一种星载激光通信载荷地面恒星标校测试系统及测试方法技术方案

本发明专利技术提出一种星载激光通信载荷地面恒星标校测试系统及测试方法。所述测试系统分为星上部分和地面部分，星上部分用来模拟激光通信载荷在轨标校时卫星上的状态，地面部分模拟在轨标校时地面运控中心的状态；本发明专利技术所述测试方法及系统可以对激光通信载荷恒星标校提前进行地面测试来验证标校的可行性，提前选定可标校的恒星，在地面将整个标校流程进行固化，最终保证整个恒星标校能够在轨顺利进行。最终保证整个恒星标校能够在轨顺利进行。最终保证整个恒星标校能够在轨顺利进行。

【技术实现步骤摘要】
一种星载激光通信载荷地面恒星标校测试系统及测试方法


[0001]本专利技术属于卫星测试
，特别是涉及一种星载激光通信载荷地面恒星标校测试系统及测试方法。

技术介绍

[0002]卫星激光通信载荷在轨标校手段主要包括对地标校、双端星间标校、恒星标校，对地标校是激光通信载荷在激光地面站的可见区域指向激光地面站完成在轨标校；双端星间标校是两个卫星的激光通信载荷在轨相互指向完成在轨标校。恒星标校相比于借助激光地面站标校和在轨双星同时在测控弧段内的发送指令进行的星间标校，效率大幅度提升，并可以实现全天候、全时段、全空域的在轨标校。
[0003]目前现有激光通信载荷在轨恒星标校的地面测试方法及系统都是在室内完成，测试时会应用到星上单机和模拟试验设备，并通过仿真软件计算出恒星的位置输入给激光通信载荷，激光通信载荷根据位置信息进行恒星的指向，根据激光转台的转动角度得到指向恒星时的方位和俯仰角度之后再带入仿真软件中验证指向的正确性，这种测试方法不具备修正角度正确性的验证条件，也不能够验证激光通信载荷对不同星等恒星进行实际标校的能力，无法闭环完成整个恒星标校流程的测试。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是为了解决星载激光通信载荷在地面如何进行在轨恒星标的验证测试，固化标校流程，保证在轨标校的顺利进行的问题，提出了一种星载激光通信载荷地面恒星标校测试系统及测试方法。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术提出一种星载激光通信载荷地面恒星标校测试系统，所述测试系统分为星上部分和地面部分，星上部分用来模拟激光通信载荷在轨标校时卫星上的状态，地面部分模拟在轨标校时地面运控中心的状态；星上部分包括导航接收机，用来获取测试系统所在位置在惯性坐标系下的位置坐标；星敏和激光通信载荷安装在同一个支架上，并在测试前标定星敏坐标系和激光坐标系的关系，即激光转台相对于星敏本体坐标系下的转换矩阵M；星敏用来得到安装支架的姿态矩阵A，即星敏本体坐标系相对于惯性下的转换矩阵；所述星上部分还包括模拟中心机，所述模拟中心机为星上综合处理系统的模拟设备，用来给激光通信载荷发送信息和指令，同时可以接收激光通信载荷的状态信息发送给地检设备；地面部分包括地检设备，用来模拟地面运控中心将恒星位置发送给模拟中心机，模拟中心机将接收到的恒星位置信息、导航接收机位置信息和星敏的姿态信息一并组成激光通信载荷可用的激光广播帧发送给激光通信载荷；所述地面部分还包括成像设备，所述成像设备可以通过地检设备接收到的激光通信载荷恒星指向信息进行恒星图像在激光视场内的显示，有助于直观观测。
[0006]本专利技术提出一种星载激光通信载荷地面恒星标校测试系统的测试方法，所述测试方法具体为：
[0007]S1：参试设备按照设备连接示意图连接；
[0008]S2：选定目标恒星，并将恒星的位置信息输入给模拟中心机；
[0009]S3：模拟中心机采集信息，组帧发给激光通信载荷；
[0010]S4：激光通信载荷指向目标恒星；
[0011]S5：判断恒星是否在激光视场内；如果恒星在激光视场内，则执行步骤S7；如果恒星不在激光视场内，则执行步骤S6；
[0012]S6：激光通信载荷进行扫描，至捕获跟踪恒星；
[0013]S7：解算修正矩阵；
[0014]S8：修正矩阵通过地检上注给激光通信载荷，再次进行恒星标较。
[0015]进一步地，在步骤S2中，根据提前选取的激光通信载荷的可视恒星，并结合当前测试地点对恒星的可见情况进行目标恒星的选取，选完目标恒星后，将恒星在惯性系下的位置坐标通过地检设备输入给模拟中心机。
[0016]进一步地，在步骤S4中，激光通信载荷根据接收到的激光广播帧中的位置信息进行目标恒星指向角度的计算，按照标校原理计算出转台需要转动的方位角和俯仰角，按照计算角度控制转台指向恒星。
[0017]进一步地，在步骤S5中，按照理论计算角度控制转台指向，模拟中心机将激光通信载荷的状态信息发送给地检设备，地检设备判断恒星是否进入了激光的视场范围；成像设备通过图像确认恒星是否在激光视场内。
