专利名称：一种高精度分体式星敏感器装星的测试系统及测试方法
技术领域：
本发明涉及宇航飞行器综合测试技术，特别涉及一种无专用测试口的高精度分体式星敏感器装星的测试系统及测试方法。
背景技术：
星敏感器作为一种通用的姿态测量部件，目前在大部分卫星姿态控制系统上都有配备，它具有测量精度高、无转动部件、可靠性高、寿命长的特点。按结构特点，星敏感器可以分为一体式结构和分体式结构，一体式结构的光学部分CCD镜头与处理器是一个整体结构，分体式结构的CCD镜头和处理器是分开的，可以分别布置于星体上的不同安装位置；无论一体式结构还是分体式结构，绝大部分星敏感器在处理器上都有专门的测试口，在进行整星条件下的姿态控制系统闭环性能指标测试时，一般将星敏感器测试口信号通过星上电缆引到卫星脱落插头，通过脱落插头与地面设备相连，由地面设备产生测试所需的电信号源模拟数据，作为卫星上星敏感器工作时的电激励信号输入，这样可以在保持星上电缆连接状态不动的情况下完成对星敏感器电性能的检测。随着航天科学技术的发展，为了满足我国某遥感卫星的高精度姿态控制要求，卫星姿态和轨道控制分系统配置了高精度分体式星敏感器作为测量部件，由于该型高精度分体式星敏感器无专用的测试口，上述装星测试方法则不适用，无法完成对星敏感器电性能和光功能的检测。另一方面，在卫星发射前，必须对星敏感器电性能指标和光学功能进行测试和评价，进而影响到对姿态控制分系统闭环性能指标的评价，这对卫星能否正常发射至关重要。 目前没有发现关于解决此问题的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种高精度分体式星敏感器测试方法，适用于无专用测试口的星敏感器，对其电性能和光学功能进行测试，同时保证测试时星上产品的安全性。为了实现上述目的，本发明的技术方案如下—种高精度分体式星敏感器装星测试系统，包括星图电信号模拟器接口箱，星图电信号模拟器PC机，连接电缆和静态多星模拟器。所述高精度分体式星敏感器由星敏感器头部和处理器组成，所述星敏感处理器安装在载荷舱内，星敏感器头部安装在舱外。所述星图电信号模拟器接口箱通过电缆连接星图电信号模拟器PC机，所述星敏感器头部的电缆插头分别连接信号传输电缆与供电传输电缆，所述星敏感器头部通过信号传输电缆与供电传输电缆连接星敏感器处理器，所述静态多星模拟器安装在所述舱外的星敏感器头部上。进一步，所述信号传输电缆连接信号传输数据接口采用LVDS接口 ；
所述星敏感器处理器在连接供电、信号传输电缆相对一侧的接口分别通过电缆连接配电线路盒与卫星上的控制计算机。所述星图电信号模拟器PC机通过网线连接姿轨控测试设备。所述静态多星模拟器通过弹簧式卡爪连接在星敏感器头部的遮光罩外沿上，静态多星模拟器配置有干电池舱，使用干电池作为电源，静态多星模拟器与与星敏感器头部接触面经过绝缘处理，保证对星上产品无安全性危害。本发明还涉及星敏感器装星测试方法，对星敏感器电性能指标和光学功能进行测
试ο(1)对星敏感器进行电性能测试时，使用所述星图电信号模拟器接口箱，星图电信号模拟器PC机与连接电缆，将连接星敏感器头部的信号传输电缆与供电传输电缆的插头断开，并将所述信号传输电缆连接到星图电信号模拟器接口箱的插座上，使用星图电信号模拟器产生的恒星星图电信号作为星敏感器处理器的电激励输入，完成整星下星敏感器接入姿控系统的电性能指标测试，也就是闭环性能指标测试。(2)对星敏感器进行光学功能测试时，将信号传输电缆从星图电信号模拟器接口箱的插座上拔出，恢复连接星敏感器头部与星敏感器处理器的信号传输电缆与供电传输电缆；并将用于星敏感器光学性能检测的静态多星模拟器安装在星敏感器头部上，以完成星敏感器头部光学功能的检测。按照上述测试方法可以完整地检测出整个星敏感器的电性能和光学功能指标测试，为卫星发射前姿态控制系统是否正常工作作出正确评价并提供可信的测试数据。本发明的有益效果是，解决了该无专用测试口的星敏感器装星后测试问题，取得了不改变星上产品安装状态，仅通过有限次的电缆插头的插拔操作即可完成对该星敏感器电性能和光学功能的检测，满足了该型星敏感器在测试厂房、发射前的电性能和光学性能检测完整性的有益效果，提高了测试的快捷性和有效性，缩短了测试周期，具有操作简便， 测试覆盖性完整，简单可靠、安全性高的特点。
图1为本发明的星敏感器的安装示意图。图2为本发明的测试系统组成框图。图中，1、星敏感器头部，2、星敏感器处理器，21、接口，22、接口，3、静态多星模拟器，4、信号传输电缆，5、供电传输电缆，6、星图电信号模拟器接口箱，61、插座，7、星图电信号模拟器PC机，71、接口，8连接电缆，9、弹簧式卡爪，10、干电池舱，11、星体。
