虚拟卫星、基于虚拟卫星的软件与算法的测试平台及方法技术

本发明专利技术提供了一种虚拟卫星、基于虚拟卫星的软件与算法的测试平台及方法，涉及虚拟卫星技术领域，该平台包括：卫星控制与状态监视工具对虚拟卫星进行测控和软件/算法的注入，并接收虚拟卫星下传数据；内部测试工具对软件/算法的行为进行监视，并对软件/算法进行性能测试；外部测试工具对软件/算法进行配置项测试和/或系统测试。其中虚拟卫星以数据中心作为接口将云计算平台模拟器与卫星平台模拟器、载荷模拟器解耦。本发明专利技术通过虚拟卫星可以提高模拟器的集成化程度；通过监视工具及测试工具实现高效共享及复用测试资源，解决现有卫星测试中存在的无法满足多地域协同、分布式执行、大规模并行测试的问题。

Test platform and method of virtual satellite, software and algorithm based on virtual satellite

【技术实现步骤摘要】
虚拟卫星、基于虚拟卫星的软件与算法的测试平台及方法
本专利技术涉及虚拟卫星
，尤其是涉及一种虚拟卫星、基于虚拟卫星的软件与算法的测试平台及方法。
技术介绍
卫星软件/算法测试的目的是卫星软件/算法使用前对其进行全面有效地检测，得到卫星软件/算法可能存在的问题和设计缺陷，为后续卫星软件/算法的研制提供有利的技术支持，保证软件/算法在卫星上正常运行。传统卫星测试中因卫星软硬件紧耦合等原因，无法以纯软件的方式提供一套与在轨卫星相同的软件执行环境，只能依靠物理或半物理仿真的桌面卫星进行测试。模拟器由于运行环境不同、运行方式不同，存在着集成化程度不一致的问题；而且现有技术的桌面卫星造价较高、数量有限，无法满足多地域协同、分布式执行、大规模并行的测试工作。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种虚拟卫星、基于虚拟卫星的软件与算法的测试平台及方法，以提高对模拟器的集成化程度和对测试资源的重复利用率。第一方面，本专利技术实施例提供了一种虚拟卫星，其中，虚拟卫星包括：卫星平台模拟器、通过数据中心与所述卫星平台模拟器相连的云计算平台模拟器和载荷模拟器，其中，以数据中心作为接口将所述云计算平台模拟器与所述卫星平台模拟器、所述载荷模拟器解除耦合关系；所述卫星平台模拟器，用于仿真卫星平台系统，输出卫星平台数据；所述载荷模拟器，用于仿真有效载荷系统，输出载荷数据；所述云计算平台模拟器，用于提供与在轨卫星相同的基础服务，并读取所述卫星平台数据和所述载荷数据。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，云计算平台模拟器包括具有基础服务的Sputnix虚机；Sputnix虚机上装载与在轨卫星相同的基础服务；其中，基础服务包括以下中的至少一种：测控服务、监控管理服务、数传服务、注入服务、平台数据服务和相机服务。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述数据中心包括数据库；所述数据库，用于模拟真实卫星的集成单元部分，获取外部激励的数据。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述卫星平台模拟器仿真得到的卫星平台系统包括：热控分系统、电源分系统、姿态与轨道控制分系统、推进分系统、测控分系统和数据管理分系统。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述载荷模拟器仿真得到的有效载荷系统包括：信息获取分系统、信息传输分系统和信息基准分系统。第二方面，本专利技术实施例提供一种基于虚拟卫星的软件与算法的测试平台，包括：如第一方面任一可能的实施方式中的虚拟卫星，还包括与所述虚拟卫星中的云计算平台模拟器通信连接的卫星控制与状态监视工具、外部测试工具，以及安装于所述虚拟卫星内部的内部测试工具；所述卫星控制与状态监视工具，用于对所述虚拟卫星进行测控和软件/算法的注入，并接收所述云计算平台模拟器的卫星平台数据和载荷数据；所述内部测试工具，用于对运行于所述虚拟卫星上的所述软件/算法的行为进行监视，并对所述软件/算法进行性能测试；所述外部测试工具，用于对运行于所述虚拟卫星上的所述软件/算法进行配置项测试和/或系统测试。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，内部测试工具包括：行为监视工具和性能测试工具；所述行为监视工具，用于监控所述软件/算法在所述虚拟卫星上运行的过程中的数据流及用户对数据库的操作；所述性能测试工具，用于测试运行于所述虚拟卫星上的所述软件/算法的性能。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，外部测试工具包括：配置项测试工具和/或系统测试工具；所述配置项测试工具，用于对运行于所述虚拟卫星上的所述软件/算法进行配置项测试；所述系统测试工具，用于对运行于所述虚拟卫星上的所述软件/算法进行系统测试。结合第二方面的第二种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第三方面的第一种可能的实施方式，其中，所述外部测试工具以及所述卫星控制与状态监视工具均通过TCP/IP协议与所述云计算平台模拟器进行信息交换。第三方面，本专利技术实施例提供一种基于虚拟卫星的软件与算法的测试方法，其中，所述方法应用于如第二方面任一项所述的测试平台，所述方法包括：初始化虚拟卫星，所述虚拟卫星包括云计算平台模拟器、卫星平台模拟器和载荷模拟器，所述云计算平台模拟器通过数据中心分别与所述卫星平台模拟器、载荷模拟器解除耦合关系；通过卫星控制与状态监视工具，对所述虚拟卫星进行测控和软件/算法的注入，并接收所述云计算平台模拟器的卫星平台数据和载荷数据；通过内部测试工具对运行于所述虚拟卫星上的所述软件/算法的行为进行监视，并对所述软件/算法进行性能测试；通过外部测试工具对运行于所述虚拟卫星上的所述软件/算法进行配置项测试和/或系统测试。本专利技术实施例带来了以下有益效果：本专利技术提供的一种虚拟卫星、基于虚拟卫星的软件与算法的测试平台及方法，该平台包括：卫星控制与状态监视工具，用于对虚拟卫星进行测控和软件/算法的注入，并接收云计算平台模拟器的卫星平台数据和载荷数据；内部测试工具，用于对运行于虚拟卫星上的软件/算法的行为进行监视，并对软件/算法进行性能测试；外部测试工具，用于对运行于虚拟卫星上的软件/算法进行配置项测试和/或系统测试。该虚拟卫星包括：卫星平台模拟器，用于仿真卫星平台系统，输出卫星平台数据；载荷模拟器，用于仿真有效载荷系统，输出载荷数据；云计算平台模拟器，用于提供与在轨卫星相同的基础服务，并读取卫星平台数据和载荷数据；其中，以数据中心作为接口将云计算平台模拟器与卫星平台模拟器、载荷模拟器解耦。本专利技术通过云计算平台模拟器中的数据中心，将云计算模拟器与卫星平台模拟器、载荷模拟器进行解耦，将云计算平台之外的部分作为构件集成到虚拟卫星中，可以提高模拟器的集成化程度；通过监视工具及测试工具，可以实现高效共享及复用测试资源，从而缓解现有卫星测试中存在的无法满足多地域协同、分布式执行、大规模并行测试的问题。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的虚拟卫星的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的卫星平台模拟器的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的虚拟卫星另一种结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种测试平台的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的基于虚拟卫星的软本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟卫星，其特征在于，所述虚拟卫星包括：卫星平台模拟器、通过数据中心与所述卫星平台模拟器相连的云计算平台模拟器和载荷模拟器，其中，以数据中心作为接口将所述云计算平台模拟器与所述卫星平台模拟器、所述载荷模拟器解除耦合关系；/n所述卫星平台模拟器，用于仿真卫星平台系统，输出卫星平台数据；/n所述载荷模拟器，用于仿真有效载荷系统，输出载荷数据；/n所述云计算平台模拟器，用于提供与在轨卫星相同的基础服务，并读取所述卫星平台数据和所述载荷数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种虚拟卫星，其特征在于，所述虚拟卫星包括：卫星平台模拟器、通过数据中心与所述卫星平台模拟器相连的云计算平台模拟器和载荷模拟器，其中，以数据中心作为接口将所述云计算平台模拟器与所述卫星平台模拟器、所述载荷模拟器解除耦合关系；
所述卫星平台模拟器，用于仿真卫星平台系统，输出卫星平台数据；
所述载荷模拟器，用于仿真有效载荷系统，输出载荷数据；
所述云计算平台模拟器，用于提供与在轨卫星相同的基础服务，并读取所述卫星平台数据和所述载荷数据。


