一种组件化有效载荷地面综合测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种组件化有效载荷地面综合测试系统，包括：交互层设备，用于仿真卫星平台通过控制总线、遥测遥控、供配电、高速数据采集接口与有效载荷进行数据交互；处理层设备，用于对有效载荷产生的载荷探测数据、工程遥测参数进行传输帧及源包格式处理与质量检测、数据解压缩与图像彩色复原、工程遥测参数物理量反演；应用层设备，用于实现有效载荷数据注入文件生成、测试序列生成与编辑、测试序列执行与测试覆盖性分析。不同分层设备生成为多个可沿用组件，基于现有组件组合、组件属性配置更改或者通过添加新的组件，即可构建出适合新型号任务的有效载荷地面综合测试系统，显著缩短了系统研制周期，提升了系统的继承性和可靠性。

A Component Payload Ground Integrated Test System

【技术实现步骤摘要】
一种组件化有效载荷地面综合测试系统
本专利技术主要涉及有效载荷测试领域，具体而言，尤其涉及一种组件化有效载荷地面综合测试系统。
技术介绍
为了验证有效载荷分系统的总体设计，检测载荷与卫星平台之间、载荷设备之间电接口、数据接口的匹配性，确认集成后有效载荷分系统的功能、性能、工作模式设计的正确性、合理性，在有效载荷研制的初样、正样等各个阶段，均需要开展全面充分的有效载荷地面试验与验证工作。用于支持载荷完成上述试验任务的系统即为有效载荷地面综合测试系统。有效载荷地面综合测试系统与卫星地面综合测试系统的主要区别在于①不同型号任务的被测对象差异性大：卫星系统通常都包含能源、热控、姿控、数管和测控等分系统，同一研制单位研制的卫星，特别是成系列成批次的航天器，所配置的这些分系统通常具有继承性。但不同航天器上配置的有效载荷往往跨越遥感、气象、天文、生命、材料和生物等多个学科，在功能、性能、接口和工作模式等方面均存在较大的差异性。②测试数据类型多样、处理算法复杂度高差异性大：卫星平台数据通常只包含工程和遥测参数，其处理需求大多为电压、电流、温度、压力和角度等物理量反演需求，而载荷数据除了包含工程和遥测参数之外，通常还包含图像数据、能谱数据、事例数据和高程数据，这些数据往往具有数据拼接、解压缩、彩色复原等复杂度高、差异性大的处理需求。鉴于此，传统的有效载荷地面综合测试系统，通常针对被测型号有效载荷的设计进行定制化的开发与实现，研制的系统具有专用性，不能针对不同型号任务外部物理接口、交互协议、所配置有效载荷及其数据处理方法、工程遥测物理量反演方法的不同进行灵活的重构和扩展。对于一个新型号有效载荷的测试任务，往往需要全新构建相应的地面综合测试系统。这种研制模式一方面延长了测试系统的开发周期，造成了设备、人员等资源的浪费，另一方面研制的测试系统因不具有继承性而难以确保其高可用性和高可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决传统有效载荷地面综合测试系统专用性强、缺乏可沿用性的问题。为实现上述目的，本专利技术提出一种组件化有效载荷地面综合测试系统，通过采用交互层、处理层和应用层的三层的有效载荷地面综合测试系统统一架构，将不同分层设备设计为多个可沿用的组件，基于现有组件的组合、组件属性配置更改或者通过添加新的组件，构建出适合新型号任务的有效载荷地面综合测试系统。本专利技术所述组件化有效载荷地面综合测试系统包括：交互层设备、处理层设备和应用层设备；所述交互层设备，用于与有效载荷设备进行数据交互，将遥控及数据注入指令发送至有效载荷设备，采集有效载荷设备发送的载荷探测数据和工程遥测参数，为有效载荷设备提供一次母线电源和指令电源；所述处理层设备，用于对有效载荷设备产生的载荷探测数据和工程遥测参数进行传输帧及源包格式处理与质量检测、数据解压缩和图像彩色复原、工程遥测参数物理量反演；对上行指令执行情况和下行工程遥测参数是否异常进行判读；所述应用层设备，用于根据测试需求生成载荷数据注入指令、生成编辑测试序列、执行测试序列、分析测试序列的测试覆盖性，时快视有效载荷工程遥测参数和载荷探测数据。