本發(fā)明涉及航天器測試，特別涉及一種基于軌跡實時注入的組網航天器導航系統(tǒng)模擬測試裝置及方法。
背景技術：
1、隨著航天器規(guī)模從單一向組網演進，航天器測試方法也需轉變以適應組網特性。一方面，多航天器組網測試任務要求對多星進行同時刻不同軌道輸出，傳統(tǒng)的導航模擬源只需支持單/雙星測試，沒有設計多臺同步的對外接口，無法通過啟用多臺設備支持多星協(xié)同并發(fā)測試；
2、具體而言，在多航天器組網導航系統(tǒng)測試過程中，需要建立gnc（guidancenavigation?control，制導、導航、控制）地面測試設備與多通道導航模擬源之間的通信，傳統(tǒng)gnc控軌工作模式下都是針對單一航天器，gnc前置站與多通道導航動態(tài)模擬源系統(tǒng)仿真控制計算機通過tcp/ip協(xié)議進行信息傳輸，多通道導航動態(tài)模擬源系統(tǒng)仿真控制計算機作為客戶端，gnc前置站作為服務器；gnc前置站只能同時和1個導航多通道導航動態(tài)模擬源系統(tǒng)仿真控制計算機建立連接，無法滿足多航天器測試需求。
3、另一方面，多星組網測試時，各星的姿態(tài)軌道互異，無法僅通過起始時刻的六根數(shù)來確定高動態(tài)場景。
技術實現(xiàn)思路
1、本公開提供了一種基于軌跡實時注入的組網航天器導航系統(tǒng)模擬測試裝置及方法，使用gnc測試設備、雙網卡計算機、多路同時可控的多通道模擬源作為測試系統(tǒng)，將gnc測試設備和多通道導航模擬源所處的網絡，分別通過一臺雙網卡計算機基于udp組播協(xié)議進行通信，通過雙網卡計算機上的數(shù)據關口軟件進行透明轉發(fā)，實現(xiàn)gnc實時軌跡注入，準確模擬各航天器的飛行軌跡，控軌組網航天器，實現(xiàn)模擬組網飛行測試。
2、本公開提供的基于軌跡實時注入的組網航天器導航系統(tǒng)模擬測試裝置，主要包括：多通道導航動態(tài)模擬源、雙網卡計算機、以及若干gnc測試設備，其中：
3、多通道導航動態(tài)模擬源系統(tǒng)仿真控制計算機與各個gnc測試設備通過雙網卡計算機轉發(fā)數(shù)據建立通信；
4、各gnc測試設備與多通道導航動態(tài)模擬源系統(tǒng)仿真控制計算機通過udp通信協(xié)議進行信息傳輸；
5、所述雙網卡計算機通過數(shù)據關口軟件進行透明轉發(fā)，其配置多收發(fā)器，實現(xiàn)多udp組播地址的轉發(fā)；
6、在測試過程中，gnc測試設備發(fā)送軌跡點位，通過雙網卡計算機組播給多通道導航動態(tài)模擬源系統(tǒng)，由模擬源生成并輸出多路導航信號播發(fā)給組網航天器，實現(xiàn)gnc對組網航天器同時控軌。
7、應用上述裝置的基于軌跡實時注入的組網航天器導航系統(tǒng)模擬測試方法，主要包括以下步驟：
8、s1，建立連接：所述多通道導航動態(tài)模擬源系統(tǒng)仿真控制計算機與各gnc測試設備分別通過組播地址與雙網卡計算機建立連接；
9、s2，初始化：多通道導航動態(tài)模擬源系統(tǒng)仿真控制計算機初始化，初始化過程中接收gnc測試設備發(fā)送的接收軌道起始點位；初始化完畢后自行啟動仿真，接收gnc測試設備實時傳遞的點位數(shù)據；
10、s3，數(shù)據接收：建立連接后，多通道導航動態(tài)模擬源系統(tǒng)仿真控制計算機接收gnc測試設備以設定頻率定向發(fā)送的用戶點位數(shù)據；多通道導航動態(tài)模擬源系統(tǒng)仿真控制計算機再按照同樣頻率，定時向模擬源發(fā)送用戶點位數(shù)據；
