【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种小卫星自主维轨的闭环测试系统及方法，属于卫星智能测试。
技术介绍
1、在地面模拟测试中，卫星获取gnss轨道信息的地面测试设备包括gnss动态仿真器和地面轨道维持设备两种，gnss动态仿真器通过运行点位文件输出固定轨道信息的gnss信号，地面轨道维持设备可以接收卫星can总线上的推力广播信息，经过计算后实时反馈至模拟输出的gnss轨道数据上，因此，使用gnss动态仿真器的小卫星自主维轨测试是开环测试，可以重复触发小卫星自主维轨策略，而使用地面轨道维持设备的小卫星自主维轨测试是闭环测试，卫星运行轨道位置超过目标轨道高度阈值后自动退出维轨策略。
2、传统的小卫星轨道控制专项测试中，只有化学推力器的地面轨控测试，通过地面上注轨控数据块，数据块中包含轨控起始时间和轨控时长等信息，卫星星时达到轨控时刻后，开始运行数据块设定的轨控内容。测试过程相对简单，卫星没有实时接收和滤波计算卫星当前的轨道信息，也没有设定维轨目标值。
3、小卫星自主维轨的闭环测试涉及地面轨道维持设备、推力器模拟器等地面设备，包含卫星的控制分系统、电推进分系统、星务分系统等多个分系统的协同工作，需要星上各分系统时间和轨道信息的高度一致，需要设置合理有效的维轨目标半长轴，卫星维轨策略触发后需要对电推进分系统点火模式的执行情况进行有效判读，整个测试过程需要逻辑清晰、安全可靠的测试方法和测试步骤，传统的控制分系统轨控测试方法已无法简单套用在小卫星自主维轨闭环测试中，无法满足目前和未来小卫星研制的迫切需求。可见，目前亟待本领域技术人员提供
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，解决了传统的姿控轨控测试方法无法适用小卫星自主维轨闭环测试的问题。
2、本专利技术目的通过以下技术方案予以实现：
3、第一方面，本专利技术提供一种小卫星自主维轨的闭环测试系统，包括地面轨道维持设备、推力器负载模拟器、测控设备、姿控动力学地检设备；
4、地面轨道维持设备预装入已经设定目标轨道根数信息的轨道点位文件，自主维轨闭环测试过程中，地面轨道维持设备实时接收目标卫星的电推进分系统输出的推力广播，通过推力值和运行轨道信息计算轨道高度，轨道高度随着电推进分系统的电推进点火模式工作发生实时变化，模拟目标卫星在轨自主维轨工况形成推力和轨道高度之间的闭环交互；
5、推力器负载模拟器，用于模拟目标卫星推力器工作时的负载工作状态；
6、测控设备，通过有线或无线链路与被测目标卫星进行数据传输，获取被测目标卫星的状态和响应；
7、姿控动力学地检设备，用于为目标卫星的控制分系统闭环运行提供动力学信息。
8、第二方面，本专利技术提供一种基于第一方面所述小卫星自主维轨闭环测试系统的闭环测试方法，包括：
9、目标卫星加电前，设置目标卫星通过can总线电缆连接好地面轨道维持设备，地面轨道维持设备预装入已经设定目标轨道根数信息的gnss轨道点位文件，设置目标卫星的电推进电源控制器通过高压电缆与地面推力器负载模拟器连接，地面轨道维持设备和推力器负载模拟器完成初始化设置；
10、目标卫星加电，设置卫星维轨前初始状态，设置姿控动力学地检设备状态，设置控制闭环前电推进分系统状态；
11、通过测控上行链路上注控制分系统运行轨道信息，通过星上控制分系统轨道遥测及姿控地检相关遥测判读上注的轨道信息正确性；
12、通过操作姿控动力学地检设备中的星箭分离按钮，姿控动力学地检启动运行，同时发送整星授时指令，设置控制分系统进入闭环，启动地面轨道维持设备的软件，发送控制分系统“引入utc校时”遥控指令，将目标卫星的星务中心计算机、控制中心计算机、姿控动力学地检设备和地面轨道维持设备的时间统一且保持一致，通过控制分系统工作模式遥测判断姿控已进入准对日定向巡航模式，完成控制分系统闭环模式设置；
