一种卫星电子载荷测试方法技术

一种卫星电子载荷测试方法，利用卫星的遥测是按照固定时间间隔下传的规律，将其作为电子载荷地面测试设备与星上时间同步的信号，并从中提取星上时间信息，为地面测试设备提供时间基准。采用具备LXI功能的地面测试设备，通过软件和网络进行控制和查询，实现地面测试设备的状态设置与星上设备状态变化同步，并实时查询和记录地面测试设备的状态设置，为电子载荷数据判读提供准确的测试输入条件。测试用例的列表的引入进一步减少了人工操作和减小了误操作风险。本发明专利技术适用于星上电子载荷工作模式切换频繁，要求地面测试设备随之相应设置，相关遥测信息更新速度慢的情况。本方法简化了人工操作环节，提高了测试效率，便于工程实现。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星电子载荷测试方法
本专利技术涉及一种电子载荷测试方法，特别是一种在整星条件下的电子载荷测试的方法，属于测试

技术介绍
电子载荷被集成安装在卫星上后，需要在整星条件下对电子载荷的各项功能、性能进行测试。为模拟卫星在轨的实际工作情况，地面设备将模拟实际的信号来配合电子载荷测试。电子载荷采用无线或有线的方式接收地面设备产生的模拟信号，根据工作模式和状态将接收到的模拟信号生成载荷数据，并将这些数据经数传下传至地面应用系统。通过比对电子载荷产生的数据与模拟信号所对应的预期数据是否相符来判断电子载荷的功能、性能是否符合设计要求。目前在整星条件下对电子载荷的集成测试，主要是由人工主导完成的。根据电子载荷工作模式和状态的遥测信息，测试人员设置地面设备状态产生相应的模拟信号，再通过判断数传下传的电子载荷数据的正确性来完成对电子载荷的各项功能、性能测试。现有整星条件下的电子载荷的测试方法，人工参与较多，自动化程度低，存在下面三方面的问题：1、地面设备准确配合载荷测试的难度大。电子载荷的遥测信息具有延迟性，遥测信息反应的载荷状态始终落后于电子载荷的实际状态变化，人工设置地面设备容易错过对应的载荷状态，特别是在载荷状态切换速度快的情况下尤为明显。2、人工设置地面设备不利于精确判读载荷数据。地面设备的状态设置是按照整星的测试细则进行的，而地面设备的状态记录都是人工记录，时间的准确度差，使得很难将地面设备的状态与星上电子载荷的状态在时间上准确对应起来，并且卫星上使用的时钟与地面所用时钟存在偏差，测试时间越长星上和地面的时间偏差越大，这些都增大了对载荷数据正确判读的难度。3、人工设置地面设备容易出现错误设置或误操作引起的非预期信号，特别是在地面设备设置过程复杂的情况下更容易出现错误。而这将使得地面设备产生其它非预期的模拟信号，干扰载荷数据的判读。这也是往往造成用星上设备验证地面设备的主要原因。这些因素导致整星条件的电子载荷测试效率低。在日益增多的卫星研制任务以及缩短研制周期的背景下，目前这种电子载荷的测试方法将成为制约卫星研制和生产效率的一个重要因素。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种卫星电子载荷测试方法，减少了人工干预的环节，通过引入卫星遥测广播作为同步信号，增加了对地面设备状态与星上时间的关联记录，为电子载荷数据的判读提供了准确的测试设备状态，采用测试用例列表和自动控制地面设备，解决了电子载荷地面测试设备与星上状态同步并精确测试的问题。本专利技术的技术解决方案是：一种卫星电子载荷测试方法，步骤如下：(1)根据卫星电子载荷测试的需求，以列表形式编写各电子载荷的测试用例，测试用例中包括模拟信号参数、功率和执行时长，所述模拟信号参数包括频率、脉冲宽度和重频周期；(2)卫星上的测控分系统按照预先设定的时间间隔向地面测试网络发送广播遥测数据，地面测试系统实时记录广播遥测数据并对地面测试系统进行系统延时标定；所述地面测试系统包括载荷测试计算机、载荷专用测试设备、测控专用测试设备和指令计算机，具体为：若按照地面指令计算机启动地面测试设备进行系统延时标定，则载荷测试计算机通过测控专用测试设备接收广播遥测数据并记录当前广播遥测数据中的星上时间，记为t1，在延迟n秒后，载荷测试计算机启动测试程序，记此时刻为t2＝t1+n秒，载荷测试完成后，判读载荷数据中指令实际执行的时刻，记为t1’，在延迟n秒后，分析载荷数据中实际收到模拟信号源的时刻，记为t2’，测试系统的延迟时间记为x秒，且延迟时间由x＝t1-t1’或x＝t2-t2’获得；若在星上时刻t3启动星上电子载荷进行系统延时标