卫星高精度跟踪指向控制地面仿真系统及方法

1.本技术涉及航天仿真技术领域，尤其涉及一种卫星高精度跟踪指向控制地面仿真系统及方法。


背景技术：

2.卫星姿态与轨道控制系统是卫星上各大保障系统中最复杂、技术性最突出的系统之一，对卫星上的有效载荷任务的完成起着非常重要的作用，如果该系统出现故障或异常，将直接导致卫星不能完成既定任务，甚至使其变成一个空间垃圾。随着新一代姿态与轨道控制系统变得日益先进与复杂，面对不断新增的新型号和新任务，对地面卫星仿真系统的灵活性、通用性与可扩展性以及实现测试数据可视化的要求不断提高。现有技术中，主要通过地面卫星仿真系统完成卫星仿真的过程，例如论文“空间飞行器姿轨控系统地面仿真验证方法研究”（哈尔滨工业大学硕士毕业论文，何朝斌，2013年7月1日）针对空间飞行器姿轨控系统的地面仿真系统的设计与实现手段、仿真方案等问题进行了深入研究，设计了空间飞行器姿轨控系统地面仿真验证系统的方案，给出了地面仿真系统的组成及各主要子系统的功能，在现有的仿真平台上，针对相对轨道机动问题进行了分析，完成了地面仿真实验。但是，现有的仿真系统仅能进行单一飞行器的姿轨控地面仿真试验，功能单一，有一定的局限性。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种卫星高精度跟踪指向控制地面仿真系统及方法，能够模拟卫星之间的相对运动，进而对卫星的跟踪、定位和打击能力进行考核验证。
4.一方面，本技术实施例提供了一种卫星高精度跟踪指向控制地面仿真系统，包括：目标卫星模拟分系统、跟踪卫星模拟分系统、载荷模拟分系统和台下管控分系统；所述台下管控分系统包括台下工控计算机和呈像单元；所述目标卫星模拟分系统包括第一扫描运动转台和目标模拟源，所述目标模拟源安装在所述第一扫描运动转台上，所述台下工控计算机用于根据目标卫星的运动轨迹控制所述第一扫描运动转台转动，使得所述目标模拟源发射的光投射到所述呈像单元上，以模拟所述目标卫星和跟踪卫星的相对运动轨迹；所述跟踪卫星模拟分系统包括三轴气浮台，以及搭载在所述三轴气浮台上的姿态控制单元和目标跟踪单元；所述目标跟踪单元用于检测并跟踪所述呈像单元上所述目标卫星的运动轨迹；所述姿态控制单元用于通过控制所述三轴气浮台来模拟跟踪卫星的运动学与动力学特性，并根据所述目标跟踪单元检测到的所述目标卫星的运动轨迹控制所述三轴气浮台转动，以将所述跟踪卫星的姿态调整到向所述目标卫星发射载荷时的模拟指向姿态；所述载荷模拟分系统包括载荷指向替代单元，所述载荷指向替代单元包括第二扫描运动转台和载荷模拟源，所述载荷模拟源安装在所述第二扫描运动转台上；所述台下工
控计算机用于在所述跟踪卫星达到所述模拟指向姿态后计算载荷运动轨迹，并根据所述载荷运动轨迹控制所述第二扫描运动转台转动，使得所述载荷模拟源发射的光投射到所述呈像单元上。
5.可选地，所述跟踪卫星模拟分系统还包括搭载在所述三轴气浮台生的扰动模拟单元，用于模拟跟踪卫星发射载荷时载荷对所述跟踪卫星的扰动力矩。
6.可选地，所述台下工控计算机具体用于根据所述模拟指向姿态计算载荷运动轨迹。
7.可选地，所述呈像单元安装在平动机构上，所述台下工控计算机还用于根据所述跟踪卫星和所述目标卫星的相对距离变化计算所述平动机构的位移量，根据所述位移量控制所述平动机构进行移动，以调整所述呈像单元到所述跟踪卫星模拟分系统的距离。
8.可选地，所述载荷模拟分系统还包括安装在所述三轴气浮台上的载荷指向模拟单元，所述载荷指向模拟单元用于在所述跟踪卫星达到所述模拟指向姿态并发射模拟载荷时向所述呈像单元发射一次激光，用于指示所述跟踪卫星载荷的发射。
9.可选地，所述三轴气浮台上安装有光电准直仪，用于标定所述载荷指向模拟单元与所述三轴气浮台之间的安装关系。
10.可选地，所述目标模拟源为绿光半导体激光器，所述载荷模拟源为红光激光器。
