本发明涉及一种小卫星自主维轨的开环测试系统及方法，属于卫星智能测试。
背景技术：
1、在地面模拟测试中，卫星获取gnss轨道信息的地面测试设备包括gnss动态仿真器和地面维轨专检两种，gnss动态仿真器通过运行点位文件输出固定轨道信息的gnss信号，地面维轨专检可以接收卫星can总线上的推力广播信息，经过计算后实时反馈至模拟输出的gnss轨道数据上，因此，使用gnss动态仿真器的小卫星自主维轨测试是开环测试，可以重复触发小卫星自主维轨策略，而使用地面维轨专检的小卫星自主维轨测试是闭环测试，卫星运行轨道位置高度超过目标轨道高度阈值后自动退出自主维轨策略。
2、传统的小卫星轨控专项测试中，只有化学推力器的地面轨控测试，通过地面上注轨控数据块，数据块中包含轨控起始时间和轨控时长等信息，卫星星时达到轨控时刻后，开始运行数据块设定的轨控内容。测试过程相对简单，卫星没有实时接收和滤波计算卫星当前的轨道信息，也没有设定维轨目标值。
3、小卫星自主维轨的开环测试涉及多个分系统的协同工作，需要星上各分系统时间和轨道信息的高度一致，需要设置合理有效的维轨目标信息，卫星维轨策略触发后需要对电推进分系统点火模式的执行情况进行有效判读，整个测试过程需要逻辑清晰、安全可靠的测试方法和测试步骤，传统的卫星轨控测试方法已无法简单套用在小卫星自主维轨开环测试中，无法满足目前和未来小卫星研制的迫切需求。可见，目前亟待本领域技术人员提供一种科学有效的小卫星自主维轨的开环测试系统及方法，以提升测试的有效性和安全性。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，解决了传统的姿控轨控测试方法无法适用小卫星自主维轨开环测试的问题。
2、本发明目的通过以下技术方案予以实现：
3、第一方面，本发明提供一种小卫星自主维轨的开环测试系统，包括：
4、gnss动态仿真器，通过预设和运行不同高度的轨道点位文件，为被测目标卫星提供不同高度的轨道信息；
5、推力器负载模拟器，用于模拟被测目标卫星的模拟推力器工作时的负载工作状态；
6、测控设备，通过有线或无线链路与被测目标卫星进行数据传输，获取被测目标卫星的状态和响应；
7、姿控动力学地检设备，用于为卫星的控制分系统闭环运行提供动力学信息。
8、第二方面，本发明提供一种基于第一方面所述测试系统的测试方法，包括：
9、被测目标卫星加电前，通过有线和/或无线链路连接gnss动态仿真器，gnss动态仿真器预装入已经设定目标轨道根数信息的gnss轨道点位文件，被测目标卫星的电推进电源控制器通过高压功率电缆与推力器负载模拟器连接，gnss动态仿真器和推力器负载模拟器完成初始化设置；设置被测目标卫星维轨前初始状态，包括星地测控信道打通、蓄电池组接通、5a曲线升电、控制分系统主动段部件加电、控制闭环前星上状态设置，设置姿控动力学地检设备状态，设置控制闭环前被测目标卫星的电推进分系统状态；
10、通过测控上行链路上注卫星运行轨道信息，通过星上轨道遥测及姿控地检相关遥测判读上注的轨道信息正确性；
11、通过操作姿控动力学地检设备的星箭分离按钮，姿控动力学地检设备和gnss动态仿真器同时启动运行，设置被测目标卫星的控制分系统进入闭环；卫星测试指挥通过发送“星务引入gnss授时”遥控指令，卫星测试指挥发送控制分系统“引入秒脉冲校时”遥控指令，将卫星的星务中心计算机、gnss接收机、控制中心计算机和姿控动力学地检设备四者的星时统一且保持一致，通过控制分系统工作模式遥测判断被测目标卫星已进入准对日定向巡航模式，完成控制分系统闭环模式设置；
12、设置控制分系统引入gnss数据校验和gnss轨道计算，卫星测试指挥通过上注“维轨目标半长轴”指令设置目标卫星的维轨目标轨道信息，卫星完成一个轨道周期的gnss导航数据滤波计算后，通过星务分系统、控制分系统和电推进分系统相关遥测判断是否触发卫星维轨策略；
13、卫星维轨策略触发后，通过电推进分系统遥测观察每个轨道圈电推进分系统点火模式执行情况；
14、自主维轨测试结束后退出开环维轨模式，设置卫星恢复初始状态，包括控制分系统退出闭环，控制分系统各部件断电，电推进分系统断电，卫星恢复初始状态后整星断电。
