一种遥感卫星GPS时统测试方法

摘要

一种遥感卫星GPS时统测试方法，使姿态轨道控制分系统的时间与地面时统设备时间基准相一致，姿态轨道控制分系统地面测试设备与地面时统设备时间基准相一致，最终实现姿态轨道控制分系统与姿态轨道控制分系统地面测试设备的时间相一致。本发明通过对姿态轨道控制地面测试设备的时统进行处理，可以减小姿态轨道控制地面设备和GPS信号仿真器启动延时误差，消除姿态轨道控制地面设备产生的星地之间的累计误差，达到星地之间的精密同步，从而提高了卫星姿态轨道控制分系统的时间和定轨精度。

权利要求

1.一种遥感卫星GPS时统测试方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)姿态轨道控制分系统地面测试设备启动，驱动星上姿态轨道控制分系统开始工作，遥感卫星处于起飞状态；

(2)GPS信号仿真器准备就绪，地面控制台发送遥控指令对遥感卫星的数据管理分系统进行集中校时，使遥感卫星数据管理分系统的时间修正到星箭分离时刻T0，在T0时刻，姿态轨道控制分系统地面测试设备对外发出星箭分离信号，卫星姿态轨道控制分系统接收到星箭分离信号后执行遥感卫星在轨飞行程序，同时地面时统设备将接收到的星箭分离信号作为触发信号Trigger发送给GPS信号仿真器；

(3)T0时刻，GPS信号仿真器接收到触发信号Trigger后向遥感卫星的GPS接收机输出射频信号，GPS接收机捕获到射频信号后进行定位锁定，并向遥感卫星数据管理分系统发送时间数据，数据管理分系统接收到时间数据并判定有效后向姿态轨道控制分系统发送当前卫星星时，使姿态轨道控制分系统的时间与地面时统设备时间基准相一致；

(4)地面时统设备以星箭分离时刻为时间原点，以固定时间间隔向姿态轨道控制分系统地面测试设备发送当前GPS仿真器输出的时间数据，使姿态轨道控制分系统地面测试设备与地面时统设备时间基准相一致，最终实现姿态轨道控制分系统与姿态轨道控制分系统地面测试设备的时间相一致。

说明书

一种遥感卫星GPS时统测试方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种遥感卫星GPS时统测试方法，属于卫星综合测试领域。

背景技术

[0002] 遥感卫星使用星载GPS接收机为AOCS(Attitude and Orbit Control Subsystem姿态轨道控制分系统)提供精密授时和定轨服务。地面综合测试时，利用地面GPS信号仿真器输出GPS信号，模拟卫星真实在轨飞行时接收到的GPS信号，AOCS地面测试设备为卫星飞行提供测试激励信号，验证AOCS星地模拟在轨飞行程序设计的合理性和可行性。星箭分离信号是卫星AOCS飞行程序的触发信号，在以往的测试中是AOCS地面测试设备产生星箭分离信号为卫星提供触发激励信号，这个信号并不对外输出，GPS信号仿真器在星箭分离时刻通过人工点击启动开关，存在人为操作误差，且AOCS地面测试设备计算机时钟不稳定，在卫星连续飞行20天时，星地时累计误差最大可达15s-20s，导致卫星AOCS分系统定轨精度下降。

发明内容

[0003] 本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种遥感卫星GPS时统测试方法，提高了卫星姿态轨道控制分系统的时间和定轨精度。

[0004] 本发明的技术解决方案是：一种遥感卫星GPS时统测试方法，包括以下步骤：

[0005] (1)姿态轨道控制分系统地面测试设备启动，驱动星上姿态轨道控制分系统开始工作，遥感卫星处于起飞状态；

[0006] (2)GPS信号仿真器准备就绪，地面控制台发送遥控指令对遥感卫星的数据管理分系统进行集中校时，使遥感卫星数据管理分系统的时间修正到星箭分离时刻T0，在T0时刻，姿态轨道控制分系统地面测试设备对外发出星箭分离信号，卫星姿态轨道控制分系统接收到星箭分离信号后执行遥感卫星在轨飞行程序，同时地面时统设备将接收到的星箭分离信号作为触发信号Trigger发送给GPS信号仿真器；

[0007] (3)T0时刻，GPS信号仿真器接收到触发信号Trigger后向遥感卫星的GPS接收机输出射频信号，GPS接收机捕获到射频信号后进行定位锁定，并向遥感卫星数据管理分系统发送时间数据，数据管理分系统接收到时间数据并判定有效后向姿态轨道控制分系统发送当前卫星星时，使姿态轨道控制分系统的时间与地面时统设备时间基准相一致；

