卫星地面站监测系统仿真

​

 当今世界，大国竞争日趋激烈，国际关系愈发紧张，信息与通信已经是当下高度信息化社会的“命脉”，信息只有经过有效且广泛地传播，才能成为一种有利用价值的资源，产生经济效益、推动社会发展。通信技术在发展的过程中与传感技术、计算机技术互相融合，不断完善，而卫星通信的建设与发展在消防救援、水利工程、电视转播、交通运输等领域也得到了成熟的应用，具有良好的发展前景。

现有的卫星通信系统设备存在着很多问题，比如系统更新周期长，维护成本昂贵以及管理复杂等，这些问题可通过虚拟仿真的方式进行解决。本文将围绕卫星地面站监测系统的仿真进行展开，主要涉及天目全数字实时仿真软件SkyEye、多领域分布式协同仿真平台DigiThread与Simulink。

 ▲卫星地面站监测系统

本案例主要关于卫星地面站检测卫星运行轨迹和姿轨状态的联合仿真系统，模拟【地面遥控软件发送指令到卫星，经由基于SkyEye所仿真的数字卫星响应处理，返回信息到地面遥测分析软件查看】的过程。

▲卫星地面站监测仿真系统架构图

虚拟计算机模型

基于SkyEye仿真MPC xx芯片，可实现虚拟芯片上翼辉操作系统和星上软件的正确运行。主要仿真MPC xx芯片、信道关口、时基综合接口板所形成的模型。 

动力学模型和姿轨控模型

作为卫星所需仿真的模型，包括姿控模型、热控模型、数传模型、测控模型、载荷模型、供配电模型。模型将接收软件或者上位机的指令，并输出正确的动力学模型和姿轨控模型数据结果。

协同仿真软件

DigiThread作为控制多个仿真模型工程的软件工具，主要功能是向仿真芯片和动力学模型提供协同仿真接口，承担数字卫星工程搭建、控制、时钟同步和数据交互的功能。

上位机软件

遥控软件：用于发送各类指令，如校时指令、间接指令、注数指令等，部分指令由信道关口直接处理，其他指令交由星务软件识别执行对应操作。

网络连接软件：用于连接数字卫星，提供发送遥控指令和接收遥测数据的网络通路。

遥测分析软件：接收星务软件组包下发的遥测数据，并根据数据格式进行分析展示卫星的状态数据，如姿控模型的仿真时刻、太阳光照角等状态数据。

天目全数字实时仿真软件SkyEye

作为基于可视化建模的硬件行为级仿真平台，为嵌入式软件提供虚拟化运行环境，开发、测试人员可在该虚拟运行环境上进行软件开发、软件测试和软件验证活动。小到芯片，大到系统，SkyEye均可进行模拟。

多领域分布式协同仿真平台DigiThread

基于DDS（数据分发服务）通信模式并通过协同仿真软总线连接多种仿真模型，可实现点对点的数据通讯，被广泛应用于复杂系统集成仿真和数字孪生等。