11.可选地，所述目标跟踪单元包括相机、激光测距仪和二维跟瞄转台。
12.一方面，本技术实施例提供了一种卫星高精度跟踪指向控制地面仿真方法，包括：台下工控计算机根据目标卫星的运动轨迹控制目标卫星模拟分系统中的第一扫描运动转台转动，并控制目标卫星模拟分系统中的目标模拟源向呈像单元发射激光；跟踪卫星模拟分系统中的目标跟踪单元检测并跟踪所述呈像单元上所述目标卫星的运动轨迹；跟踪卫星模拟分系统中的姿态控制单元根据所述目标跟踪单元检测到的所述目标卫星的运动轨迹控制三轴气浮台转动，以将跟踪卫星的姿态调整到向目标卫星发射载荷时的模拟指向姿态；在所述跟踪卫星达到所述模拟指向姿态后，所述台下工控计算机计算载荷运动轨迹，并根据所述载荷运动轨迹控制所述载荷模拟分系统中的第二扫描运动转台转动，并控制载荷模拟源向呈像单元发射激光。
13.本技术实施例提供的卫星高精度跟踪指向控制地面仿真系统及方法，基于目标卫星相对跟踪卫星的运动轨迹，在特定的呈像单元上以光学特性呈现目标卫星相对跟踪卫星的运动轨迹，实现了对目标卫星和跟踪卫星之间相对运动的模拟；基于跟踪卫星模拟分系统中的目标跟踪单元检测呈像单元上模拟的目标卫星，以此实现目标卫星测量信息的获取，以模拟跟踪卫星的跟踪过程中的动力学及运动学特性；并基于载荷模拟分系统实现对跟踪卫星发射的载荷的动力学及运动学特性的模拟，更直观的观测到载荷和目标卫星之间的相对运动，从而考核验证跟踪卫星的跟踪、定位和打击能力，并且可基于仿真系统运行过程中的数据，对跟踪卫星的动态性能、跟踪卫星高精度动态跟踪技术、跟踪卫星上载荷高精度指向技术等进行考核与验证，为我国卫星高精度跟踪指向任务的关键技术攻关提供有效的仿真分析手段。
附图说明
14.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
15.图1为本技术实施例提供的卫星高精度跟踪指向控制地面仿真系统的示意图；图2为本技术实施例提供的卫星高精度跟踪指向控制地面仿真系统中各设备间位置关系的示意图；图3为本技术实施例提供的模拟的跟踪卫星、目标卫星和呈像单元间位置关系的示意图。
具体实施方式
16.下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
17.需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合；并且，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
18.需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本技术，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
19.附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。
20.为进一步说明本技术实施例提供的技术方案，下面结合附图以及具体实施方式对此进行详细的说明。虽然本技术实施例提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本技术实施例提供的执行顺序。
21.参考图1，本技术实施例提供一种卫星高精度跟踪指向控制地面仿真系统，包括：目标卫星模拟分系统、跟踪卫星模拟分系统、载荷模拟分系统和台下管控分系统。其中，目标卫星模拟分系统用于模拟目标卫星的运动学与动力学特性；跟踪卫星模拟分系统用于模拟跟踪卫星的运动学与动力学特性以及跟踪卫星跟踪目标卫星的过程等；载荷模拟分系统用于模拟跟踪卫星发射载荷以及载荷运动轨迹；台下管控分系统用于从其它分系统获取相关数据并进行计算，根据计算结果对其它分系统进行控制和管理。