定，则卫星上的测控分系统按照预先设定的时间间隔向地面测试网络发送广播遥测数据，载荷测试计算机通过测控专用测试设备接收到卫星含有t3时刻的广播遥测数据后，启动地面测试设备，通过载荷专用测试设备向卫星发送模拟信号，将星上电子载荷接收到该模拟信号的时刻记为t3’，则测试系统的延迟时间y可以通过y＝t3’-t3计算得出；所述n根据卫星电子载荷设计决定，并确保此时卫星电子载荷处于正常工作状态；所述广播遥测数据包括卫星星时和卫星各分系统的遥测参数；(3)根据步骤(2)中的系统延时标定结果对地面时钟进行修正，在地面测试系统按照指令启动测试程序的情况下，若测试系统无法预知指令启动的时间，则通过在接收到指令启动信号后采取减少第1个测试用例的执行时间x秒的方式进行修正；若按照设定的星上时间启动测试程序，则通过比设定的星上时间提前y秒启动测试程序来修正，从而使得星上时间与地面测试系统时间同步；(4)地面测试系统读取步骤(1)中的测试用例，并将测试用例中的模拟信号参数和功率传送给载荷专用测试设备，载荷专用测试设备按照测试用例中的模拟信号参数和功率发送模拟信号至卫星的电子载荷，并将该模拟信号参数和功率发送给载荷测试计算机记录，卫星的电子载荷接收到载荷专用设备传送的模拟信号后，产生电子载荷数据，通过数传专用测试设备传输给载荷测试计算机进行记录，地面测试系统实时记录当前载荷专用测试设备的状态，所述专用测试设备的状态包括专用测试设备发送的模拟信号、模拟信号参数和功率；(5)在进行步骤(4)的同时地面测试系统实时接收测控专用测试设备转发的广播遥测数据，记录当前测试用例执行的时长，若小于等于测试用例中预先设定的执行时长，则继续执行该测试用例，若大于测试用例中预先设定的执行时长，则顺序执行下一个测试用例；(6)重复步骤(4)～步骤(5)，直至所有测试用例均执行完成；(7)将步骤(4)中载荷计算机记录的电子载荷数据与输入模拟信号所对应的期望值进行比对，计算电子载荷数据与期望值之间的差值；若该差值小于等于预先设定的阈值，则该电子载荷符合要求，否则该电子载荷不符合要求；(8)重复步骤(4)～步骤(7)，直至完成星上所有电子载荷的测试。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：(1)本专利技术将卫星遥测广播作为地面测试设备的同步信号，实现地面设备与星上时间基准同步，为地面设备与星上设备时间同步的电子载荷测试提供了时间接口，不需要在卫星上专门设计并安装设备来实现与地面设备的时间同步接口，避免了在星上增加设备所带来的风险，同时也节约了卫星研制成本；(2)本专利技术利用地面测试设备的LXI接口，通过软件和网络对地面设备实施控制和状态查询。软件的程式化控制减少了地面设备测试时人工控制的环节，能够快速实现地面测试设备的状态切换。测试中所需的测试用例以表格化的形式提前配置，避免了人工实时设置的问题，也避免了地面设备的错误设置或误操作。与现有的人工记录地面测试设备状态相比，软件的程序化查询能够实时且快速的记录地面设备状态的变化，提高了效率。(3)本专利技术引入遥测广播作为同步信号，结合软件控制和查询地面测试设备，使得地面设备状态具备与星上设备状态在时间上准确同步切换的能力；按照星上时间准确记录了地面设备状态，实现星上时间与地面设备的关联，为电子载荷数据的判读的准确输入条件。(4)本专利技术具备按照设定星上时间启动或者按照指令启动地面测试设备的功能，即能适应程控指令启动也能适应手动测试，扩展了地面测试设备对整星测试的适应性。(5)本专利技术即不需要更改卫星上的设备，也不需要更改地面测试系统的设备，方法实施简单，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卫星电子载荷测试方法，其特征在于步骤如下：(1)根据卫星电子载荷测试的需求，以列表形式编写各电子载荷的测试用例，测试用例中包括模拟信号参数、功率和执行时长，所述模拟信号参数包括频率、脉冲宽度和重频周期；(2)卫星上的测控分系统按照预先设定的时间间隔向地面测试网络发送广播遥测数据，地面测试系统实时记录广播遥测数据并对地面测试系统进行系统延时标定；所述地面测试系统包括载荷测试计算机、载荷专用测试设备、测控专用测试设备和指令计算机，具体为：若按照地面指令计算机启动地面测试设备进行系统延时标定，则载荷测试计算机通过测控专用测试设备接收广播遥测数据并记录当前广播遥测数据中的星上时间，记为t1，在延迟n秒后，载荷测试计算