15、第三方面，本发明提供一种基于第一方面所述测试系统的测试方法，包括：准备卫星加电前地面测试设备，设置卫星维轨前初始状态，上注控制分系统运行轨道信息，设置控制分系统进入闭环，设置卫星维轨目标轨道信息，触发卫星维轨策略，观察每个轨道圈电推进分系统点火模式执行情况，自主维轨测试结束后设置卫星恢复初始状态，退出开环维轨模式。
16、本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
17、(1)本发明方法可使用gnss动态仿真器为卫星提供gnss运行轨道信息，可通过设计和运行不同高度的轨道点位文件，方便快捷地为卫星提供不同高度的轨道信息。gnss动态仿真器运行点位文件时每个轨道圈输出的轨道信息一致，可重复触发小卫星自主维轨策略，具有测试数据的一致性和可复现性。
18、(2)本发明方法可使用推力器负载模拟器模拟推力器工作时的负载工作状态，通过高压电缆连接推力器负载模拟器，电推进分系统点火模式工作时通过推力器负载模拟器输出能量，可真实有效地模拟电推进分系统在轨恒定目标推力值输出时的工作状态。
19、(3)本发明方法通过操作姿控动力学地检设备中软件的星箭分离按钮，姿控动力学地检和gnss动态仿真器同时启动运行，设置控制分系统进入闭环，星务引入gnss授时，控制分系统引入秒脉冲校时，将星务中心计算机、gnss接收机、控制中心计算机、姿控地检四者星时统一且保持一致。
20、(4)本发明发送遥控指令设置控制分系统引入gnss数据校验和gnss轨道计算，确保卫星获取的轨道数据与gnss动态仿真器输出的轨道数据一致，通过上注维轨目标指令可以灵活设置卫星维轨目标轨道信息，卫星维轨目标半长轴需要大于gnss动态仿真器实际运行轨道半长轴，发送轨控设置相关指令后，等待至少一个轨道周期的导航轨道滤波数据处理后，完成卫星当前轨道信息计算后，通过控制分系统和电推进分系统遥测判断是否触发小卫星自主维轨，当没有有效触发小卫星自主维轨时，可通过修改维轨目标半长轴指令的方式促使小卫星自主维轨策略的触发，可以有效测试和验证小卫星自主维轨策略。
21、(5)本发明测试方法中对控制分系统、电推进分系统、星务分系统、测控分系统(gnss接收机)的指令设置有着严格的先后顺序和时间要求，确保了测试流程中每个步骤的判读有效性和正确性，确保整星测试安全。
1.一种小卫星自主维轨的开环测试系统，其特征在于，包括：
2.基于权利要求1所述开环测试系统的测试方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求2所述开环测试系统的测试方法，其特征在于，控制闭环前被测目标卫星的电推进分系统状态包括进控制器加电、当班状态选择。
4.根据权利要求2所述开环测试系统的测试方法，其特征在于，自主维轨开环测试过程中，gnss动态仿真器输出的轨道信息在每个轨道圈中保持一致，输出的轨道高度数据不随电推进点火模式发生变化。
5.根据权利要求2所述开环测试系统的测试方法，其特征在于，卫星维轨目标轨道信息设置，包括：通过发送遥控指令设置卫星引入gnss数据校验和进行gnss轨道计算，通过上注维轨目标半长轴指令设置卫星维轨目标轨道信息，卫星维轨目标半长轴需要大于gnss动态仿真器输出的轨道半长轴，发送轨控设置相关指令后，等待至少一个轨道周期的导航轨道滤波数据处理，完成卫星当前轨道信息计算后，通过控制分系统和电推进分系统遥测判断是否触发小卫星自主维轨。
6.根据权利要求2所述开环测试系统的测试方法，其特征在于，小卫星自主维轨触发后，通过电推进分系统遥测观察每轨道圈电推进分系统点火模式的执行情况。
7.根据权利要求6所述开环测试系统的测试方法，其特征在于，每轨道圈电推进分系统点火模式的执行情况包括点火工作模式、点火时长、目标推力值。
8.根据权利要求2所述开环测试系统的测试方法，其特征在于，在电推进分系统不工作在点火模式的时间段内，设置姿控地面动力学地检设备软件中星箭分离开关为抬起状态，发送遥控指令“控制aocc复位”，控制分系统退出闭环，控制分系统各部件断电，确认电推进分系统功率供电已关闭的情况下，电推进分系统断电，卫星恢复初始状态后整星断电。
