【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及卫星半物理仿真领域，特别涉及一种星上-地面时间同步的空间目标仿真探测系统。
技术介绍
1、随着卫星地面仿真试验精度和可靠性要求的不断提升，对多台星上单机产品联合半物理仿真试验的时间同步性需求也随之增强。
2、在仿真过程中，受测单机产品和地测设备需按照给定周期进行动态数据交互，这就要求仿真系统的各个模块输入输出数据在时间上必须保持一致性。由于地面仿真系统不具备统一的星上物理时钟源，随着仿真时间加长，仿真系统各节点的时钟累积偏差将越来越大，从而导致控制指令与产品动作执行不一致、仿真时序混乱、仿真逻辑错误、仿真结果出现偏差甚至失真，严重降低地面仿真试验的可信度。
3、在半物理仿真试验中，通常采用动力学仿真机的软时钟作为同步时钟源，通过高速网络实现分布式仿真系统各模块的时间同步，但这种同步方法无法解决仿真系统中同一节点软硬件时序不匹配的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种星上-地面时间同步的空间目标仿真探测系统，通过动力学仿真计算机和集成接口模拟器为仿真试验提供时间同步控制功能，模拟并输出导航星座硬件时钟脉冲信号和国际标准时间(utc coordinated universal time)码，实现综合信息处理器、空间光学相机等星上产品与地面测试设备之间时间同步。本专利技术解决了星上单机产品在地面测试过程中，由于各设备仿真节点时间不同步，以及同一节点软硬件时序不匹配导致的仿真时序混乱问题，提高了地面试验的有效性和可靠性，可同时支持多台产品
2、为了达到上述目的，本专利技术提供一种星上-地面时间同步的空间目标仿真探测系统，包含：
3、集成接口模拟器，其生成导航星座硬件时钟脉冲信号，并在所述导航星座硬件时钟脉冲信号周期内生成多个星地同步脉冲信号；
4、动力学仿真计算机，其通信连接所述集成接口模拟器；通过所述星地同步脉冲信号触发所述动力学仿真计算机进行仿真计算，生成对应的国际标准时间码、星点质心数据包、gnc(guidance、navigation and controlsystem制导、导航和控制系统)数据包；
5、多个星上产品；所述星上产品包括综合信息处理器和多个光学相机；
6、通过所述星地同步脉冲信号触发所述集成接口模拟器向所述综合信息处理器发送所述国际标准时间码、gnc数据包、导航星座硬件时钟脉冲信号，并向所述光学相机发送所述星点质心数据包；
7、所述综合信息处理器在所述导航星座硬件时钟脉冲信号周期内生成多个星上同步脉冲信号并发送给所述光学相机；通过所述星上同步脉冲信号触发所述光学相机向所述综合信息处理器发送所述星点质心数据包；所述星地同步脉冲信号与所述星上同步脉冲信号的周期时长相同。
8、可选的，所述集成接口模拟器包括cpu处理器，所述cpu处理器包括模拟gnc分系统，其通信连接设置在所述动力学仿真计算机和所述综合信息处理器之间；通过所述模拟gnc分系统生成所述导航星座硬件时钟脉冲信号，并提供给所述动力学仿真计算机和所综合信息处理器；所述动力仿真计算机通过所述模拟gnc分系统将所述gnc数据包转发给所述综合信息处理器。
9、可选的，所述cpu处理器还包括模拟综合电子分系统，其通信连接设置在所述动力学仿真计算机和所述综合信息处理器之间，用于向所述综合信息处理器发送所述国际时间标准码。
10、可选的，所述模拟综合电子分系统还将上位机发送的遥控指令转发给所述综合信息处理器；所述模拟综合电子分系统接收所述综合信息处理器应答的遥测数据包，并对所述遥测数据包进行解析和显示。
11、可选的，所述集成接口模拟器还包括串口加硬件脉冲同步功能板卡，其通信连接所述综合信息处理器、光学相机、动力学仿真计算机、模拟gnc分系统，用于实现所述动力学仿真计算机与所述光学相机之间的数据传输，以及所述模拟gnc分系统与所述综合信息处理器之间的数据传输；所述串口加硬件脉冲同步功能板卡在所述星地同步脉冲信号周期内，向所述综合信息处理器提供所述导航星座硬件时钟脉冲信号、gnc数据包，并向所述光学相机提供所述星点质心数据包。
12、可选的，所述集成接口处理器还包括1553b板卡，其通信连接设置在所述模拟综合电子分系统与所述星上产品之间，将所述国际时间标准码转换为对应的时间同步命令字并广播给各星上产品的所述综合信息处理器。
13、可选的，所述集成接口处理器还包括光纤反射内存卡，其通信连接所述串口加硬件脉冲同步功能板卡、模拟gnc分系统、动力学仿真计算机，用于提高所述串口加硬件脉冲同步功能板卡、模拟gnc分系统、动力学仿真计算机之间的通信速度。
