基于hla的小卫星编队飞行分布式仿真

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1、第27卷第5期计算机仿真2010年5月文章编号：1006—9348(2010)05—0066—05基于HLA的小卫星编队飞行分布式仿真刘碌，郑建华，张皓(1．中国科学院研究生院，北京100190；2．中国科学院空间科学与应用研究中心，北京100190)摘要：小卫星编队飞行技术的应用需要突破构形保持、姿态协同等复杂的关键技术难题。在一定逼近度下建立地面仿真环境，既可用于测试与验证复杂关键技术解决方案的有效性和可行性，又大大降低了系统研制代价和新技术应用的风险性。根据HLA(高层体系结构)分布式仿真技术，设计实现了小卫星编队飞行分布式仿真平台。仿真平台包含小卫星编队构形维持控制、重构控制和

2、小卫星姿态指向一致控制等模块，具有对仿真结果的统计分析能力。同时以成像高度计三星编队为例，利用仿真平台进行了数字仿真，验证了该平台的可行性以及小卫星编队飞行构形维持和姿态指向一致控制模块的有效性。关键词：小卫星编队；高层体系结构；分布式仿真中图分类号：V411．8文献标识码：BHLADistributedSimulationforSmallSatelliteFormationFlyingLIUJing，ZHENGJian—hua，ZHANGHao(1．GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Bejing100190，China；2．Ce

3、nterforSpaceScienceandAppliedResearchCAS，Beijing100190，China)ABSTRACT：Manycomplextechnicalproblemssuchasformationkeepingandattitudecoordinationneedtobesolvedinapplicationofsmallsatelliteformationflyingtechnology．Ifsimulationenvironmentisdevelopedunderacertainde—greeofapproximation，notonlythevali

4、dityandfeasibilityofthesolutionstokeytechnologiescanbetestedandveri—fled，butalsothecostofsystemdevelopmentandtheriskofnewtechnologyapplicationcanbereduced．BasedonthesimulationtechnologyofHLA(HighLevelArchitecture)，adistributedsimulationplatformforsmallsatelliteforma—tionflyingisdesignedandimplem

5、ented．Thisplatformwhichincludescontrolmodulesofformationkeeping，forma-tionreconfigurationandattitudecordination，hasthecapabilityofstatisticanalysisofsimulationresults．Asimula-tionexampleofthreesatellitesformationforaltitudeimagingisgiven，andthesimulationresultverifiesthefeasibilityoftheplatform，

6、aswellasthevalidityofmodulesofformationkeepingandcoordinatedattitudecontro1．KEYWORDS：Satelliteformation：HLA；Distributedsimulation1引言近度下建立的地面仿真环境，既可用于测试与验证复杂关键小卫星编队飞行技术作为小卫星应用的一个重要方面技术解决方案的有效性和可行性，又大大降低了系统研制代被普遍认为是小卫星未来应用模式的必然趋势⋯。多颗小价和新技术应用的风险性。卫星之间保持某种相对运动状态编队飞行，协调工作，能使在小卫星编队仿真方面，最具代表性的是美国空军研究系统

7、功能与一颗大卫星的功能相媲美。与单颗星相比，编队实验室建立的仿真环境，以Techsat一21为背景，仿真八颗以飞行小卫星构成的“虚拟”平台具有低成本、低风险、高性能、下卫星编队飞行。在此方面，国内也进行过一些研高机动性等优点，因此在空间任务中越来越受到人们的重究“J。如此大规模复杂系统的仿真需要使用分布式仿真视，将在国防安全与信息对抗中发挥重大作用。技术。编队飞行技术的应用需要突破许多复杂的关键技术难分布式仿真的高层体系结构HLA促进了仿真部件