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原文传递一种用于航天器轨道动态测试的干扰场景模拟系统

专利名称：	一种用于航天器轨道动态测试的干扰场景模拟系统
摘要：	本发明提供一种用于航天器轨道动态测试的干扰场景模拟系统，位置条件计算单元按照被测航天器和通信目标的真实运动轨道信息、被测航天器和干扰源之间的真实运动轨道信息，模拟航天器与通信目标之间的相对运动、航天器与干扰源之间的相对运动，形成模拟的位置条件组；然后轨道动态模拟单元采用位置条件组模拟干扰信号与基带信号，同时传输信道模拟单元采用位置条件组模拟由于航天器与通信目标、干扰源之间的位置变化引入的信号功率动态变化过程，使得被测航天器与其在轨实际工作条件一致，有效减小了现有模拟条件与被测航天器在轨运动过程中的误差，使被测航天器工作于更真实的干扰场景中，提高了抗干扰测试的准确性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京空间飞行器总体设计部
发明人：	尹卿;于澎;闫金栋;白力舸;胡帆;方凯
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-11T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910500387.X
公开号：	CN110356595A
代理机构：	北京理工大学专利中心
代理人：	李微微;刘西云
分类号：	B64G7/00(2006.01);B;B64;B64G;B64G7
申请人地址：	100094 北京市海淀区友谊路104号
主权项：	1.一种用于航天器轨道动态测试的干扰场景模拟系统，其特征在于，包括干扰信号源、基带信息模拟单元、位置条件获取单元、轨道动态模拟单元、传输信道模拟单元、第一变频器、第二变频器以及合路器；所述干扰信号源与基带信息模拟单元分别作为干扰源和通信目标，且分别用于生成干扰信号与基带信号；所述位置条件获取单元用于获取两组以上的位置条件组，其中，所述位置条件组包括被测航天器与通信目标的模拟距离、被测航天器与干扰源的模拟距离、被测航天器与通信目标的径向相对速度以及被测航天器与干扰源的径向相对速度；所述轨道动态模拟单元用于根据所述位置条件组生成被测航天器与通信目标的传输时延与多普勒频偏、被测航天器与干扰源的传输时延与多普勒频偏；还用于将被测航天器与通信目标的传输时延与多普勒频偏加载到所述基带信号上、将被测航天器与干扰源的传输时延与多普勒频偏加载到所述干扰信号上；所述第一变频器用于将加载了传输时延与多普勒频偏的干扰信号上变频至被测航天器所在测试场景的所需频点；所述第二变频器用于将加载了传输时延与多普勒频偏的基带信号上变频至被测航天器的通信频点；所述传输信道模拟单元用于分别根据被测航天器与通信目标的模拟距离、被测航天器与干扰源的模拟距离生成被测航天器与通信目标的空间衰减系数、被测航天器与干扰源的空间衰减系数；还用于分别按照两个空间衰减系数将上变频后的干扰信号和基带信号作对应的衰减；所述合路器用于将衰减后的干扰信号和基带信号合成一路后发送给被测航天器，实现干扰场景的模拟。 2.如权利要求1所述的一种用于航天器轨道动态测试的干扰场景模拟系统，其特征在于，所述被测航天器与通信目标的模拟距离的获取方法包括以下步骤： S101：在地心第一坐标系中，分别在任意连续的4个时间点tj-1，tj，tj+1，tj+2获取被测航天器的位置三轴分量(x1,y1,z1)、通信目标的位置三轴分量(x2,y2,z2)； S102：根据如下公式计算被测航天器与通信目标的待拟合模拟距离rs： S103：采用二次曲线分别对时间点tj-1，tj，tj+1对应的待拟合模拟距离rs、时间点tj，tj+1，tj+2对应的待拟合模拟距离rs进行拟合，得到两条拟合曲线A1t2+B1t+C1＝L1(t)和A2t2+B2t+C2＝L2(t)； S104：根据拟合曲线A1t2+B1t+C1＝L1(t)和A2t2+B2t+C2＝L2(t)确定[tj,tj+1)时间段内的插值曲线 S105：以(tj+1-tj)/N为步长，对插值曲线进行插值，得到N个插值量，其中，N至少为2； S106：将N个插值量作为最终的被测航天器与通信目标的模拟距离，其中，一个插值量对应一组位置条件组。 3.