星间链路天线相对姿态的地面模拟

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1、2010年12月宇航计测技术Dec．，2010第30卷第6期JournalofAstronauti(·Me／rologyandMeasurementV01．30，No．6文章编号：1000—7202(2010)06—0039—06中图分类号：V443文献标识码：A星间链路天线相对姿态的地面模拟瞿智王跃科陈建云(国防科学技术大学，机电工程与自动化学院，长沙410073)摘要星间链路天线的相对姿态模拟为星间链路的测试验证提供近真实的动态姿态环境，是星间链路系统地面测试的莺要组成部分。建立多个坐标系统将两颗卫星天线的位置和姿态联系起来，利用卫星星历将天线的相对姿态表示为一颗卫星天线在另

2、一颗卫星天线坐标系中的方向向量，利用两个二轴转台实现此方向向量，最终通过控制转台的转角模拟卫星天线的相对姿态变化。同时计算天线波束的方向，分析了两颗卫星的可见性。天线相对姿态的模拟为星间链路的建立和保持提供动态测试环境。关键词地面模拟星间链路卫星天线相对姿态GroundSimulationofRelativeAttitudeofSatelliteAntennasQuZhiWANGYue·-keCHENJian··yun(SchoolofMeehatronicalEngineering&Automation，NationalUniversityofDefenseTechnology

3、，Changsha410073)AbstractThesimulationoftherelativeattitudeofsatelliteantennasprovidesapproximatelyrealdynamicenvironmentforthetestandvalidationoftheinter．satellitecrosslink．whichisanimportantcom．ponentofthegroundtestofcrosslink．Inordertolinkupthepositionandattitudeoftwosatelliteanten-has，seve

4、ralcoordinatesarebuiltup．Whilethesatelliteepochsareprovided，therelativeattitudeex-pressedasadirectionvectorofanantennainthecoordinateoftheotherantenna．iSrealizedbytwotwo．axisturntables．andthemovementoftheantennasiSsimulatedbythecontroloftheturntables．MeaR．while。thedirectionsoftheantennasbeams

5、arecalculated，andthevisibilityoftwosatellitesiSanalyzed．Thesimulationoftherelativeattitudeofcrosslinkprovidesadynamictestenvironmentforthebuildingandsustainingofthecrosslink．KeywordsGroundsimulationInter．satellitecrosslinkSatelliteantennaRelativeattitude1引言随着空间信息系统应用的不断深入，星间链路在卫星星座测控通信中日益显示出不

6、可替代的作用。由于方向性链路选择高频段信号传输及测量，收稿日期：2010—08—20作者简介：瞿智(1986一)．硕士研究生．主要研究方向：空问仪器工程。波束较窄、天线增益较高，能够有效地削弱来自地面的干扰，并具有一定的通信余量，而且可以大幅降低发射功率，简化星载发射机设计的难度。因此星间链路采用基于相控阵的方向性链路成为一种趋势。然而星座的多功能化、大型化发展与空间环境的特殊·40·宇航计测技术2010年性以及卫星技术的高风险、高成本、高准确度和高复杂性等特点，使得星间链路测试验证系统的搭建成为星问链路实现的必然过程。为充分测试评估星间链路系统的设计，必须比较真实的模拟卫星实际

7、运行状态以便测试星间链路建立和保持过程中的功能和性能，而两颗卫星天线的相对姿态模拟成为其中重要一环。目前在卫星姿态控制系统的半实物仿真⋯以及飞行模拟器”1中，使用了较多自由度和较高准确度的运动平台，然而这必然增加系统设计和计算的复杂度，并且高准确度的转台的运动范围相对较小，这将不能实现卫星大动态范围的姿态模拟。本文结合星间链路的特点，提出一种基于两个二轴转台直接模拟两颗卫星天线相对姿态的变化，通过天线波束的动态控制实现波束对准，为星间测控通信链路的半实物仿真测试提供动态测试平台。