一种基于软件定义卫星的半实物仿真装置及仿真方法与流程

本发明涉及航空航天，尤其涉及的是一种基于软件定义卫星的半实物仿真装置及仿真方法。

背景技术：

1、商业航天近些年快速发展，航天器的技术也在快速突破和迭代。目前国内外主流的航天器，尤其是数量众多的卫星等，还是基于平台的开发方式，使用先验收样再正样(一般会做两套产品，第一套拿来做地面实验，会有一定损伤和老化。如果实验结果可以符合要求，那么第二套则认为是可靠的、未经损伤的，可以发射第二套)的开发方式。先验收样再正样的开发方式稳定，但是迭代慢，整个平台运行起来耗费大量的人力物力，不太适合商业航天的快速发展。

2、因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于软件定义卫星的半实物仿真装置及仿真方法，可以适用于地面对卫星进行仿真和调试，以解决现有卫星采用先验收再正样的方式导致的迭代慢且整个平台运行起来耗费大量的人力物力的问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、第一方面，本发明提供了本发明提供的一种基于软件定义卫星的半实物仿真装置，其包括：卫星本体与设置在所述卫星本体上的能源组件、姿态组件、热控组件、通讯模块、载荷业务组件、卫星实时控制模块与卫星主控制模块；其中，

4、所述能源组件与所述卫星主控制模块连接，用于为所述卫星主控制模块以及所述卫星实时控制模块供电；

5、所述姿态组件与所述卫星实时控制模块连接，用于获取卫星本体的位姿信息以及光感信息；

6、所述热控组件与所述卫星实时控制模块连接，用于感知和调节所述卫星本体和各个部组件的温度；

7、所述通讯模块与所述卫星主控制模块连接，用于与地面进行通信；

8、所述载荷业务组件与所述卫星主控制模块连接，用于至少进行遥感成像业务；

9、所述卫星实时控制模块分别与所述姿态组件与所述热控组件连接，用于控制所述姿态组件与所述热控组件工作；

10、所述卫星主控制模块分别与所述通讯模块、所述载荷业务组件以及所述卫星实时控制模块连接，所述卫星主控制模块用于根据卫星本体的位姿信息以及光感信息得到卫星本体的待调整位姿信息并反馈给所述卫星实时控制模块；所述卫星实时控制模块还用于根据所述待调整位姿信息驱动所述姿态组件以调节卫星本体的姿态。

11、本发明进一步地设置，所述姿态组件包括：动量轮、磁力矩器、太阳敏感器、gnss与陀螺仪；

12、所述动量轮、所述磁力矩器与所述卫星实时控制模块连接，所述动量轮与所述磁力矩器用于调整卫星本体的姿态；

13、所述太阳敏感器与所述卫星实时控制模块连接，所述太阳敏感器用于获取光感信息；

14、所述gnss与所述卫星主控制模块连接，所述gnss用于获取卫星本体的位置信息；

15、所述陀螺仪与所述卫星实时控制模块连接，所述陀螺仪用于获取卫星本体的姿态信息。

16、本发明进一步地设置，所述姿态组件还包括雾化推进装置，所述雾化推进装置设置在所述卫星本体的底部并与所述卫星实时控制模块连接，所述雾化推进装置用于驱动卫星本体变轨。

17、本发明进一步地设置，所述姿态组件还包括：指示罗盘；所述指示罗盘设置在所述卫星本体的顶部，所述指示罗盘用于显示卫星的磁场作用力变化。

18、本发明进一步地设置，所述载荷业务组件包括：广角相机、微距相机、高清定焦相机与地面监测相机；

19、所述广角相机、所述微距相机、所述高清定焦相机以及所述地面监测相机与所述卫星主控制模块连接，所述广角相机、所述微距相机、所述高清定焦相机与所述地面监测相机用于获取图像。

20、本发明进一步地设置，所述热控组件包括：温度传感器、加热片与导热管；其中，

21、所述温度传感器与所述卫星实时控制模块连接，所述温度传感器用于获取卫星本体的工作温度；

22、所述加热片与所述卫星实时控制模块连接，所述加热片用于对卫星本体进行加热处理；

23、所述导热管设置在所述卫星本体上，用于对所述卫星本体进行散热处理。

24、本发明进一步地设置，所述能源组件包括：太阳能板、电池插座与直流电插座；其中，

25、所述电池插座用于安装电池；

26、所述直流电插座用于接入直流电源。

27、所述太阳能板与所述卫星主控制模块连接，所述太阳能板用于为所述卫星主控制模块供电。

28、本发明进一步地设置，半实物仿真装置还包括：触控屏、第一usb调试接口、type－c接口、第二usb调试接口、jtag接口、调试插座、运行指示灯、告警指示灯、绿色指示灯、红色指示灯与三色指示灯；其中，

