本技术提供了一种卫星单机仿真系统及方法，一种卫星单机仿真系统，所述卫星单机仿真系统与星上软件、动力分系统和能源分系统连接，所述卫星单机仿真系统模拟卫星单机进行建模，所述卫星单机包括传感器和执行器，所述卫星单机仿真系统将所述卫星单机建模为读数据操作或写数据操作，并按指令设定的算法，做相应的数据处理，所述卫星单机仿真系统包括可配置单元、编码单元和配置文件，其中：所述可配置单元中的设计参数和产生数据根据配置文件进行初始化；所述编码单元中的指令动作通过代码固定为函数，所述函数发送、接受或处理所述产生数据。

权利要求书1.一种卫星单机仿真系统，所述卫星单机仿真系统与星上软件、动力分系统和能源分系统连接，其特征在于，所述卫星单机仿真系统模拟卫星单机进行建模，所述卫星单机包括传感器和执行器，所述卫星单机仿真系统将所述卫星单机建模为读数据操作或写数据操作，并按指令设定的算法，做相应的数据处理；所述卫星单机仿真系统包括可配置单元、编码单元和配置文件，其中：所述可配置单元中的设计参数和产生数据根据配置文件进行初始化；所述编码单元中的指令动作通过代码固定为函数，所述函数发送、接受或处理所述产生数据。

2.如权利要求1所述的卫星单机仿真系统，其特征在于，所述传感器包括星敏感器、太阳敏感器和陀螺，所述执行器包括飞轮和推力器。

3.如权利要求1所述的卫星单机仿真系统，其特征在于，所述可配置单元包括单机指令与算法模块、单机发送数据包格式模块、单机数据库模块与单机分系统数据包模块，其中：所述单机指令与算法模块用于接收配置文件配置的单机指令与算法的初始化值，形成单机指令与算法；所述单机发送数据包格式模块用于接收配置文件配置的单机发送数据包格式的初始化值，形成单机发送数据包格式；所述单机数据库模块用于接收配置文件配置的单机数据库的初始化值，形成单机数据库；所述单机分系统数据包模块用于接收配置文件配置的单机分系统数据包的初始化值，形成单机分系统数据包。

4.如权利要求3所述的卫星单机仿真系统，其特征在于，所述编码单元包括指令数据接收函数模块、指令数据处理函数模块、单机数据发送函数模块和定时器交互接口模块，其中：所述指令数据接收函数模块用于接收所述单机指令与算法，以及所述星上软件发送的数据，并将所述单机指令与算法和星上软件发送的数据发送至所述指令数据处理函数模块；所述指令数据处理函数模块处理所述单机指令与算法和星上软件发送的数据，并将处理结果发送至所述单机数据发送函数模块；所述单机数据发送函数模块接收所述处理结果、所述单机发送数据包格式和所述单机数据库中的数据，并发送至所述星上软件；所述定时器交互接口模块连接所述单机数据库模块和所述单机分系统数据包模块，并接收所述单机数据库模块和所述单机分系统数据包模块由所述配置文件获取的数据，发送至所述动力分系统和所述能源分系统。

5.一种基于权利要求4所述的卫星单机仿真系统的卫星单机仿真方法，其特征在于，将所述卫星单机的指令动作与指令值进行分离，并将指令值存放于所述配置文件中，指令动作固化为具体的代码存放于所述编码单元，所述配置文件对所述可配置单元进行初始化操作。

6.如权利要求5所述的卫星单机仿真方法，其特征在于，对卫星单机中的算法定义与设计参数进行分离，并使用数学运算对所述算法定义进行描述，以使所述算法定义被所述配置文件配置；将卫星单机的设计参数与产生数据，设计为相应的数据结构，以使数据结构根据所述配置文件配置；在所述卫星单机仿真系统的数据库初始化时，根据配置文件的配置，所述单机数据库模块自动添加相应数据类型的数据至数据库中；所述单机数据库模块用于作为通用数据库，将卫星单机的设计参数和产生数据做统一的增操作、删操作、读操作或写操作。