作为所述系统的一种改进，所述工程遥测参数包括：工程参数、数字量遥测参数和模拟量遥测参数。作为所述系统的一种改进，所述交互层设备包括：卫星平台控制总线接口仿真前端、卫星平台遥测遥控接口仿真前端、卫星平台供配电接口仿真前端和卫星平台高速数据采集接口仿真前端；所述卫星平台控制总线接口仿真前端，用于向有效载荷发送数据注入指令，采集有效载荷发送的数字量遥测、工程参数，完成卫星平台与有效载荷之间的卫星时间码及其他业务数据的交互；所述卫星平台控制总线接口仿真前端，包括：1553B总线接口组件、CAN总线接口组件、RS422总线接口组件、RS485总线接口组件；所述卫星平台遥测遥控接口仿真前端，用于通过数字IO控制接口向有效载荷发送遥控指令，通过AD转换接口采集有效载荷模拟量遥测数据；所述卫星平台遥测遥控接口仿真前端包括：AD模拟量采集接口组件、数字IO控制接口组件；所述卫星平台供配电接口仿真前端，用于向有效载荷提供一次母线供电和指令供电；所述卫星平台供配电接口仿真前端包括：直流稳压电源组件；所述卫星平台高速数据采集接口仿真前端，用于采集有效载荷产生的载荷探测数据和工程参数；所述卫星平台高速数据采集接口仿真前端包括：LVDS接口数据采集组件、SapceWire接口数据采集组件和1394接口数据采集组件。作为所述系统的一种改进，所述处理层设备包括：工程遥测参数处理服务器、测试数据综合判读服务器、载荷探测数据处理服务器和测试数据管理服务器；所述工程遥测参数处理服务器，用于对卫星平台控制总线接口仿真前端、卫星平台高速数据采集接口仿真前端采集的有效载荷工程遥测参数进行物理量反演处理、反演结果网络分发和数据库入库管理；所述工程遥测参数处理服务器包括若干进行物理量反演处理、反演结果网络分发和数据库入库管理的组件；所述测试数据综合判读服务器，用于依据采集的有效载荷工程遥测参数判读遥控指令、数据注入指令和供电参数设置指令的执行情况，依据有效载荷数据判读文件判读工程遥测参数是否异常；所述测试数据综合判读服务器，包括若干判读指令执行结果、判读工程遥测参数是否异常的组件；所述探测数据处理服务器，用于依据载荷探测数据格式，进行传输帧、源包和用户帧格式处理与质量检测、载荷探测数据解压缩与图像彩色复原、工程遥测参数物理量反演；所述探测数据处理服务器，包括若干载荷探测数据处理、工程遥测参数处理的组件；所述测试数据管理服务器，用于管理工程遥测参数的组织及处理方法配置信息、遥控及数据注入指令配置信息，管理工程遥测参数物理量反演结果数据、数据处理报告及测试覆盖性分析报告文件。作为所述系统的一种改进，所述应用层设备包括：测试序列生成与编辑终端、测试序列执行与测试覆盖性分析终端和测试监视终端；所述测试序列生成与编辑终端，用于根据载荷设计说明、接口控制文件、载荷数据判读文件和载荷测试需求生成二进制载荷数据注入指令，依据载荷用户测试需求，对测试序列文件进行生成与编辑；所述测试序列生成与编辑终端包括载荷数据注入文件生成、测试序列生成、测试序列编辑组件；所述测试序列执行与测试覆盖性分析终端，用于自动或手动执行测试序列文件，经交互层设备向有效载荷发送遥控及数据注入指令。测试序列执行完成后，对执行的测试用例进行测试覆盖性分析，输出测试覆盖性分析报告；所述测试序列执行与测试覆盖性分析终端包括若干执行测试序列、测试覆盖性分析的组件；所述测试监视终端，用于对工程遥测参数、载荷探测数据进行快视，并提供数据回放、查询和下载功能。所述测试监视终端包括若干工程遥测参数、载荷探测数据的快视组件。作为所述系统的一种改进，每一个组件具有对应的动态链接库、属性配置文件。