航天器天基测控技术仿真研究new

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1、第25卷第6期飞行器测控学报V01．25N0．62006年12月JournalofSpacecraftTT&CTechnologyDee．2006航天器天基测控技术仿真研究杨天社。席政李济生黄永宣(1．西安交通大学·陕西西安·710049；2．北京航空航天大学·北京·100083；3．西安卫星测控中心·陕西西安·710043)摘要天基测控技术是航天测控系统的发展方向，是弥补地基(陆基+海基)测控系统缺陷、缓解地基测控资源紧张的有效办法。本文提出了基于“北斗一号”系统的航天器天基测控技术仿真方法，设计并建立了相应的仿真系统。基于建立的仿真系统、按照设计

2、的仿真方法对航天器天基测控技术进行了全面仿真。仿真结果表明，基于“北斗一号”系统的天基测控技术可行，性能指标可以满足中低轨道航天器实际测控需要。关键词航天器；天基测控；仿真中图分类号：V556；TP391．9文献标识码：ASimulationofSpace-BasedTT&CTechnologyforSpacecraftYANGTian—sheXIZheng2LIJi—shengHUANGYong—xuan(1．xi’anJiaotongUniversity，Xi’an，ShaanxiProvince710049；2．BeijingUniversit

3、yofAeronauticsandAstronautics，Beijing100083；3．Xi’anSatelliteControlCenter，Xi’an。ShaanxiProvince710043)AbstractSpace—basedTr&ctechnologyisconsideredasanefectivewaytosolvetheproblemofresourceshortageofground·basedqq'&Csystemforspacecraft．Inthispaper，asimulationmethodofspace—based

4、Tr&ctechnologybasedontheBD一1systemispro~sod，andarelativesimulationsystemisdesignedandestablished．Basedonthesimulationsys‘tem，timspace—basedTr&ctechnologyissimulatedaccordingtotheproposodmethod．TheresultsofsimulationshowthattimtechnologyisfeasibleandtheTr&crequirementsofsatellit

5、esinLEOorMEOCanbemetbyusingthetechnolo-gy·KeywordsSpacecraft；Space—basedTr&c；Simulation0引言地基测控网(陆基+海基)存在轨道覆盖率低、维持费用高、多星测控能力弱等缺陷。应用天基测控技术，是满足未来航天器测控需求、解决地基测控网缺陷的有效途径。世界各主要航天大国和组织都十分重视天基测控技术的发展，美国和欧空局已经开始研制第2代中继卫星系统。我国尚未建立自己的中继卫星系统，航天器测控主要依赖地基测控网完成。随着在轨运行卫星数量和种类的迅速增加，地基测控网承担的任务日益

6、繁重、测控资源越来越紧张，同样存在着发展天基测控的迫切需要。我国已建立了具有短信息通信功能的“北斗一号”系统，可以利用此功能实现对中低轨道航天器的天基测控功能。本文研究基于“北斗一号”系统的天基测控技术仿真方法，目的是对该技术进行全面仿真，以验证其可行性。1仿真方法、一项新技术在应用到实际工程之前，必须进行充分的仿真验证。系统仿真指根据实际系统特征建立系统仿真模型，运行建立的模型，对模型的输人和输出进行分析，然后依据实际系统原理、运行状态和演化规律对系统仿真结果进行综合评估和预测引。系统仿真方式分为物理仿真、半物理仿真和计算机仿真3种。航天技术在应用

7、到实际航天器工程前，必须在地面进行充分的仿真验证引。根据基于“北斗一号”系+收稿日期：2006—06—15：修回日期：2006—08—25第一作者简介：杨天社(1964一)，男，博士，高级工程师，主要从事航天器系统工程研究。2飞行器测控学报第25卷统的天基测控技术特点，对其采用物理仿真方式。仿真系统由“北斗一号”系统、航天器天基测控中心系统和在轨航天器模拟系统(用户星)3部分组成。仿真时“北斗一号”系统、用户星系统都是真实系统，天基测控中心系统根据航天器天基测控实际需要开发，技术状态与实际天基测控一致。仿真系统要完成航天器实际天基测控模式的遥控、遥测

8、过程，授时过程和测定轨过程的仿真。系统仿真原理如图1所示。“北斗一号”系统(“北斗一号”卫星和“北斗”地面应