理闭环试验系统，所述方法包括：
10、基于所述待试验的真实飞行任务，利用所述主控计算机向所述便携式设备发送相应的遥控指令；
11、所述便携式设备将所述遥控指令发送至所述gnc控制器；
12、所述gnc控制器控制所述非合作敏感器对所述目标飞行器模拟器进行实时探测，生成测量数据，并将所述测量数据发送至所述gnc控制器；
13、所述gnc控制器接收所述测量数据以及所述便携式设备发送的各外系统的信息，并结合接收到的各外系统信息对所述测量数据进行处理，得到相应的控制指令，并将所述控制指令发送至所述便携式设备；
14、所述便携式设备基于所述控制指令向所述转台计算机发送转台控制指令，所述转台计算机基于所述转台控制指令分别控制所述第一转台和所述第二转台的转动角度及相对位置，以将所述非合作敏感器和所述目标飞行器模拟器调整至预期状态；
15、利用所述显示存储计算机接收所述便携式设备转发的遥测数据，并进行数据处理和分析。
16、根据本专利技术实施例提供的空间飞行器非合作交会半物理闭环试验系统和方法，非合作敏感器和gnc控制器采用与实际飞行任务一致的真实设备。而与gnc控制器相连接的各个外系统设备，虽然未完全采用真实设备，但将各系统设备相应的功能集成在便携式设备中，并通过真实的输入输出接口与gnc控制器通讯连接，从而可以真实的模拟各系统设备的功能，保证gnc控制器的试验条件与真实飞行条件一致。同时，在便携式设备中实现飞行器gnc控制器及第一转台和第二转台的实时闭环控制，并且使用真实的飞行程序及飞行控制指令，不仅实现了半物理试验系统的最小化，大大降低了系统复杂度和成本，还可以完成系统级和飞行任务级的试验验证。可见，本方案，可以完成系统级和飞行任务级的试验验证，真实性高。
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1.一种空间飞行器非合作交会半物理闭环试验系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一转台为五自由度转台，包括三个转动自由度、水平方向位置自由度和竖直方向位置自由度。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二转台为四自由度转台，包括三个转动自由度和距离方向位置自由度。
4.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述第一转台的转动精度和所述第二转台的转动精度均高于所述非合作敏感器的测量精度；且所述第一转台和所述非合作敏感器之间的位置换算关系，以及所述第二转台和所述目标飞行器模拟器之间的位置换算关系是预先标定完成的。
5.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述非合作敏感器与所述待试验的真实飞行任务中的真实非合作敏感器采用相同的硬件和软件；和/或，
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述便携式设备的接口至少包括：串口、1553总线接口、开关指令接口、分离信号接口、时钟信号接口，通过各接口实现用真实的硬件信号模拟所述GNC控制器与相应外系统设备的信息交互。
7.根据权
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述便携式设备还用于模拟推进控制器、机械臂、综合电子单元的工作状态。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述主控计算机内存储有动力学配置文件、遥控指令集和试验脚本；
10.一种空间飞行器非合作交会半物理闭环试验方法，其特征在于，应用于如权利要求1-9任一项所述的空间飞行器非合作交会半物理闭环试验系统，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种空间飞行器非合作交会半物理闭环试验系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一转台为五自由度转台，包括三个转动自由度、水平方向位置自由度和竖直方向位置自由度。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二转台为四自由度转台，包括三个转动自由度和距离方向位置自由度。
4.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述第一转台的转动精度和所述第二转台的转动精度均高于所述非合作敏感器的测量精度；且所述第一转台和所述非合作敏感器之间的位置换算关系，以及所述第二转台和所述目标飞行器模拟器之间的位置换算关系是预先标定完成的。
5.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述非合作敏感器与所述待试验的真实飞行任务中的真实非合作敏感器采用相同的硬件和软件；和...
【专利技术属性】
技术研发人员：颜军，郭泽，尹芳，苏畅，蔺玥，彭洲，任焜，邱芳，孙帅，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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