13、设置控制分系统引入gnss数据校验和gnss轨道计算，通过上注“维轨目标半长轴”指令设置目标卫星的维轨目标轨道信息，控制分系统完成一个轨道周期的gnss导航数据滤波计算后，通过控制分系统和电推进分系统遥测判断是否触发卫星维轨策略；
14、目标卫星维轨策略触发后，通过电推进分系统遥测观察每个轨道圈电推进分系统点火模式执行情况，通过控制分系统导航滤波轨道数据判断卫星运行轨道的抬升高度及变化情况，通过地面轨道维持设备的软件检查电推进推力广播数据和导航轨道数据；
15、目标卫星计算的导航滤波轨道高度超过设定的维轨目标高度后，目标卫星退出自主维轨策略，电推进分系统停止点火模式工作，自主维轨测试结束后退出闭环维轨模式，设置目标卫星恢复初始状态。
16、基于第二方面，本专利技术一实施例中，卫星维轨前初始状态包括：星地测控信道打通、蓄电池组接通、方阵模拟器5a曲线升电、控制分系统各主动段部件加电、控制闭环前星上状态设置。
17、基于第二方面，本专利技术一实施例中，控制闭环前电推进分系统状态包括电推进控制器加电、当班状态选择。
18、基于第二方面，本专利技术一实施例中，目标卫星恢复初始状态包括控制分系统退出闭环，控制分系统各部件断电，电推进分系统断电，卫星恢复初始状态后整星断电。
19、基于第二方面，本专利技术一实施例中，控制分系统进闭环前需要对电推进分系统进行状态设置，包括：电推进控制器主份电源加电，通过遥控指令通知控制aocc电推进控制器已开机，设置推力主份分支当班状态，设置无贮供测试模式使能，设置控制主控当班状态设置。
20、基于第二方面，本专利技术一实施例中，卫星维轨目标轨道信息设置，包括：通过发送遥控指令设置控制分系统引入gnss数据校验和进行gnss轨道计算，通过上注维轨目标半长轴指令设置卫星维轨目标轨道信息，卫星维轨目标半长轴需要大于地面轨道维持设备的软件输出的轨道半长轴，发送轨控设置相关指令后，等待至少一个轨道周期的导航轨道滤波数据处理，完成卫星当前轨道信息计算后，通过遥测判断是否触发小卫星自主维轨。
21、基于第二方面，本专利技术一实施例中，小卫星自主维轨触发后，通过电推进分系统遥测观察每轨道圈电推进分系统点火模式的执行情况；自主维轨闭环测试过程中，地面轨道维持设备的软件实时接收卫星can总线中广播的电推进分系统输出的推力值，通过推力值、每个轨道圈点火时长和运行轨道高度信息综合计算出轨道高度变化，并将轨道高度变化体现在地面轨道维持设备的软件输出的gnss轨道数据中，模拟在轨的自主维轨工况形成推力和轨道高度之间的闭环交互和反馈，通过卫星导航轨道滤波数据遥测可检查小卫星自主维轨执行后的轨道高度，通过地面轨道维持设备的软件可检查接收的推力广播和输出的轨道数据内容。
22、基于第二方面，本专利技术一实施例中，每轨道圈电推进分系统点火模式的执行情况包括点火工作模式、点火时长、目标推力值。
23、基本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种小卫星自主维轨的闭环测试系统，其特征在于，包括地面轨道维持设备、推力器负载模拟器、测控设备、姿控动力学地检设备；
2.一种基于权利要求1所述小卫星自主维轨闭环测试系统的闭环测试方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求2所述的闭环测试方法，其特征在于，卫星维轨前初始状态包括：星地测控信道打通、蓄电池组接通、方阵模拟器5A曲线升电、控制分系统各主动段部件加电、控制闭环前星上状态设置。
4.根据权利要求2所述的闭环测试方法，其特征在于，控制闭环前电推进分系统状态包括电推进控制器加电、当班状态选择。