22.台下管控分系统可包括台下工控计算机和呈像单元。其中，台下工控计算机完成相关计算和对其它分系统的控制，例如台下工控计算机可依据c-w方程控制第一扫描运动转台和第二扫描运动转台。呈像单元用于呈现系统模拟的目标卫星、载荷等模拟对象的运动轨迹。
23.目标卫星模拟分系统可包括第一扫描运动转台和目标模拟源。目标模拟源安装在第一扫描运动转台上，台下工控计算机用于根据目标卫星的运动轨迹控制第一扫描运动转台转动，使得目标模拟源发射的光投射到呈像单元上，以模拟目标卫星和跟踪卫星的相对运动轨迹。第一扫描运动转台可选用高精度扫描转台，以提高运动轨迹的模拟精度，具体可根据需求选择高精度的二维转台。目标模拟源可选用绿光半导体激光器，目标模拟源可安装在第一扫描运动转台的内环所提供的安装面上，绿光半导体激光器发射的绿光打在呈像单元上，以模拟目标卫星。台下管控分系统中的台下工控计算机可根据仿真需求中目标卫星的运动轨迹，计算出目标卫星在呈像单元上的相对运动轨迹，并根据呈像单元和目标卫星模拟分系统的相对位置关系，计算出第一扫描运动转台的转动指令，然后基于转动指令控制第一扫描运动转台运动，第一扫描运动转台带动台上的目标模拟源转动，使得呈像单元上的绿光光点发生移动，以模拟目标卫星和跟踪卫星的相对运动轨迹。与此同时，台下工控计算机可监测目标卫星模拟分系统的运行状态，保证仿真模拟过程的顺利进行，并可以记录目标卫星模拟分系统运行过程中的相关数据，用于后续的性能分析和考核验证。
24.跟踪卫星模拟分系统可包括三轴气浮台、姿态控制单元和目标跟踪单元，姿态控制单元和目标跟踪单元搭载在三轴气浮台上。目标跟踪单元用于检测并跟踪呈像单元上目标卫星的运动轨迹，目标跟踪单元可包括相机、激光测距仪和二维跟瞄转台，二维跟瞄转台带动相机与测距仪运动，实现对目标的持续跟踪。姿态控制单元用于通过控制三轴气浮台来模拟跟踪卫星的运动学与动力学特性，并根据目标跟踪单元检测到的目标卫星的运动轨迹控制三轴气浮台转动，以将跟踪卫星的姿态调整到向目标卫星发射载荷时的模拟指向姿态，姿态控制单元可由执行机构和高精度传感器组成，执行机构可采用“飞轮+喷气推力器”的组合方案，通过动量矩的交换实现对三轴气浮台即模拟卫星的姿态控制，高精度传感器可采用“陀螺+正交自准仪组”的组合方案实现三轴气浮台姿态角和角速度的实时测量和解算。此外，跟踪卫星模拟分系统还包括台上工控计算机，台上工控计算机作为跟踪卫星模拟分系统的控制核心，用于运行跟踪卫星相应的控制算法，对三轴气浮台上的各设备进行管理和控制，并通过无线网络完成与载荷模拟分系统和台下工控计算机的数据交互。台上工控计算机可监测跟踪卫星模拟分系统的运行状态，保证仿真模拟过程的顺利进行，并可以记录跟踪卫星模拟分系统运行过程中的相关数据，用于后续的性能分析和考核验证。
25.载荷模拟分系统可包括载荷指向替代单元，载荷指向替代单元包括第二扫描运动转台和载荷模拟源，载荷模拟源安装在第二扫描运动转台上。台下工控计算机用于在跟踪卫星达到模拟指向姿态后计算载荷运动轨迹，并根据载荷运动轨迹控制第二扫描运动转台转动，使得载荷模拟源发射的光投射到呈像单元上。第二扫描运动转台可选用高精度扫描转台，以提高运动轨迹的模拟精度，具体可根据需求选择高精度的二维转台。载荷模拟源可选用红光激光器，载荷模拟源可安装在第二扫描运动转台的内环所提供的安装面上，红光激光器发射的绿光打在呈像单元上，以模拟跟踪卫星发射的载荷。
26.结合图2所示的卫星高精度跟踪指向控制地面仿真系统中各设备之间的位置关系示意图，上述卫星高精度跟踪指向控制地面仿真系统的运行过程如下：首先，台下工控计算机收到开始仿真指令后，根据模拟的目标卫星相对跟踪卫星的运动轨迹，计算出目标卫星在呈像单元上的运动轨迹，并根据呈像单元和目标卫星模拟分系统的相对位置关系，计算出第一扫描运动转台的转动指令，基于转动指令控制第一扫描运动转台运动，同时控制目