7.如权利要求5所述的卫星单机仿真方法，其特征在于，所述卫星单机接收数据包格式和所述卫星单机发送的数据包格式分别为输入数据结构和输出数据结构，所述输入数据结构和输出数据结构的内容存放于配置文件中；将卫星单机、动力分系统和能源分系统的输入数据结构存放于配置文件中，以满足不同卫星型号的分系统模型的相异的输入数据格式。

8.如权利要求5所述的卫星单机仿真方法，其特征在于，将所述卫星单机仿真系统设计为C++的类，所述指令动作即为类的私有成员函数，所述指令值为类的私有成员变量，所述卫星单机的数据在单机数据库模块中处理；卫星的多个同类单机仿真，转换为所述类的多个对像的创建；在所述类的对像的创建的初始化过程中，根据配置文件中的配置，动态创建相应数据类型的变量，并按配置文件中变量的初始化值，重复此过程，直致单机在配置文件中的所有配置项全部完成初始化。

技术说明书卫星单机仿真系统及方法技术领域本技术涉及卫星仿真技术领域，特别涉及一种卫星单机仿真系统及方法。

背景技术随着信息技术和空间技术的迅猛发展，卫星的复杂程度和新技术含量不断提高，研制周期进一步缩短，在轨寿命和可靠性要求更高，造成卫星研制工作难度不断加大，而且目前我国的国民经济建设和国防建设都对卫星的研制工作提出了更高的要求。

为满足国家和用户对空间技术的需求，支持国民经济建设，支持国防加速向信息化转变，我国航天工业部门面临时间紧、任务重、技术复杂的挑战。

因此必须采用更加先进的技术，提高技术和管理能力，快、好、省地完成卫星的研制工作，最大程度地满足用户的要求。

在这种背景下，利用日益成熟系统仿真技术，将在卫星的概念研究、方案论证、设计研发、集成测试和在轨维护等各方面，提升工作效率和准确率。

卫星仿真系统，主要由如下四部分组成：芯片模型库、外设接口(如CAN等)模型库、单机模型库和分系统(如动力学等)模型库。

卫星单机的仿真建模，是卫星仿真系统构建的重要环节之一。

卫星单机可以分为两大类：传感器(如星敏等)和执行器(如飞轮等)，虽然此类硬件具备固定的功能，但由于没有标准化，各厂家的实现具有较大差异性。

因此一个通用的卫星单机仿真模型建模方法，对快速搭建卫星仿真系统，对单机模型的可靠性、可重用性、可维护性等显得尤为重要。

现在卫星单机的仿真，都是面向具体卫星型号做的定向仿真，可重用性差。

由于此类硬件没有标准化的接口与通信协议，每颗卫星型号使用的单机，其接口或通信协议均有差异，在单机仿真开发过程中，必需改动软件代码，进而单机仿真在卫星系统仿真中，需要投入较大的开发人力和测试人力。

进而导致价值极高的卫星高保真故障仿真，难以平台化。

面对日益增涨的民用微小卫星需求，卫星仿真系统难以工具化。

故现在缺少一种通用的卫星单机仿真模型建模方法，能避免重复开发，实现质量可靠、开放通用的卫星单机模型。

技术内容本技术的目的在于提供一种卫星单机仿真系统及方法，以解决现有的卫星单机仿真模型建模通用性差的问题。

为解决上述技术问题，本技术提供一种卫星单机仿真系统，所述卫星单机仿真系统与星上软件、动力分系统和能源分系统连接，所述卫星单机仿真系统模拟卫星单机进行建模，所述卫星单机包括传感器和执行器，所述卫星单机仿真系统将所述卫星单机建模为读数据操作或写数据操作，并按指令设定的算法，做相应的数据处理；所述卫星单机仿真系统包括可配置单元、编码单元和配置文件，其中：所述可配置单元中的设计参数和产生数据根据配置文件进行初始化；所述编码单元中的指令动作通过代码固定为函数，所述函数发送、接受或处理所述产生数据。

