HPS – Hybrid Simulation Platform for Space Systems
Für die Entwicklung von Flugführungs-, Navigations- und Regelungssystemen (englisch Guidance, Navigation and Control Systems, kurz GNC-Systeme) sind komplexe Simulationsmodelle der Systemdynamiken von Raumfahrtsystemen, den zu erwartenden Umgebungsbedingungen und Störungen sowie den verwendeten Sensoren und Aktuatoren als Entwicklungswerkzeuge unerlässlich.
Die Abteilung Navigations- und Regelungssysteme hat daher in Kooperation mit dem Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) an der Universität Bremen die Hybrid Simulation Platform for Space Systems (HPS), eine Simulationsbibliothek und Toolsammlung zur Simulation von GNC-Systemen für Raumfahrtsysteme, entwickelt. Die HPS-Bibliothek umfasst derzeit rund 80 miteinander verbundene Funktionen und Simulationsmodelle für MATLAB/Simulink, die stetig weiterentwickelt werden.
Die HPS-Bibliothek enthält hochgenaue Simulationsmodelle, die auf Wissenschaftsmissionen mit hohen Anforderungen an die Messgenauigkeit angewendet werden können, um z. B. die Satelliten-Instrumenteninteraktion und die Auswirkung externer Störungen auf das Messsignal zu untersuchen, um Daten zur Evaluierung von Postprocessing-Algorithmen zu generieren oder um missionsspezifische Regelungsalgorithmen zu testen. Mit einigen dieser Module können derzeit bereits Hardware-in-the-Loop-Tests durchgeführt werden. Diese Funktionalität soll auch auf alle anderen Module übertragen werden.
Die HPS-Bibliothek unterliegt einem Qualitätssicherungsprozess, in dem alle Modulfunktionalitäten gründlich getestet werden. Die Validierungsprozedur basiert auf einer Testautomatisierung und liefert umfassende Testberichte. Die hochgenaue Mehrkörperdynamik wird mit Flugdaten validiert.