北斗全球系统自主导航地面模拟测试系统设计与实现

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1、第26卷第3期航天器工程V01．26No．32017年6月SPACECRAFTENGINEERING105北斗全球系统自主导航地面模拟测试系统设计与实现贾卫松(北京空间王海红燕洪成曾连连飞行器总体设计部，北京100094)摘要针对北斗高精度自主导航性能指标的测试验证，设计了支持北斗全球系统星座的自主导航地面模拟测试系统。利用标准航天器链路通信终端接入星载自主导航计算机，实现以远程仿真测试服务器为核心的模拟测试系统架构，从通信机制、时间同步策略、结果评估方法等方面阐述系统设计原理。工程实践结果表明：文章设计的自主导航地面模拟测试系统，支持在模拟建链场景及误差源的条件下对卫

2、星自主导航进行“跑合”验证，可应用于北斗全球组网卫星设计、测试及在轨运行阶段。其设计方法对其它卫星自主智能任务的测试系统构建亦具有借鉴意义。关键词北斗全球系统；自主导航；地面模拟测试系统中图分类号：V474．25：V524文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2017．03．016DesignofGroundSimulationandTestSystemofBeidouAutonomousNavigation儿AWeisongWANGHaihongYANHongchengZENGLianlian(BeijingInstituteofSp

3、acecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：AccordingtotheverificationofBeidouhighprecisionautonomousnavigationperform—ance，thegroundsimulationandtestsystemofBeidousatelliteconstellationisdesigned．Usingthestandardspacecraftlinkprotocolterminaltoaccesstheon—boardautonomousnavig

4、ationcoin—puter，thearchitecturebasedonthesimulationserverisbuilt．Thispaperexpoundsthesystemdesignprinciplefromcommunicationmechanism，timesynchronizationstrategy，resultevaluationmethod．Theengineeringpracticeshowsthatthesystemintroducedinthispapersupportstherunning—verificationofsatellitea

5、utonomousnavigationundertheconditionsofsimulatedlinksceneanderrorsource，andcanbeusedinthestageofdesign，testandin—orbitoperation．Thedesignmethodcanbeusedasreferencefortheconstructionofthetestsystemofothersatelliteautonomousintelligencetasks．Keywords：Beidousatelliteconstellation；autonomous

6、navigation；groundsimulationandtestsystem1引言高精度自主导航是新一代全球卫星导航系统的发展趋势，可使导航系统在一段时期内完全脱离地面运控系统并继续给用户提供精确导航服务‘1I。1997年后发射的GPSII-R及后续GPS卫星都具有星间链路功能，初步具备自主导航能力。我国北斗全球收稿日期：2017-05—08；修回日期：2017—05—28基金项目：国家重大科技专项工程作者简介：贾卫松，男，工程师，从事航天器综合电子及自主运行设计工作。Email：kingarthurjs@163．coin。航天器工程26卷系统自主导航通过星间双向测

7、距、数据交换以及星载处理器滤波处理，不断修正地面站注入的卫星长期预报星历及时钟参数，并自主生成导航电文和维持星座基本构型”⋯，可支持60天在轨自主运行口]，增强系统的生存能力。由于空间环境的影响，星载计算机处理器运算能力较低，在工程实现中需要持续优化算法设计，实现兼顾输出电文精度和满足卫星硬件资源的目标。自主导航算法的地面验证过程应全面考虑影响导航性能的环境因素和硬件效应。目前国内针对基于星间测量的自主导航技术局限于通过软件仿真进行研究与评估。南京航空航天大学等针对基于星间测量的星座自主导航进行研究并实现仿真系统H]，但其仅利用局域网通信