全数字仿真及其在卫星在轨维护中的应用

系统仿真学报 ›› 2016, Vol. 28 ›› Issue (4): 979-990.

全数字仿真及其在卫星在轨维护中的应用

欧阳高翔¹, 李鑫^1,2, 董鑫¹, 孙成明¹, 杨新¹

1.中国科学院光电研究院,北京 100094;
2.中国科学院大学,北京 100049

收稿日期:2014-12-01 修回日期:2015-01-15 出版日期:2016-04-08 发布日期:2020-07-02
作者简介:欧阳高翔(1977-),男,四川,博士,高工,研究方向为卫星总体和姿轨控设计与仿真;李鑫(1990-),男,山西,硕士生,研究方向为复杂航天器姿态控制。
基金资助:
国家自然科学基金(61308101)

All-digital Simulation Technique with Application to On-orbit Spacecraft Maintenance and Servicing

Ouyang Gaoxiang¹, Li Xin^1,2, Dong Xin¹, Sun Chengmin¹, Yang Xin¹

1. Academy of Opto-Electronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100094, China;
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

Received:2014-12-01 Revised:2015-01-15 Online:2016-04-08 Published:2020-07-02

摘要/Abstract

摘要： 针对长寿命高价值卫星在轨维护的实际需求,开展卫星姿轨控分系统在轨故障复现、定位与星载软件升级、补丁快速仿真验证的新方法研究。采用虚拟化技术构造星载控制系统运行所需的全部硬件环境及其外部数据源,可等效模拟整星控制系统的实际硬件功能,进而仿真星上控制系统的空间运行状态。这种全数字化平台具备了多类型故障精确注入、内部状态监控和全数据流干预等特点,可对卫星姿轨控系统在轨维护中的软件升级行为仿真和全覆盖测试验证。该全数字化平台还能应用于卫星在轨运维的星地高保真同步运行,尤其是对卫星运行末期的可靠性增长和有效生命周期延长起到了重要的支撑保障作用。

关键词: 虚拟化, 全数字化平台, 姿轨控, 在轨维护, 同步运行

Abstract: Aiming at the demand for the on-orbit maintenance, a new simulation technique was developed. The simulation contained on-orbit failures reproduction and location, onboard software upgrade and patch. A virtual technology was used to construct all virtual hardware environment, imitate their function and simulate the real satellite control system. This all-digital platform implemented precise multi-type faults injection, internal state monitoring and data stream intervention very well. So it could roundly simulate and test the software upgrade of the attitude and orbit control systems. It could also be used in the high-fidelity simulation of satellite-ground synchronous operation and maintenance, especially it is very helpful to improve the reliability of a satellite and prolong its life.

Key words: virtual technology, all-digital platform, attitude and orbit control, on-orbit maintenance, synchronous operation

中图分类号:

欧阳高翔, 李鑫, 董鑫, 孙成明, 杨新. 全数字仿真及其在卫星在轨维护中的应用[J]. 系统仿真学报, 2016, 28(4): 979-990.

Ouyang Gaoxiang, Li Xin, Dong Xin, Sun Chengmin, Yang Xin. All-digital Simulation Technique with Application to On-orbit Spacecraft Maintenance and Servicing[J]. Journal of System Simulation, 2016, 28(4): 979-990.

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