标模拟源发射绿色激光。第一扫描运动转台带动台上的目标模拟源转动，使得呈像单元上的绿光光点发生移动，以模拟目标卫星和跟踪卫星的相对运动轨迹。然后，台下工控计算机通知跟踪卫星模拟分系统对目标卫星进行跟踪，跟踪卫星模拟分系统中的台上工控计算机启动目标跟踪单元，对呈像单元上代表目标卫星的绿光光点进行检测和跟踪。与此同时，台上工控计算机根据跟踪数据计算出目标卫星和跟踪位置之间的相对运动状态数据（包括相对位置、相对运动速度等），并根据相对运动状态数据计算出向目标卫星发射载荷时跟踪卫星需达到的姿态（即模拟指向姿态），控制姿态控制单元根据台上工控计算机计算出的模拟指向姿态调整三轴气浮台姿态，直至达到模拟指向姿态。当跟踪卫星达到模拟指向姿态时，台上工控计算机向台下工控计算机发送模拟载荷发射指令。台下工控计算机响应模拟载荷发射指令，根据跟踪卫星的模拟指向姿态和载荷的相关数据等计算载荷运动轨迹，并根据载荷运动轨迹控制第二扫描运动转台转动，同时控制载荷模拟源发射红光。第二扫描运动转台带动台上的载荷模拟源转动，使得呈像单元上的红光光点发生移动，以模拟载荷和跟踪卫星的相对运动轨迹。
27.本技术实施例提供的卫星高精度跟踪指向控制地面仿真系统，基于目标卫星相对跟踪卫星的运动轨迹，在特定的呈像单元上以光学特性呈现目标卫星相对跟踪卫星的运动轨迹，实现了对目标卫星和跟踪卫星之间相对运动的模拟；基于跟踪卫星模拟分系统中的目标跟踪单元检测呈像单元上模拟的目标卫星，以此实现目标卫星测量信息的获取，以模拟跟踪卫星的跟踪过程中的动力学及运动学特性；并基于载荷模拟分系统实现对跟踪卫星发射的载荷的动力学及运动学特性的模拟，更直观的观测到载荷和目标卫星之间的相对运动，从而考核验证跟踪卫星的跟踪、定位和打击能力。本技术实施例的卫星高精度跟踪指向控制地面仿真系统，实现了对跟踪卫星、目标卫星和载荷的动力学及运动学特性的模拟，并且可基于仿真系统运行过程中的数据，对跟踪卫星的动态性能、跟踪卫星高精度动态跟踪技术、跟踪卫星上载荷高精度指向技术等进行考核与验证，为我国卫星高精度跟踪指向任务的关键技术攻关提供有效的仿真分析手段。
28.进一步地，跟踪卫星发射载荷时会对跟踪卫星产生扰动，为了模拟更真实的情况，跟踪卫星模拟分系统还包括搭载在三轴气浮台生的扰动模拟单元，用于模拟跟踪卫星发射载荷时载荷对跟踪卫星的扰动力矩。具体地，台上工控计算机在检测到跟踪卫星到达模拟指向姿态后，可根据模拟载荷的质量、发射方向、速度等相关数据计算出扰动力矩，并控制扰动模拟单元产生扰动力矩，以模拟发射载荷时对跟踪卫星产生的扰动。
29.台上工控计算机在检测到跟踪卫星到达模拟指向姿态后，会向台下工控计算机发出模拟载荷发射指令，同时发送跟踪卫星的模拟指向姿态和载荷的相关数据，台下工控计算机根据模拟指向姿态和载荷的相关数据计算载荷运动轨迹，并根据载荷运动轨迹控制第二扫描运动转台转动，使得载荷模拟源发射的光投射到呈像单元上。
30.如图3所示，在相对运动模拟过程中，由于呈像单元平面的限制，跟踪卫星与目标卫星的相对距离在不断变化，产生偏差。为消除这一偏差，可将呈像单元放置在一平动机构上，平动机构可沿图2所示的坐标轴方向移动，即远离或靠近跟踪卫星模拟分系统。在相对运动模拟过程中，台下工控计算机可根据跟踪卫星和目标卫星的相对距离变化计算平动机构的位移量，根据位移量控制平动机构进行移动，以调整呈像单元到跟踪卫星模拟分系统在该方向上的距离，进而消除上述偏差。
31.在上述任一实施方式的基础上，载荷模拟分系统还包括安装在三轴气浮台上的载荷指向模拟单元，载荷指向模拟单元用于在跟踪卫星达到模拟指向姿态并发射模拟载荷时向呈像单元发射一次激光，用于指示跟踪卫星载荷的发射。载荷指向模拟单元通过串口与台上工控计算机相连。载荷指向模拟单元可包括红光激光器，台上工控计算机在检测到跟踪卫星到达模拟指向姿态后会向载荷指向模拟单元发送模拟载荷发射指令，载荷指向模拟单元在收到载荷发射指令后控制红光激光器向呈像单元发射一次激光，用于指示跟踪卫星载荷的发射。