如权利要求1所述的一种用于航天器轨道动态测试的干扰场景模拟系统，其特征在于，所述被测航天器与干扰源的模拟距离的获取方法包括以下步骤： S201：在地心第一坐标系中，分别在任意连续的4个时间点tj-1，tj，tj+1，tj+2获取被测航天器的位置三轴分量(x1,y1,z1)、干扰源的位置三轴分量(x3,y3,z3)； S202：根据如下公式计算被测航天器与干扰源的待拟合模拟距离rN： S203：采用二次曲线分别对时间点tj-1，tj，tj+1对应的待拟合模拟距离rN、时间点tj，tj+1，tj+2对应的待拟合模拟距离rN进行拟合，得到两条拟合曲线A1t2+B1t+C1＝L1(t)和A2t2+B2t+C2＝L2(t)； S204：根据拟合曲线A1t2+B1t+C1＝L1(t)和A2t2+B2t+C2＝L2(t)确定[tj,tj+1)时间段内的插值曲线 S205：以(tj+1-tj)/N为步长，对插值曲线进行插值，得到N个插值量，其中，N至少为2； S206：将N个插值量作为最终的被测航天器与干扰源的模拟距离，其中，一个插值量对应一组位置条件组。 4.如权利要求1所述的一种用于航天器轨道动态测试的干扰场景模拟系统，其特征在于，所述被测航天器与通信目标的径向相对速度的获取方法包括以下步骤： S301：在地心第一坐标系中，分别在任意连续的4个时间点tj-1，tj，tj+1，tj+2获取被测航天器的位置三轴分量(x1,y1,z1)与速度三轴分量(x′1,y′1,z′1)、通信目标的位置三轴分量(x2,y2,z2)与速度三轴分量(x′2,y′2,z′2)； S302：根据如下公式计算被测航天器与通信目标的待拟合径向相对速度vs： S303：采用二次曲线分别对时间点tj-1，tj，tj+1对应的待拟合径向相对速度vs、时间点tj，tj+1，tj+2对应的待拟合径向相对速度vs进行拟合，得到两条拟合曲线A1t2+B1t+C1＝L1(t)和A2t2+B2t+C2＝L2(t)； S304：根据拟合曲线A1t2+B1t+C1＝L1(t)和A2t2+B2t+C2＝L2(t)确定[tj,tj+1)时间段内的插值曲线 S305：以(tj+1-tj)/N为步长，对插值曲线进行插值，得到N个插值量，其中，N至少为2； S306：将N个插值量作为最终的被测航天器与通信目标的径向相对速度，其中，一个插值量对应一组位置条件组。 5.如权利要求1所述的一种用于航天器轨道动态测试的干扰场景模拟系统，其特征在于，所述被测航天器与干扰源的径向相对速度的获取方法包括以下步骤： S401：在地心第一坐标系中，分别在任意连续的4个时间点tj-1，tj，tj+1，tj+2获取被测航天器的位置三轴分量(x1,y1,z1)与速度三轴分量(x′1,y′1,z′1)、干扰源的位置三轴分量(x3,y3,z3)与速度三轴分量(x′3,y′3,z′3)； S402：根据如下公式计算被测航天器与通信目标的待拟合径向相对速度vN： S403：采用二次曲线分别对时间点tj-1，tj，tj+1对应的待拟合径向相对速度vN、时间点tj，tj+1，tj+2对应的待拟合径向相对速度vN进行拟合，得到两条拟合曲线A1t2+B1t+C1＝L1(t)和A2t2+B2t+C2＝L2(t)； S404：根据拟合曲线A1t2+B1t+C1＝L1(t)和A2t2+B2t+C2＝L2(t)确定[tj,tj+1)时间段内的插值曲线 S405：以(tj+1-tj)/N为步长，对插值曲线进行插值，得到N个插值量，其中，N至少为2； S406：将N个插值量作为最终的被测航天器与干扰源的径向相对速度，其中，一个插值量对应一组位置条件组。 6.如权利要求1所述的一种用于航天器轨道动态测试的干扰场景模拟系统，其特征在于，被测航天器与通信目标的传输时延ds与多普勒频偏Δfs、被测航天器与干扰源的传输时延dN与多普勒频偏ΔfN具体计算方法如下：其中，fs为通信目标传输中频信号的中心频率，fN为干扰源发射中频信号的中心频率，为被测航天器与通信目标的模拟距离，为被测航天器与干扰源的模拟距离，为被测航天器与通信目标的径向相对速度，为被测航天器与干扰源的径向相对速度，c为光速。 7.如权利要求1所述的一种用于航天器轨道动态测试的干扰场景模拟系统，其特征在于，被测航天器与通信目标的空间衰减系数Ls、被测航天器与干扰源的空间衰减系数LN具体计算方法如下：其中，λs为第一变频器与第二变频器输出信号的波长，λN为干扰信号载波波长，为被测航天器与通信目标的模拟距离，为被测航天器与干扰源的模拟距离。
所属类别：	发明专利