基于RTX的卫星姿轨控系统地面实时仿真系统.pdf

第23卷第9期计算机仿真2006年9月

文章编号：1006-9348（2006）09-0040-03

基于RTX的卫星姿轨控系统地面实时仿真系统

夏红伟，凌明祥，曾庆双，解伟男
（哈尔滨工业大学空间控制与惯性技术研究中心，黑龙江哈尔滨150001）

摘要：介绍了RTX的实时功能原理和RT-TCPIP的实时通讯机制，并且比较了Windows操作系统和基于RTX实时扩展操作
系统在实时精度方面和实时通讯方面的性能。卫星姿轨控系统地面仿真试验系统在卫星研制过程中起着举足轻重的作用，
针对该系统的实时性要求，讨论了基于RTX的实时仿真系统的软件设计和实现方法，并给出了仿真实验结果。实验结果证
明，该系统实时性高，工作稳定可靠，满足实际实验要求。该文对实时性要求高的仿真系统具有一定的参考价值和指导意
义。
关键词：仿真；实时控制系统；姿态控制
中图分类号：TP391.9文献标识码：A

Real-timesimulationsystemonthegroundforsatellite
attitudeandorbitcontrolbasedonRTX
XIAHong-wei，LINGMing-xiang，ZENGOing-sHuang，XIEWei-nan
（SpaceControiandInertiaTecHnoiogyResearcHCenter，HarbinInstituteofTecHnoiogy，HarbinHeiiongjiang150001，CHina）

ABSTRACT：THereai-timetHeoryofRTXandRT-TCPIParepresented，andtHecHaracteristicsofRTXandRT
-TCPIParecomparedwitHtHoseofWindows.ItisimportanttosimuiateontHegroundforsateiiiteattitudeandorbit
controiintHeprocessofsateiiitedeveioping.ConsideredtHereai-timedesiresoftHesimuiationsystemontHeground
forsateiiitecontroi，tHedesignandreaiizationoftHereai-timesimuiationsystemarediscussed.Experimentsare
performedandtHeresuitssHowtHatitrunsinHigHreai-timeperformance，workssteadiiyandreiiabiy.THispaper
HassomereferencevaiuesandguidingmeaningsforsimuiationsystemswHicHHasstrictreai-timedesire.
KEYWORDS：Simuiation；Reai-timecontroisystem；Attitudecontroi

1引言题，如丢包等。
卫星姿态、轨道控制系统是关系卫星运行成败的关键系在仿真过程中，整个系统的数据、指令等都通过网络进
统，其测试和故障诊断一直是相关科研人员重视和关注的问行传输，为了获得良好的仿真测试性能，要求整个通讯系统
题，它贯穿于卫星的设计、使用的整个生命周期。针对卫星具有足够的实时性，这对计算机操作系统平台提出了更高的
的特殊环境条件和入轨后不可维修这一前提下的可靠性、安要求，一方面要求操作系统具有强大的通用功能（如图形显
全性要求，卫星发射前的地面试验显得尤为重要。为了保证示功能、支持目前流行的数据库以及较强的硬件支持能力
姿轨控系统达到设计的指标要求，系统必须在地面进行充分等），另一方面还要求操作系统必须具有很强的实时性［1-
的试验验证，把所有部件级和分系统级的问题充分暴6］。本文研究了卫星姿轨控系统地面仿真试验平台的设计
露［1-3］。
和实现，在介绍RTX实现实时功能基本原理的基础上，对传
在卫星控制系统的研制过程中，仿真是一个不可或缺的
统的Windows操作系统和RTX实时操作系统在实时精度方
环节［4］。国内外许多学者围绕这一问题做了大量的研究工
面的性能进行了比较，重点研究了实时通讯性能，采用RT-
作。［］采用面向对象的思想方法及多种相关技术，建立了
3TCPIP协议，系统传输更可靠、实时性更好。最后，给出了系
多卫星综合性的仿真分析环境；［4］研究了基于HLA技术统的仿真试验曲线，进而验证了系统设计的可行性。
的卫星姿态控制数学仿真方法。这些都是计算机仿真，没有
卫星系统的硬件实物接入回路。［6］研究了控制系统硬件在
2RTX实现实时功能的原理
回路仿真技术，为了提高系统的实时