32.具体实施时，三轴气浮台上安装有光电准直仪，用于标定载荷指向模拟单元与三轴气浮台之间的安装关系，可在安装时通过光电准直仪将载荷指向模拟单元发射光的方向调整到与跟踪卫星的指向一致，保证载荷指向模拟单元向跟踪卫星指向的方向发射激光。
33.基于上述实施方式提供的卫星高精度跟踪指向控制地面仿真系统，本技术实施例还提供了一种卫星高精度跟踪指向控制地面仿真方法，包括如下步骤：步骤一、台下工控计算机根据目标卫星的运动轨迹控制目标卫星模拟分系统中的第一扫描运动转台转动，并控制目标卫星模拟分系统中的目标模拟源向呈像单元发射激光；步骤二、跟踪卫星模拟分系统中的目标跟踪单元检测并跟踪呈像单元上目标卫星和跟踪卫星的相对运动轨迹；步骤三、跟踪卫星模拟分系统中的姿态控制单元根据目标跟踪单元检测到的目标卫星的运动轨迹控制三轴气浮台转动，以将跟踪卫星的姿态调整到向目标卫星发射载荷时的模拟指向姿态；步骤四、在跟踪卫星达到所述模拟指向姿态后，台下工控计算机计算载荷运动轨迹，并根据载荷运动轨迹控制载荷模拟分系统中的第二扫描运动转台转动，并控制载荷模拟源向呈像单元发射激光。
34.可选地，卫星高精度跟踪指向控制地面仿真方法还包括如下步骤：在跟踪卫星发射载荷时，跟踪卫星模拟分系统中的扰动模拟单元模拟载荷对跟踪卫星的扰动力矩。
35.可选地，台下工控计算机可根据模拟指向姿态计算载荷运动轨迹。
36.可选地，台下工控计算机根据跟踪卫星和目标卫星的相对距离变化计算平动机构的位移量，根据位移量控制所述平动机构进行移动，以调整呈像单元到所述跟踪卫星模拟分系统在该方向上的距离。
37.可选地，在跟踪卫星达到模拟指向姿态并发射模拟载荷时，台上工控计算机控制载荷模拟分系统中的载荷指向模拟单元向呈像单元发射一次激光，用于指示跟踪卫星载荷的发射。
38.本技术实施例提的卫星高精度跟踪指向控制地面仿真方法与上述卫星高精度跟踪指向控制地面仿真系统采用了相同的发明构思，能够取得相同的有益效果，在此不再赘述。
39.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种卫星高精度跟踪指向控制地面仿真系统，其特征在于，包括：目标卫星模拟分系统、跟踪卫星模拟分系统、载荷模拟分系统和台下管控分系统；所述台下管控分系统包括台下工控计算机和呈像单元；所述目标卫星模拟分系统包括第一扫描运动转台和目标模拟源，所述目标模拟源安装在所述第一扫描运动转台上，所述台下工控计算机用于根据目标卫星的运动轨迹控制所述第一扫描运动转台转动，使得所述目标模拟源发射的光投射到所述呈像单元上，以模拟所述目标卫星和所述跟踪卫星的相对运动轨迹；所述跟踪卫星模拟分系统包括三轴气浮台，以及搭载在所述三轴气浮台上的姿态控制单元和目标跟踪单元；所述目标跟踪单元用于检测并跟踪所述呈像单元上所述目标卫星的运动轨迹；所述姿态控制单元用于通过控制所述三轴气浮台来模拟跟踪卫星的运动学与动力学特性，并根据所述目标跟踪单元检测到的所述目标卫星的运动轨迹控制所述三轴气浮台转动，以将所述跟踪卫星的姿态调整到向目标卫星发射载荷时的模拟指向姿态；所述载荷模拟分系统包括载荷指向替代单元，所述载荷指向替代单元包括第二扫描运动转台和载荷模拟源，所述载荷模拟源安装在所述第二扫描运动转台上；所述台下工控计算机用于在所述跟踪卫星达到所述模拟指向姿态后计算载荷运动轨迹，并根据所述载荷运动轨迹控制所述第二扫描运动转台转动，使得所述载荷模拟源发射的光投射到所述呈像单元上。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述跟踪卫星模拟分系统还包括搭载在所述三轴气浮台生的扰动模拟单元，用于模拟跟踪卫星发射载荷时载荷对所述跟踪卫星的扰动力矩。