可选的，在所述的卫星单机仿真系统中，所述传感器包括星敏感器、太阳敏感器和陀螺，所述执行器包括飞轮和推力器。

可选的，在所述的卫星单机仿真系统中，所述可配置单元包括单机指令与算法模块、单机发送数据包格式模块、单机数据库模块与单机分系统数据包模块，其中：所述单机指令与算法模块用于接收配置文件配置的单机指令与算法的初始化值，形成单机指令与算法；所述单机发送数据包格式模块用于接收配置文件配置的单机发送数据包格式的初始化值，形成单机发送数据包格式；所述单机数据库模块用于接收配置文件配置的单机数据库的初始化值，形成单机数据库；所述单机分系统数据包模块用于接收配置文件配置的单机分系统数据包的初始化值，形成单机分系统数据包。

可选的，在所述的卫星单机仿真系统中，所述编码单元包括指令数据接收函数模块、指令数据处理函数模块、单机数据发送函数模块和定时器交互接口模块，其中：所述指令数据接收函数模块用于接收所述单机指令与算法，以及所述星上软件发送的数据，并将所述单机指令与算法和星上软件发送的数据发送至所述指令数据处理函数模块；所述指令数据处理函数模块处理所述单机指令与算法和星上软件发送的数据，并将处理结果发送至所述单机数据发送函数模块；所述单机数据发送函数模块接收所述处理结果、所述单机发送数据包格式和所述单机数据库中的数据，并发送至所述星上软件；所述定时器交互接口模块连接所述单机数据库模块和所述单机分系统数据包模块，并接收所述单机数据库模块和所述单机分系统数据包模块由所述配置文件获取的数据，发送至所述动力分系统和所述能源分系统。

本技术还提供一种基于上述的卫星单机仿真系统的卫星单机仿真方法，将所述卫星单机的指令动作与指令值进行分离，并将指令值存放于所述配置文件中，指令动作固化为具体的代码存放于所述编码单元，所述配置文件对所述可配置单元进行初始化操作。

可选的，在所述的卫星单机仿真方法中，对卫星单机中的算法定义与设计参数进行分离，并使用数学运算对所述算法定义进行描述，以使所述算法定义被所述配置文件配置；将卫星单机的设计参数与产生数据，设计为相应的数据结构，以使数据结构根据所述配置文件配置；在所述卫星单机仿真系统的数据库初始化时，根据配置文件的配置，所述单机数据库模块自动添加相应数据类型的数据至数据库中；所述单机数据库模块用于作为通用数据库，将卫星单机的设计参数和产生数据做统一的增操作、删操作、读操作或写操作。

可选的，在所述的卫星单机仿真方法中，所述卫星单机接收数据包格式和所述卫星单机发送的数据包格式分别为输入数据结构和输出数据结构，所述输入数据结构和输出数据结构的内容存放于配置文件中；将卫星单机、动力分系统和能源分系统的输入数据结构存放于配置文件中，以满足不同卫星型号的分系统模型的相异的输入数据格式。

可选的，在所述的卫星单机仿真方法中，将所述卫星单机仿真系统设计为C++的类，所述指令动作即为类的私有成员函数，所述指令值为类的私有成员变量，所述卫星单机的数据在单机数据库模块中处理；卫星的多个同类单机仿真，转换为所述类的多个对像的创建；在所述类的对像的创建的初始化过程中，根据配置文件中的配置，动态创建相应数据类型的变量，并按配置文件中变量的初始化值，重复此过程，直致单机在配置文件中的所有配置项全部完成初始化。

在本技术提供的卫星单机仿真系统及方法中，通过可配置单元中的设计参数和产生数据根据配置文件进行初始化；编码单元中的指令动作通过代码固定为函数，函数发送、接受或处理产生数据，实现了一种应用于卫星单机仿真的通用模型建模方法，利用该模型搭建出可重用、可配置的单机模型。