本专利技术还提出一种基于组件化有效载荷地面综合测试系统的上行指令处理方法，所述方法流程包括：根据载荷设计说明、接口控制文件、载荷数据判读文件和载荷测试需求，生成二进制载荷数据注入指令，生成并编辑有效载荷测试序列，生成载荷测试序列文件；基于所述载荷测试序列文件，自动或手动执行测试序列，顺次将测试序列中指令通过交互层设备发送至有效载荷；当指令为遥控指令时，通过所述卫星平台遥测遥控接口仿真前端的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组件化有效载荷地面综合测试系统，其特征在于，所述系统包括：交互层设备、处理层设备和应用层设备；所述交互层设备，用于与有效载荷设备进行数据交互，将遥控及数据注入指令发送至有效载荷设备，采集有效载荷设备发送的载荷探测数据和工程遥测参数，为有效载荷设备提供一次母线电源和指令电源；所述处理层设备，用于对有效载荷设备产生的载荷探测数据和工程遥测参数进行传输帧及源包格式处理与质量检测、数据解压缩和图像彩色复原、工程遥测参数物理量反演；对上行指令执行情况和下行工程遥测参数是否异常进行判读；所述应用层设备，用于根据测试需求生成载荷数据注入指令、生成编辑测试序列、执行测试序列、分析测试序列的测试覆盖性，时快视有效载荷工程遥测参数和载荷探测数据。

【技术特征摘要】
1.一种组件化有效载荷地面综合测试系统，其特征在于，所述系统包括：交互层设备、处理层设备和应用层设备；所述交互层设备，用于与有效载荷设备进行数据交互，将遥控及数据注入指令发送至有效载荷设备，采集有效载荷设备发送的载荷探测数据和工程遥测参数，为有效载荷设备提供一次母线电源和指令电源；所述处理层设备，用于对有效载荷设备产生的载荷探测数据和工程遥测参数进行传输帧及源包格式处理与质量检测、数据解压缩和图像彩色复原、工程遥测参数物理量反演；对上行指令执行情况和下行工程遥测参数是否异常进行判读；所述应用层设备，用于根据测试需求生成载荷数据注入指令、生成编辑测试序列、执行测试序列、分析测试序列的测试覆盖性，时快视有效载荷工程遥测参数和载荷探测数据。2.根据权利要求1所述的组件化有效载荷地面综合测试系统，其特征在于，所述工程遥测参数包括：工程参数、数字量遥测参数和模拟量遥测参数。3.根据权利要求2所述的组件化有效载荷地面综合测试系统，其特征在于，所述交互层设备包括：卫星平台控制总线接口仿真前端、卫星平台遥测遥控接口仿真前端、卫星平台供配电接口仿真前端和卫星平台高速数据采集接口仿真前端；所述卫星平台控制总线接口仿真前端，用于向有效载荷发送数据注入指令，采集有效载荷设备发送的数字量遥测参数和工程参数，完成卫星平台与有效载荷设备之间的卫星时间码及其他业务数据的交互；所述卫星平台控制总线接口仿真前端包括：1553B总线接口组件、CAN总线接口组件、RS422总线接口组件、RS485总线接口组件；所述卫星平台遥测遥控接口仿真前端，用于通过数字IO控制接口向有效载荷设备发送遥控指令，通过AD转换接口采集有效载荷模拟量遥测参数；所述卫星平台遥测遥控接口仿真前端包括：AD模拟量采集接口组件、数字IO控制接口组件；所述卫星平台供配电接口仿真前端，用于向有效载荷提供一次母线供电和供电参数设置指令；所述卫星平台供配电接口仿真前端包括：直流稳压电源组件；所述卫星平台高速数据采集接口仿真前端，用于采集有效载荷产生的载荷探测数据和工程参数；所述卫星平台高速数据采集接口仿真前端包括：LVDS接口数据采集组件、SapceWire接口数据采集组件和1394接口数据采集组件。4.根据权利要求3所述的组件化有效载荷地面综合测试系统，其特征在于，所述处理层设备包括：工程遥测参数处理服务器、测试数据综合判读服务器、载荷探测数据处理服务器和测试数据管理服务器；所述工程遥测参数处理服务器，用于对卫星平台控制总线接口仿真前端、卫星平台高速数据采集接口仿真前端采集的有效载荷设备的工程遥测参数进行物理量反演处理、反演结果网络分发和数据库入库管理；所述工程遥测参数处理服务器包括若干进行物理量反演处理、反演结果网络分发和数据库入库管理的组件；所述测试数据综合判读服务器，用于依据采集的有效载荷设备的工程遥测参数判读遥控指令、数据注入指令和供电参数设置指令的执行情况，依据有效载荷数据判读文件判读工程遥测参数是否异常；所述测试数据综合判读服务器，包括若干判读指令执行结果和判读工程遥测参数是否异常的组件；所述探测数据处理服务器，用于依据载荷探测数据格式，进行传输帧、源包和...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨甲森，王春梅，陈托，智佳，陈志敏，刘明洁，孟新，
申请(专利权)人：中国科学院国家空间科学中心，
类型：发明
国别省市：北京,11