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述台下工控计算机具体用于根据所述模拟指向姿态计算载荷运动轨迹。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述呈像单元安装在平动机构上，所述台下工控计算机还用于根据所述跟踪卫星和所述目标卫星的相对距离变化计算所述平动机构的位移量，根据所述位移量控制所述平动机构进行移动，以调整所述呈像单元到所述跟踪卫星模拟分系统的距离。5.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，所述载荷模拟分系统还包括安装在所述三轴气浮台上的载荷指向模拟单元，所述载荷指向模拟单元用于在所述跟踪卫星达到所述模拟指向姿态并发射模拟载荷时向所述呈像单元发射一次激光，用于指示所述跟踪卫星载荷的发射。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述三轴气浮台上安装有光电准直仪，用于标定所述载荷指向模拟单元与所述三轴气浮台之间的安装关系。7.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，所述目标模拟源为绿光半导体激光器，所述载荷模拟源为红光激光器。8.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，所述目标跟踪单元包括相机、激光测距仪和二维跟瞄转台。9.一种卫星高精度跟踪指向控制地面仿真方法，其特征在于，应用于如权利要求1至8中任一项所述的系统，包括：台下工控计算机根据目标卫星的运动轨迹控制目标卫星模拟分系统中的第一扫描运
动转台转动，并控制目标卫星模拟分系统中的目标模拟源向呈像单元发射激光；跟踪卫星模拟分系统中的目标跟踪单元检测并跟踪所述呈像单元上所述目标卫星的运动轨迹；跟踪卫星模拟分系统中的姿态控制单元根据所述目标跟踪单元检测到的所述目标卫星的运动轨迹控制三轴气浮台转动，以将跟踪卫星的姿态调整到向目标卫星发射载荷时的模拟指向姿态；在所述跟踪卫星达到所述模拟指向姿态后，所述台下工控计算机计算载荷运动轨迹，并根据所述载荷运动轨迹控制所述载荷模拟分系统中的第二扫描运动转台转动，并控制载荷模拟源向呈像单元发射激光。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：台下工控计算机根据所述跟踪卫星和所述目标卫星的相对距离变化计算平动机构的位移量，根据位移量控制所述平动机构进行移动，以调整呈像单元到所述跟踪卫星模拟分系统的距离。

技术总结
本申请涉及航天仿真技术领域，公开了一种卫星高精度跟踪指向控制地面仿真系统及方法，能够模拟卫星之间的相对运动，进行对卫星的跟踪、定位和打击能力进行考核验证，该系统包括：目标卫星模拟分系统、跟踪卫星模拟分系统、载荷模拟分系统和台下管控分系统；台下管控分系统包括台下工控计算机和呈像单元；目标卫星模拟分系统包括第一扫描运动转台和目标模拟源，以模拟目标卫星和跟踪卫星的相对运动轨迹；跟踪卫星模拟分系统包括三轴气浮台，以及搭载在三轴气浮台上的姿态控制单元和目标跟踪单元；载荷模拟分系统包括载荷指向替代单元，载荷指向替代单元包括第二扫描运动转台和载荷模拟源，用于模拟载荷运动轨迹。用于模拟载荷运动轨迹。用于模拟载荷运动轨迹。


技术研发人员：王常虹 夏红伟 马广程 张桀睿 温奇咏 李同顺 朱文山
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2022.02.09
技术公布日：2022/3/8