11、s4，仿真外推和停止：多通道導航動態(tài)模擬源系統(tǒng)仿真控制計算機判斷gnc不再發(fā)送數(shù)據時，按模擬源仿真信息進行軌道外推，直至接收到停止仿真的指令，停止仿真。
12、進一步的，所述步驟s2中，所述軌道起始點位由gnc測試設備在初始化操作前、以配置文件的方式傳遞給模擬源。
13、進一步的，所述步驟s3中，gnc測試設備以1包/100ms的頻率發(fā)送用戶點位數(shù)據。
14、進一步的，所述步驟s3中，由于信息包發(fā)送周期以及仿真周期不完全同步，多通道導航動態(tài)模擬源系統(tǒng)設置緩存區(qū)，通過緩存區(qū)點位數(shù)據的存取，來確保多通道導航動態(tài)模擬源系統(tǒng)按照既定的頻率進行數(shù)據擬合與仿真計算
15、進一步的，所述步驟s4中，多通道導航動態(tài)模擬源系統(tǒng)仿真控制計算機監(jiān)測到緩存區(qū)點位數(shù)據小于設定數(shù)量時，認為gnc不再發(fā)送數(shù)據。
16、與現(xiàn)有技術相比，本公開的有益效果是：1）傳統(tǒng)測試系統(tǒng)為gnc測試設備與多通道導航動態(tài)模擬源系統(tǒng)仿真控制計算機單點連接，而本公開所述測試系統(tǒng)利用配置多收發(fā)器的雙網卡計算機，能夠實現(xiàn)gnc測試設備與多通道導航動態(tài)模擬源系統(tǒng)多點靈活連接，從而支持多航天器同時進行測試；
17、2）針對組網航天器的測試方法，與傳統(tǒng)方法相比，具備高擴展性和靈活性，能夠處理大量的并發(fā)測試需求，可以根據任務需求動態(tài)擴展測試能力，滿足不同規(guī)模的組網測試需求；
18、3）采用udp組播協(xié)議，相較傳統(tǒng)測試方法采用的tcp/ip協(xié)議，在數(shù)據傳輸時無需進行連接建立和數(shù)據確認，減少了建立和釋放連接的開銷，數(shù)據傳輸延遲低，且無需維護連接狀態(tài)，實時性更強，能夠更快響應測試場景或測試任務變化；
19、4）對網絡資源的消耗較少，能夠在有限的帶寬資源中實現(xiàn)更高的數(shù)據傳輸效率，數(shù)據處理精度更高，能夠為測試任務提供高可靠性的模擬數(shù)據。
1.一種基于軌跡實時注入的組網航天器導航系統(tǒng)模擬測試裝置，其特征在于，包括：多通道導航動態(tài)模擬源、雙網卡計算機、以及若干gnc測試設備，其中：
2.一種應用權利要求1所述裝置的基于軌跡實時注入的組網航天器導航系統(tǒng)模擬測試方法，包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟s2中，所述軌道起始點位由gnc測試設備在初始化操作前、以配置文件的方式傳遞給模擬源。
4.根據權利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述步驟s3中，gnc測試設備以1包/100ms的頻率發(fā)送用戶點位數(shù)據。
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟s3中，由于信息包發(fā)送周期以及仿真周期不完全同步，多通道導航動態(tài)模擬源系統(tǒng)設置緩存區(qū)，通過緩存區(qū)點位數(shù)據的存取，來確保多通道導航動態(tài)模擬源系統(tǒng)按照既定的頻率進行數(shù)據擬合與仿真計算。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟s4中，多通道導航動態(tài)模擬源系統(tǒng)仿真控制計算機監(jiān)測到緩存區(qū)點位數(shù)據小于設定數(shù)量時，認為gnc不再發(fā)送數(shù)據。