机启动测试程序，记此时刻为t2＝t1+n秒，载荷测试完成后，判读载荷数据中指令实际执行的时刻，记为t1’，在延迟n秒后，分析载荷数据中实际收到模拟信号源的时刻，记为t2’，测试系统的延迟时间记为x秒，且延迟时间由x＝t1‑t1’或x＝t2‑t2’获得；若在星上时刻t3启动星上电子载荷进行系统延时标定，则卫星上的测控分系统按照预先设定的时间间隔向地面测试网络发送广播遥测数据，载荷测试计算机通过测控专用测试设备接收到卫星含有t3时刻的广播遥测数据后，启动地面测试设备，通过载荷专用测试设备向卫星发送模拟信号，将星上电子载荷接收到该模拟信号的时刻记为t3’，则测试系统的延迟时间y可以通过y＝t3’‑t3计算得出；所述n根据卫星电子载荷设计决定，并确保此时卫星电子载荷处于正常工作状态；所述广播遥测数据包括卫星星时和卫星各分系统的遥测参数；(3)根据步骤(2)中的系统延时标定结果对地面时钟进行修正，在地面测试系统按照指令启动测试程序的情况下，若测试系统无法预知指令启动的时间，则通过在接收到指令启动信号后采取减少第1个测试用例的执行时间x秒的方式进行修正；若按照设定的星上时间启动测试程序，则通过比设定的星上时间提前y秒启动测试程序来修正，从而使得星上时间与地面测试系统时间同步；(4)地面测试系统读取步骤(1)中的测试用例，并将测试用例中的模拟信号参数和功率传送给载荷专用测试设备，载荷专用测试设备按照测试用例中的模拟信号参数和功率发送模拟信号至卫星的电子载荷，并将该模拟信号参数和功率发送给载荷测试计算机记录，卫星的电子载荷接收到载荷专用设备传送的模拟信号后，产生电子载荷数据，通过数传专用测试设备传输给载荷测试计算机进行记录，地面测试系统实时记录当前载荷专用测试设备的状态，所述专用测试设备的状态包括专用测试设备发送的模拟信号、模拟信号参数和功率；(5)在进行步骤(4)的同时地面测试系统实时接收测控专用测试设备转发的广播遥测数据，记录当前测试用例执行的时长，若小于等于测试用例中预先设定的执行时长，则继续执行该测试用例，若大于测试用例中预先设定的执行时长，则顺序执行下一个测试用例；(6)重复步骤(4)～步骤(5)，直至所有测试用例均执行完成；(7)将步骤(4)中载荷计算机记录的电子载荷数据与输入模拟信号所对应的期望值进行比对，计算电子载荷数据与期望值之间的差值；若该差值小于等于预先设定的阈值，则该电子载荷符合要求，否则该电子载荷不符合要求；(8)重复步骤(4)～步骤(7)，直至完成星上所有电子载荷的测试。...

【技术特征摘要】
1.一种卫星电子载荷测试方法，其特征在于步骤如下：(1)根据卫星电子载荷测试的需求，以列表形式编写各电子载荷的测试用例，测试用例中包括模拟信号参数、功率和执行时长，所述模拟信号参数包括频率、脉冲宽度和重频周期；(2)卫星上的测控分系统按照预先设定的时间间隔向地面测试网络发送广播遥测数据，地面测试系统实时记录广播遥测数据并对地面测试系统进行系统延时标定；所述地面测试系统包括载荷测试计算机、载荷专用测试设备、测控专用测试设备和指令计算机，具体为：若按照地面指令计算机启动地面测试设备进行系统延时标定，则载荷测试计算机通过测控专用测试设备接收广播遥测数据并记录当前广播遥测数据中的星上时间，记为t1，在延迟n秒后，载荷测试计算机启动测试程序，记此时刻为t2＝t1+n秒，载荷测试完成后，判读载荷数据中指令实际执行的时刻，记为t1’，在延迟n秒后，分析载荷数据中实际收到模拟信号源的时刻，记为t2’，测试系统的延迟时间记为x秒，且延迟时间由x＝t1-t1’或x＝t2-t2’获得；所述n根据卫星电子载荷设计决定，并确保此时卫星电子载荷处于正常工作状态；所述广播遥测数据包括卫星星时和卫星各分系统的遥测参数；若在星上时刻t3启动星上电子载荷进行系统延时标定，则卫星上的测控分系统按照预先设定的时间间隔向地面测试网络发送广播遥测数据，载荷测试计算机通过测控专用测试设备接收到卫星含有t3时刻的广播遥测数据后，启动地面测试设备，通过载荷专用测试设备向卫星发送模拟信号，将星上电子载荷接收到该模拟信号的时刻记为t3’，则测试系统的延迟时间y可以通过y＝t3’-t3计算得出；(3)根据步...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾巍，刘航，
申请(专利权)人：航天东方红卫星有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11