具体实施例方式为了使本发明的创作特征、技术手段与达成目的易于明白理解，以下结合具体实施例进一步阐述本发明。实施例参看图1，星敏感器头部1安装在星体11舱外，为电缆插拔操作、静态多星模拟器 3的安装创造了条件，根据这一布局特点，制定了本发明的测试方案。图1同时标出了静态多星模拟器3在星敏感器头部1的安装效果示意图，静态多星模拟器3通过三个弹簧式卡爪9连接在星敏感器头部1遮光罩外沿上，易于拆卸，操作简静态多星模拟器3配置有干电池舱10，干电池舱10内设有作为电源的干电池，静态多星模拟器3与星敏感器头部1的接触面经过绝缘处理，保证对星上产品无安全性危害。图2为针对无专用测试口的高精度分体式星敏感器的测试系统框图，所述测试系统包括静态多星模拟器3、星图电信号模拟器接口箱6，星图电信号模拟器PC机7，连接电缆8，信号传输电缆4与供电传输电缆5，其中连接电缆8采用1394型号连接电缆。星敏感器头部1分别通过信号传输电缆4及供电传输电缆5与星敏感器处理器2 连接，星图电信号模拟器接口箱6通过连接电缆8与星图电信号模拟器PC机7连接，星图电信号模拟器PC机7的接口 71通过网线连接姿轨控测试设备；星敏感器处理器2的接口 21通过电缆连到星上控制计算机，其接口 22通过电缆连接配电线路盒。在进行星敏感器电性能指标闭环测试时，控制计算机通过配电线路盒中的继电器对星敏感器处理器2进行加电、断电等控制；断开连接星敏感器头部1的信号传输电缆4与供电传输电缆5，并将信号传输电缆4连接到星图电信号模拟器接口箱的插座61上，通过星图电信号模拟器产生的恒星星图电信号作为星敏感器处理器2的电激励输入。在进行星敏感器光学性能指标测试时，恢复连接星敏感器头部1与星敏感器处理器2的信号传输电缆4与供电传输电缆5，并在星敏感器头部1上安装静态多星模拟器3， 用以完成光学性能检测。地面动力学产生的卫星姿态模拟数据通过局域网网线发送至星图电信号模拟器 PC机7，星图电信号模拟器PC机7通过传输线将产生的姿态模拟数据发送给星敏感器处理器2，控制计算机采集星敏感器处理器2产生的姿态测量数据，并进行姿态控制，将控制指令发送给执行机构，地面设备采集执行机构作用效果并发送给动力学，整个系统构成一个闭环回路，成为一个实时的半物理仿真系统，通过上述方法，可以检测姿态控制系统闭环性能指标和星敏感器电性能指标是否满足设计要求。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求
1.一种高精度分体式星敏感器装星测试系统，适用于无专用测试口的星敏感器，其特征在于，包括星图电信号模拟器接口箱，星图电信号模拟器PC机，连接电缆和静态多星模拟器，所述星图电信号模拟器接口箱通过连接电缆与星图电信号模拟器PC机连接，所述静态多星模拟器安装在星敏感器头部。
2.根据权利要求1所述的一种高精度分体式星敏感器装星测试系统，其特征在于，所述分体式星敏感器的头部安装在星体舱外，星敏感器处理器安装在星体载荷舱内，两者通过穿舱的信号传输电缆和供电传输电缆连接。
3.根据权利要求2所述的一种高精度分体式星敏感器装星测试系统，所述星敏感器头部上用于连接信号传输电缆的信号数据传输接口采用LVDS接口。
4.根据权利要求2所述的一种高精度分体式星敏感器装星测试系统，其特征在于，所述星敏感器处理器通过电缆连接星上控制计算机。
5.根据权利要求1所述的一种高精度分体式星敏感器装星测试系统，其特征在于，所述星图电信号模拟器PC机通过网线连接姿轨控测试设备。
6.基于权利要求1的一种高精度分体式星敏感器装星测试方法，其特征在于，它包括以下步骤(1)使用上述测试系统对星敏感器进行电性能测试拔下连接在所述星敏感器头部的信号传输电缆与供电传输电缆，并将信号传输电缆连接到星图电信号模拟器接口箱的插座上，使之与星敏感器处理器连接，通过星图电信号模拟器产生的恒星星图电信号作为所述星敏感器处理器的电激励输入，完成整星下星敏感器接入姿控系统的电性能指标测试；(2)完成电性能测试后，进入光学功能检测时，拔掉所述星图电信号模拟器接口箱插座上的信号传输电缆，恢复连接星敏感器头部与星敏感器处理器之间的信号传输电缆与供电传输电缆，并将静态多星模拟器安装在所述星敏感器头部上，用以完成星敏感器光学性能的检测。
全文摘要
本发明公开了一种适用于无专用测试口的高精度分体式星敏感器测试方法，它是通过一套测试系统实现的，所述测试系统包括星图电信号模拟器接口箱，星图电信号模拟器PC机，连接电缆和静态多星模拟器，首先将信号传输电缆与星图电信号模拟器接口箱的插座相连，星图电信号模拟器接口箱通过电缆连接星图电信号模拟器PC机，完成星敏感器接入姿控系统的电性能测试；从插座上拔出信号传输电缆重新与所述星敏感器头部连接，并在星敏感器头部上安装静态多星模拟器，用以完成星敏感器头部光学性能的检测。本发明仅通过有限次的电缆插头的插拔操作即可完成对该星敏感器电性能和光学功能的检测，方法简单可靠，提高了测试的快捷性与有效性，实用且安全。
文档编号G01C25/00GK102374870SQ20101025496
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月17日 优先权日2010年8月17日
发明者万向成, 孙英梅 申请人:上海卫星工程研究所