2.根据权利要求1所述的虚拟卫星，其特征在于，所述云计算平台模拟器包括具有基础服务的Sputnix虚机；所述Sputnix虚机上装载与在轨卫星相同的基础服务；
其中，所述基础服务包括以下中的至少一种：测控服务、监控管理服务、数传服务、注入服务、平台数据服务和相机服务。


3.根据权利要求1所述的虚拟卫星，其特征在于，所述数据中心包括数据库；
所述数据库，用于模拟真实卫星的集成单元部分，获取外部激励的数据。


4.根据权利要求1所述的虚拟卫星，其特征在于，所述卫星平台模拟器仿真得到的卫星平台系统包括：热控分系统、电源分系统、姿态与轨道控制分系统、推进分系统、测控分系统和数据管理分系统。


5.根据权利要求1所述的虚拟卫星，其特征在于，所述载荷模拟器仿真得到的有效载荷系统包括：信息获取分系统、信息传输分系统和信息基准分系统。


6.一种基于虚拟卫星的软件与算法的测试平台，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的虚拟卫星，还包括与所述虚拟卫星中的云计算平台模拟器通信连接的卫星控制与状态监视工具、外部测试工具，以及安装于所述虚拟卫星内部的内部测试工具；
所述卫星控制与状态监视工具，用于对所述虚拟卫星进行测控和软件/算法的注入，并接收所述云计算平台模拟器的卫星平...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丹，赵军锁，潘晏涛，张衡，张健，詹乃军，
申请(专利权)人：中国科学院软件研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11