29、所述触控屏与所述卫星主控制模块连接，所述触控屏用于调试半实物仿真装置；

30、所述第一usb调试接口与所述type－c接口与所述卫星主控制模块连接，所述第一usb调试接口与所述type－c接口用于调试半实物仿真装置；

31、所述第二usb调试接口、所述jtag接口、所述调试插座分别与所述卫星实时控制模块连接；

32、所述运行指示灯、告警指示灯分别与所述卫星实时控制模块连接；

33、所述绿色指示灯、所述红色指示灯与所述三色指示灯分别与所述卫星主控制模块连接。

34、本发明进一步地设置，半实物仿真装置还包括：

35、用于调试激光通信功能的激光收发器，所述激光收发器设置在所述卫星本体的侧面并与所述卫星实时控制模块连接；

36、用于展示的所述中高轨道卫星通讯天线，设置在所述卫星本体的顶部；

37、用于展示的所述北斗定位双频差分天线，设置在所述卫星本体的顶部；

38、用于展示的星敏，设置在所述卫星本体的顶部；

39、用于展示的相控阵天线，设置在所述卫星本体的底部。

40、第二方面，本发明还提供了一种基于上述所述的基于软件定义卫星的半实物仿真装置的仿真方法，其包括：

41、卫星实时控制模块接收姿态组件反馈的卫星本体的光感信息与位姿信息并输入至卫星主控制模块；

42、所述卫星主控制模块根据卫星本体的位姿信息以及光感信息得到卫星本体的待调整位姿信息并反馈给所述卫星实时控制模块；

43、所述卫星实时控制模块根据所述待调整位姿信息控制所述姿态组件驱动卫星本体以调整卫星本体的位姿。

44、本发明所提供的一种基于软件定义卫星的半实物仿真装置及仿真方法，半实物仿真装置包括：卫星本体与设置在所述卫星本体上的能源组件、姿态组件、热控组件、通讯模块、载荷业务组件、卫星实时控制模块与卫星主控制模块。本发明提供了一种半实物仿真装置，以卫星实时控制模块控制卫星组件工作，并采用卫星主控制模块进行数据处理，以及结合能源组件、姿态组件、热控组件、通讯模块在地面进行仿真模拟，能够实现对卫星的仿真控制，相对于现有的先验收样再正样的开发方式，可以节约人力物力，更加适用于地面的仿真和调试，便于用户理解和控制卫星的各种行为。

技术特征：

1.一种基于软件定义卫星的半实物仿真装置，其特征在于，包括：卫星本体与设置在所述卫星本体上的能源组件、姿态组件、热控组件、通讯模块、载荷业务组件、卫星实时控制模块与卫星主控制模块；其中，

2.根据权利要求1所述的基于软件定义卫星的半实物仿真装置，其特征在于，所述姿态组件包括：动量轮、磁力矩器、太阳敏感器、gnss与陀螺仪；

3.根据权利要求2所述的基于软件定义卫星的半实物仿真装置，其特征在于，所述姿态组件还包括雾化推进装置，所述雾化推进装置设置在所述卫星本体的底部并与所述卫星实时控制模块连接，所述雾化推进装置用于驱动卫星本体变轨。

4.根据权利要求1所述的基于软件定义卫星的半实物仿真装置，其特征在于，所述姿态组件还包括：指示罗盘；所述指示罗盘设置在所述卫星本体的顶部，所述指示罗盘用于显示卫星的磁场作用力变化。

5.根据权利要求1所述的基于软件定义卫星的半实物仿真装置，其特征在于，所述载荷业务组件包括：广角相机、微距相机、高清定焦相机与地面监测相机；

6.根据权利要求1所述的基于软件定义卫星的半实物仿真装置，其特征在于，所述热控组件包括：温度传感器、加热片与导热管；其中，

7.根据权利要求1所述的基于软件定义卫星的半实物仿真装置，其特征在于，所述能源组件包括：太阳能板、电池插座与直流电插座；其中，

8.根据权利要求1所述的基于软件定义卫星的半实物仿真装置，其特征在于，还包括：触控屏、第一usb调试接口、type－c接口、第二usb调试接口、jtag接口、调试插座、运行指示灯、告警指示灯、绿色指示灯、红色指示灯与三色指示灯；其中，

9.根据权利要求1所述的基于软件定义卫星的半实物仿真装置，其特征在于，半实物仿真装置还包括：

10.一种基于权利要求1－9任一项所述的基于软件定义卫星的半实物仿真装置的仿真方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种基于软件定义卫星的半实物仿真装置及仿真方法，半实物仿真装置包括：卫星本体与设置在所述卫星本体上的能源组件、姿态组件、热控组件、通讯模块、载荷业务组件、卫星实时控制模块与卫星主控制模块。本发明提供了一种半实物仿真装置，以卫星实时控制模块控制卫星组件工作，并采用卫星主控制模块进行数据处理，以及结合能源组件、姿态组件、热控组件、通讯模块在地面进行仿真模拟，能够实现对卫星的仿真控制，相对于现有的先验收样再正样的开发方式，可以节约人力物力，更加适用于地面的仿真和调试，便于用户理解和控制卫星的各种行为。

技术研发人员：申世安
受保护的技术使用者：深圳滕星科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5