[0008] (4)地面时统设备以星箭分离时刻为时间原点，以固定时间间隔向姿态轨道控制分系统地面测试设备发送当前GPS仿真器输出的时间数据，使姿态轨道控制分系统地面测试设备与地面时统设备时间基准相一致，最终实现姿态轨道控制分系统与姿态轨道控制分系统地面测试设备的时间相一致。

[0009] 本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过对姿态轨道控制地面测试设备的时统进行处理，可以减小姿态轨道控制地面设备和GPS信号仿真器启动延时误差，消除姿态轨道控制地面设备产生的星地之间的累计误差，达到星地之间的精密同步，从而提高了卫星姿态轨道控制分系统的时间和定轨精度。

附图说明

[0010] 图1为本发明的测试系统组成框图；

[0011] 图2为本发明地面时统设备的组成原理框图。

具体实施方式

[0012] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明：

[0013] 如图1所示，遥感卫星GPS时统测试系统包括姿态轨道控制分系统地面测试设备、地面时统设备和GPS信号仿真器。GPS信号仿真器用于产生时间数据和射频信号，姿态轨道控制分系统地面测试设备用于对星上姿态轨道控制分系统进行驱动，并产生星箭分离信号。本发明的工作过程是：

[0014] (1)姿态轨道控制分系统地面测试设备启动，驱动星上姿态轨道控制分系统开始工作，遥感卫星处于起飞状态；

[0015] (2)GPS信号仿真器准备就绪，地面控制台发送遥控指令对遥感卫星的数据管理分系统进行集中校时，使遥感卫星数据管理分系统的时间修正到星箭分离时刻T0，在T0时刻，姿态轨道控制分系统地面测试设备对外发出星箭分离信号，卫星姿态轨道控制分系统接收到星箭分离信号后执行遥感卫星在轨飞行程序，同时地面时统设备将接收到的星箭分离信号作为触发信号Trigger发送给GPS信号仿真器；

[0016] (3)T0时刻，GPS信号仿真器接收到触发信号Trigger后向遥感卫星的GPS接收机输出射频信号，GPS接收机捕获到射频信号后进行定位锁定，并向遥感卫星数据管理分系统发送时间数据，数据管理分系统接收到时间数据并判定有效后向姿态轨道控制分系统发送当前卫星星时，使姿态轨道控制分系统的时间与地面时统设备时间基准相一致；

[0017] (4)地面时统设备以星箭分离时刻为时间原点，以固定时间间隔(通常为2分钟)向姿态轨道控制分系统地面测试设备发送当前GPS仿真器输出的时间数据，使姿态轨道控制分系统地面测试设备与地面时统设备时间基准相一致，最终实现姿态轨道控制分系统与姿态轨道控制分系统地面测试设备的时间相一致。姿态轨道控制分系统地面测试设备以GPS仿真器输出的时间数据为参考消除地面测试系统的累计时间误差，提高了地面姿态轨道控制分系统闭环测试程序的测试精度。卫星姿态轨道控制分系统在卫星GPS接收机定位锁定后引入GPS轨道数据，完成卫星精密定轨。

[0018] 图2为地面时统设备组成原理图，时统设备包括星箭分离处理模块、仿真器数据接收模块、AOCS通信发送模块。在T0时刻姿态轨道控制分系统地面测试设备对外发送星箭分离信号，星箭分离处理模块接收星箭分离信号并向GPS仿真器输出Trigger信号，启动GPS仿真器向外输出GPS射频信号，仿真器数据接收模块通过串口接收GPS仿真器输出的时间数据，周期为1s，AOCS通信发送模块抽样处理后按2分钟的间隔向姿态轨道控制分系统地面测试设备发送GPS仿真器输出的时间数据。

[0019] 例如：北京时间2009-11-20对某遥感卫星进行综合测试，姿态轨道控制分系统地面测试设备和遥感卫星加电，地面控制台发遥控指令将卫星时间修正为T0时刻94740469s(2011-01-01-0-0-0)，在此时刻地面姿态轨道控制分系统测试设备发出星箭分离信号，地面和卫星姿态轨道控制分系统同时启动飞行程序，时统设备接收星箭分离信号向GPS仿真器发出触发启动Trigger信号开始输出GPS射频信号，卫星GPS接收机捕获锁定后对数据管理分系统校时，数据管理分系统接收到时间数据并判定有效后向姿态轨道控制分系统发送当前卫星星时，使姿态轨道控制分系统的时间与地面时统设备时间基准相一致；地面时统设备以星箭分离时刻为时间原点，以2分钟为时间间隔向姿态轨道控制分系统地面测试设备发送当前GPS仿真器输出的时间数据，使姿态轨道控制分系统地面测试设备与地面时统设备时间基准相一致，最终实现姿态轨道控制分系统与姿态轨道控制分系统地面测试设备的时间相一致。

[0020] 本发明未详细描述内容为本领域技术人员公知技术。