5.根据权利要求2所述的闭环测试方法，其特征在于，目标卫星恢复初始状态包括控制分系统退出闭环，控制分系统各部件断电，电推进分系统断电，卫星恢复初始状态后整星断电。
6.根据权利要求2所述的闭环测试方法，其特征在于，控制分系统进闭环前需要对电推进分系统进行状态设置，包括：电推进控制器主份电源加电，通过遥控指令通知控制AOCC电推进控制器已开机，设置推力主份分支当班状态，设置无贮供测试模式使能，设置控制主控当班状态设置。>
7.根据权利要求2所述的闭环测试方法，其特征在于，卫星维轨目标轨道信息设置，包括：通过发送遥控指令设置控制分系统引入GNSS数据校验和进行GNSS轨道计算，通过上注维轨目标半长轴指令设置卫星维轨目标轨道信息，卫星维轨目标半长轴需要大于地面轨道维持设备的软件输出的轨道半长轴，发送轨控设置相关指令后，等待至少一个轨道周期的导航轨道滤波数据处理，完成卫星当前轨道信息计算后，通过遥测判断是否触发小卫星自主维轨。
8.根据权利要求2所述的闭环测试方法，其特征在于，小卫星自主维轨触发后，通过电推进分系统遥测观察每轨道圈电推进分系统点火模式的执行情况；自主维轨闭环测试过程中，地面轨道维持设备的软件实时接收卫星CAN总线中广播的电推进分系统输出的推力值，通过推力值、每个轨道圈点火时长和运行轨道高度信息综合计算出轨道高度变化，并将轨道高度变化体现在地面轨道维持设备的软件输出的GNSS轨道数据中，模拟在轨的自主维轨工况形成推力和轨道高度之间的闭环交互和反馈，通过卫星导航轨道滤波数据遥测可检查小卫星自主维轨执行后的轨道高度，通过地面轨道维持设备的软件可检查接收的推力广播和输出的轨道数据内容。
9.根据权利要求8所述的闭环测试方法，其特征在于，每轨道圈电推进分系统点火模式的执行情况包括点火工作模式、点火时长、目标推力值。
10.根据权利要求2所述的闭环测试方法，其特征在于，若干个轨道圈电推进分系统点火模式执行后，控制分系统输出GNSS轨道滤波计算后的轨道高度超过设置的维轨目标高度后，卫星自动退出自主维轨策略。
...【技术特征摘要】
1.一种小卫星自主维轨的闭环测试系统，其特征在于，包括地面轨道维持设备、推力器负载模拟器、测控设备、姿控动力学地检设备；
2.一种基于权利要求1所述小卫星自主维轨闭环测试系统的闭环测试方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求2所述的闭环测试方法，其特征在于，卫星维轨前初始状态包括：星地测控信道打通、蓄电池组接通、方阵模拟器5a曲线升电、控制分系统各主动段部件加电、控制闭环前星上状态设置。
4.根据权利要求2所述的闭环测试方法，其特征在于，控制闭环前电推进分系统状态包括电推进控制器加电、当班状态选择。
5.根据权利要求2所述的闭环测试方法，其特征在于，目标卫星恢复初始状态包括控制分系统退出闭环，控制分系统各部件断电，电推进分系统断电，卫星恢复初始状态后整星断电。
6.根据权利要求2所述的闭环测试方法，其特征在于，控制分系统进闭环前需要对电推进分系统进行状态设置，包括：电推进控制器主份电源加电，通过遥控指令通知控制aocc电推进控制器已开机，设置推力主份分支当班状态，设置无贮供测试模式使能，设置控制主控当班状态设置。
7.根据权利要求2所述的闭环测试方法，其特征在于，卫星维轨目标轨道信息设置，包括：通过发送遥控指令设置控制分系统引入gnss数据校验和进行gnss轨道计算，通过上注维轨目...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴海超，陆文高，戴涧峰，郑清标，张浩然，张少坡，任光杰，赵川，杨志，裴雅楠，
申请(专利权)人：航天东方红卫星有限公司，
类型：发明
国别省市：
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