基于导星电子星图模拟器的卫星控制系统半物理试验方法

李津淞，刘 爽，李 东，秦根健，王 磊

(中国科学院微小卫星创新研究院，上海 201210)

卫星的姿态确定技术是航天控制的主要组成部分，一直是航天工作者关注的重点[1]。随着航天事业的蓬勃发展，随之而来的就是对航天任务要求的提升，如任务越来越复杂、对卫星的指向精度指向稳定度的要求越来越高等。为了完成高精度高稳定度控制，对于卫星控制系统而言，姿态确定的精度要求也随之提高。先进天基太阳天文台(advanced space-based solar observatory, ASO-S)卫星控制系统的主要任务是实现高精度、高稳定度对日指向控制[2]。ASO-S卫星的科学载荷中, 白光望远镜(white-light wolar telescope, WST)前端配置了太阳导行镜(guide telescope, GT)稳像系统, 通过数学仿真验证, 基于GT测量值的姿态控制器在非卫星-太阳方向的绝对指向精度优于2″、相对姿态稳定度优于1(″)/60 s。高分七号卫星[3]要求控制系统具有0.001°的姿态确定精度，三轴姿态稳定度要求实现10-4(°)/s。高分七号卫星对控制系统的姿态测量精度、姿态控制精度和稳定度和地面验证方面都提出了更高的要求。文献[4]介绍的微型X射线太阳光谱仪卫星(miniature X-ray solar spectrometer，MinXSS)研究太阳发出的软X射线，通过在轨验证，姿态控制精度x、y、z轴控制精度分别达到了0.004 2°、0.011 7°和0.006°，姿态控制稳定度x、y、z轴达到了0.018 3(°)/10 s、0.007 3(°)/10 s 和0.010 5(°)/10 s。

中法天文卫星SVOM(space-based multi-band variable objects monitor)工程的主要任务是研制一颗能够承载多种高能波段探测器，为了更高精度的姿态测量，在卫星载荷望远镜上增设了精密制导敏感器(fine guidance sensor，FGS)。分析表明，FGS的姿态测量精度可以达到亚角秒[5]。卫星控制系统半物理仿真比数学仿真有更高的可信度，是高精度高稳定度卫星控制系统研制中的重要环节[6]。……