14、可选的，所述动力学仿真计算机的仿真步长与所述星地同步脉冲信号的周期时长相同；所述动力学仿真计算机每次收到所述星地同步脉冲信号后完成1个所述仿真步长的仿真计算，以生成当前国际标准时间码，以及对应的星点质心数据包、gnc数据包；所述动力学仿真计算机还生成模拟相机星图数据，并通过所述串口加硬件脉冲同步功能板卡发送给所述综合信息处理器。
15、可选的，所述星点质心数据包括：卫星姿态轨道、光学相机姿态、空间目标在所述光学相机相平面的投影数据。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
17、(1)本专利技术的星上-地面时间同步的空间目标仿真探测系统，在无星上时钟源信号的情况下，通过集成接口模拟器模拟生成导航星座硬件时钟脉冲信号，并基于导航星座硬件时钟脉冲信号生成多个星地同步脉冲信号，在星地同步脉冲信号周期内向星上单机转发工况数据(包括星点质心数据包、gnc数据包)和对应时刻utc时间，实现多台星上产品与地测设备(包括动力学仿真计算机)的仿真节拍同步，有效避免了由于各设备仿真时序不匹配导致的数据丢帧问题，保证仿真试验的可靠性。
18、(2)本专利技术在导航星座硬件时钟脉冲信号(etr)同步基础上增加utc时间同步校时功能。通过1553b板卡向综合信息处理器周期性广播utc时间。对单机产品由于长时间联合仿真累积的时间偏差进行校正，同时实现产品工作状态与地测设备输出的仿真工况的一致同步，确保仿真数据的实时准确。
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1.一种星上-地面时间同步的空间目标仿真探测系统，其特征在于，包含：
2.如权利要求1所述的星上-地面时间同步的空间目标仿真探测系统，其特征在于，所述集成接口模拟器包括CPU处理器，所述CPU处理器包括模拟GNC分系统，其通信连接设置在所述动力学仿真计算机和所述综合信息处理器之间；通过所述模拟GNC分系统生成所述导航星座硬件时钟脉冲信号，并提供给所述动力学仿真计算机和所综合信息处理器；所述动力仿真计算机通过所述模拟GNC分系统将所述GNC数据包转发给所述综合信息处理器。
3.如权利要求2所述的星上-地面时间同步的空间目标仿真探测系统，其特征在于，所述CPU处理器还包括模拟综合电子分系统，其通信连接设置在所述动力学仿真计算机和所述综合信息处理器之间，用于向所述综合信息处理器发送所述国际时间标准码。
4.如权利要求3所述的星上-地面时间同步的空间目标仿真探测系统，其特征在于，所述模拟综合电子分系统还将上位机发送的遥控指令转发给所述综合信息处理器；所述模拟综合电子分系统接收所述综合信息处理器应答的遥测数据包，并对所述遥测数据包进行解析和显示。
...【技术特征摘要】
1.一种星上-地面时间同步的空间目标仿真探测系统，其特征在于，包含：
2.如权利要求1所述的星上-地面时间同步的空间目标仿真探测系统，其特征在于，所述集成接口模拟器包括cpu处理器，所述cpu处理器包括模拟gnc分系统，其通信连接设置在所述动力学仿真计算机和所述综合信息处理器之间；通过所述模拟gnc分系统生成所述导航星座硬件时钟脉冲信号，并提供给所述动力学仿真计算机和所综合信息处理器；所述动力仿真计算机通过所述模拟gnc分系统将所述gnc数据包转发给所述综合信息处理器。
3.如权利要求2所述的星上-地面时间同步的空间目标仿真探测系统，其特征在于，所述cpu处理器还包括模拟综合电子分系统，其通信连接设置在所述动力学仿真计算机和所述综合信息处理器之间，用于向所述综合信息处理器发送所述国际时间标准码。
4.如权利要求3所述的星上-地面时间同步的空间目标仿真探测系统，其特征在于，所述模拟综合电子分系统还将上位机发送的遥控指令转发给所述综合信息处理器；所述模拟综合电子分系统接收所述综合信息处理器应答的遥测数据包，并对所述遥测数据包进行解析和显示。
5.如权利要求3所述的星上-地面时间同步的空间目标仿真探测系统，其特征在于，所述集成接口模拟器还包括串口加硬件脉冲同步功能板卡，其通信连接所述综合信息处理器、光学相机、动力学仿真计算机、模拟gnc分系统，用于实现所述动力学仿真计算机与所述光学相机之间的数据传输，以及所述模拟gnc分系统与所述综合信息处理器之间的数据传输；所述串...
【专利技术属性】
技术研发人员：方慧，黄浩，孙少勇，闫晓军，李立斌，曲伟智，任平川，宋卿争，关涛，韩圣升，
申请(专利权)人：上海航天控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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