[0018]进一步地，在步骤S6中，恒星不在激光通信载荷捕跟视场内，则通过地检设备向模拟中心机发送激光通信载荷扫描指令，模拟中心机接到指令后转给激光通信载荷，激光通信载荷接到指令后进行扫描，至激光视场内捕获目标恒星后停止扫描，进行目标恒星跟踪。
[0019]进一步地，在步骤S7中，地面利用稳定跟踪目标恒星后的实际指向角度与理论计算的角度进行对比解算，修正激光转台相对于星敏本体坐标系下的转换矩阵M。
[0020]进一步地，在步骤S8中，将修正后的矩阵M通过地检设备上注给激光通信载荷，激光通信载荷更新矩阵后再次对同一目标恒星进行恒星标校，如果激光通信载荷再次指向恒星后，视场内可以直接观测到恒星，则修正矩阵准确，否则继续选取另一个恒星进行如上标校流程，直到修正矩阵收敛。
[0021]本专利技术提出一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述一种星载激光通信载荷地面恒星标校测试系统的测试方法的步骤。
[0022]本专利技术提出一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现所述一种星载激光通信载荷地面恒星标校测试系统的测试方法的步骤。
[0023]本专利技术具有以下有益效果：
[0024](1)本专利技术的测试方法及系统可以实现激光通信载荷在轨恒星标校完整流程的测试，相比于现有的激光通信载荷恒星标校地面测试方法及系统无法进行修正矩阵或修正角度的正确性验证的情况，本专利技术可以在解算出修正矩阵或角度之后实际对目标恒星进行重新指向，根据恒星在激光通信载荷捕跟视场内的位置判断修正值的正确性。
[0025](2)本专利技术的测试方法及系统可以实际验证激光通信载荷恒星标校的可视星等，相比于现有的激光通信载荷恒星标校地面测试方法及系统无法进行恒星实际标校的情况，
本专利技术可以在可视恒星星等选取后实际的去对恒星进行指向标校，验证激光通信载荷对不同星等的恒星进行标校的能力，有益于在轨进行恒星标校时的恒星选取。
附图说明
[0026]图1为本专利技术所述一种星载激光通信载荷地面恒星标校测试系统设备连接示意图；
[0027]图2为本专利技术所述一种星载激光通信载荷地面恒星标校测试方法流程图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]本专利技术重在解决星载激光通信载荷在地面如何进行在轨恒星标的验证测试，固化标校流程，保证在轨标校的顺利进行。卫星在入轨后，由于重力卸载和热变形等影响，会导致激光通信载荷指向不确定区域增大的问题。因此需要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种星载激光通信载荷地面恒星标校测试系统，其特征在于，所述测试系统分为星上部分和地面部分，星上部分用来模拟激光通信载荷在轨标校时卫星上的状态，地面部分模拟在轨标校时地面运控中心的状态；星上部分包括导航接收机，用来获取测试系统所在位置在惯性坐标系下的位置坐标；星敏和激光通信载荷安装在同一个支架上，并在测试前标定星敏坐标系和激光坐标系的关系，即激光转台相对于星敏本体坐标系下的转换矩阵M；星敏用来得到安装支架的姿态矩阵A，即星敏本体坐标系相对于惯性下的转换矩阵；所述星上部分还包括模拟中心机，所述模拟中心机为星上综合处理系统的模拟设备，用来给激光通信载荷发送信息和指令，同时可以接收激光通信载荷的状态信息发送给地检设备；地面部分包括地检设备，用来模拟地面运控中心将恒星位置发送给模拟中心机，模拟中心机将接收到的恒星位置信息、导航接收机位置信息和星敏的姿态信息一并组成激光通信载荷可用的激光广播帧发送给激光通信载荷；所述地面部分还包括成像设备，所述成像设备可以通过地检设备接收到的激光通信载荷恒星指向信息进行恒星图像在激光视场内的显示，有助于直观观测。2.一种基于权利要求1所述的星载激光通信载荷地面恒星标校测试系统的测试方法，其特征在于，所述测试方法具体为：S1：参试设备按照设备连接示意图连接；S2：选定目标恒星，并将恒星的位置信息输入给模拟中心机；S3：模拟中心机采集信息，组帧发给激光通信载荷；S4：激光通信载荷指向目标恒星；S5：判断恒星是否在激光视场内；如果恒星在激光视场内，则执行步骤S7；如果恒星不在激光视场内，则执行步骤S6；S6：激光通信载荷进行扫描，至捕获跟踪恒星；S7：解算修正矩阵；S8：修正矩阵通过地检上注给激光通信载荷，再次进行恒星标较。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，根据提前选取的激光通信载荷的可视恒星，并结合当前测试地点对恒星的可见情况进行目...

【专利技术属性】
技术研发人员：常俊德，邢斯瑞，孙伟，
申请(专利权)人：长光卫星技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：