一种用于航天器飞控演练的数管模拟器设计

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1、第20卷第2期航天器工程V01．20No．21111堡!旦量呈垒篁兰呈曼垒呈三三些鱼!型曼星曼!些鱼!!一种用于航天器飞控演练的数管模拟器设计郭坚张猛赵蕾(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要飞控模拟器用于航天器飞控任务的演练，对确保飞控任务安全可靠起着关键作用。数管模拟器是飞控模拟器最重要的组成部分之一，用于模拟航天器的遥测、遥控、信息处理和传输等功能。文章介绍了一种航天器数管模拟器设计方案，它由通用工控机、通用和专用板卡、数管仿真软件凡部分组成，具有真实性高、通用性高、灵活性高的特点，已在嫦娥一号和嫦娥二号卫星飞控模拟器中得到应用，对圆满完成飞控任务起到了有力

2、的支持作用。关键词航天器；飞行控制；数据管理；模拟器中图分类号：V557文献标志码：A文章编号：1673—874812011)02—0035—06DesignofaKindofOBDHSimulatorUsedinSpacecraftFlightControlDrillingGUOJianZHANGMengZHAOLei(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：Flightcontrolsimulatorisusedinspacecraftflightcontrold

3、rilling，whichactsonthereliabilityandsecurityofflightcontr01．OBDHsimulatorisoneofthemostimportantcompo—nentsoftheflightcontrolsimulator。whichsimulatestelemetry，telecommand，andcommunica—tionfunctionsofaspacecraft．ThispaperdescribesasetofdesignofakindofOBDHsimulator,whichconsistsofuniversaleng

4、ineeringcomputer，universalandspecialcircuitboards，OBDHemulatorsoftware．ThisdesignbringstheOBDHsimulatorwithhighcomparability，highuniversalityandhighagility．AndithasbeenappliedtoCE-1andCE-2satellites，whichsupport—ingtheflightcontroleffectively．Keywords：spacecraft；flightcontrol；OBDH；simulator

5、1引言为了确保飞行控制(以下简称飞控)任务的安全可靠，对许多航天器都研制了飞控模拟器，用于航天器在轨飞控任务的演练，包括对飞控策略进行验证、对飞控地面监控软件进行测试、对参加飞控试验人员进行训练等。数管模拟器是飞控模拟器的重要组成部分，用于模拟航天器的遥测、遥控、信息处理和传输等功能。本文介绍了一种数管模拟器设计[I]方案，与以往的数管模拟器相比，主要在三个方面进行了创新和完善设计：一是实现了遥测遥控副载波的模拟，而不再是数字信号的模拟；二是实现了任意时刻启动和加速运行的功能；三是使所有遥测参数动态响应，且变化规律可设置。总的来说，在逼真度(2]、灵活性[3

6、、通用性[4]等

7、方面均有所加强。收稿日期：2010—09—29：修回日期：2011—02—1l作者简介：郭坚(1977一)，男，硕士，高级工程师，从事航天器教据管理等研究工作。36航天器工程20卷2系统组成和功能如图1所示，该方案的数管模拟器包括硬件和软件两部分‘引。其中，硬件由标准商用工控机和时统卡、遥测编码及调制卡、遥控解调卡等3块专用板卡组成，并采用以太网模拟星载数据总线，具有一定的通用性；软件由Windows操作系统和数管仿真软件组成，数管仿真软件采用VisualC++进行开发，采用多线程⋯和模块化、构件化设计思想，以提高复用性r7。。飞控模拟器以太网图1数管模拟器组成及接口示意图F

8、ig．1CompostionandinterfacesofOBDHsimulator数管模拟器需实现的功能主要有：1)通过网络接收姿轨控模拟器的数字量遥测参数，模拟生成其他遥测参数，分别通过网络输出和进行调制后以副载波形式输出；2)可在线设置，并根据运行情况动态改变遥测参数；3)接收遥控副载波信号并进行解调，或通过网络接收遥控指令，进行处理和执行；4)模拟产生和维护星上时间；5)支持火箭起飞时的任务时(TO)和星箭分离时的任务时(Tf)两种方式的任意时刻开始仿真的功能；6)具备加速仿真和跳时功能；7)具