一种三星星座分布式并行测试系统技术方案

一种三星星座分布式并行测试系统，针对三星各测试阶段的特点，将原本需要三套测试设备来完成三星测试的地面电气支持设备架构，按照统一网络集中控制、各类设备分布实施的方式，统一融合为一套多链路、多通道的集成化测试系统。采用“主-从网络架构”的方式，保持主节点的集中控制功能，对从节点进行动态管理和分配，从节点可根据卫星状态和测试阶段加入或退出综合测试系统，从而形成了三星同步并行测试、星座联试、三星异步异地测试及三星分布式并行热试验等四种测试模式。本实用新型专利技术测试系统实现了测试资源的合理配置和动态调度，优化了测试流程，提高了测试效率和测试质量。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于卫星自动化测试的分布式并行测试系统。
技术介绍
卫星星座是为完成某一特定空间任务而协同工作的多个卫星的集合，组成星座的卫星群具有主从关系，主节点卫星负责收集从节点卫星的遥测量及数传信息传送至地面测控和应用系统，同时负责接收地面系统的星座指令实现对星座卫星的控制和管理。三星星座卫星由一颗主星与两颗副星组成。在轨正常星座模式通过星间链路分系统建立，主星单独对地，副星的测控及数传信息均交给主星进行收集或转发。另外，在星座建立之前以及星间链路故障时，三颗卫星均存在独立工作的状态。在保障单星功能、性能及分系统间接口正确性的前提下，进一步组建星座模式，完成星间接口及三星组网工作的各种性能、功能测试，以验证单星及星座各种状态下卫星的可靠工作能力，是三星星座电性能·测试的任务。目前，多星并行测试仅实现了一套测试系统分时完成对多颗卫星的测试及多套系统同时完成对多颗卫星的并行测试，测试系统的集成化程度不高，未能实现一套系统对多颗卫星的分布式并行测试，并且多颗卫星为独立工作的关系，而且未涉及到星座测试系统的概念。2011年第I期《计算机测量与控制》中的一篇名为“卫星星座综合测试系统研究”论文概括性的介绍了星座测试系统的组成，文中仅罗列出了系统中各组成部分的集成实现方法，缺少星座测试系统的整体性描述，而且未分析不同测试阶段、不同测试状态下测试系统的独特性，尤其是缺少可行的测试系统构建方法和操作步骤，不具备可操作性。
技术实现思路
本技术的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供了一种三星星座分布式并行测试系统，通过引入多链路、多通道、集成化技术完成多种测试形态下的测试设备平滑转换，避免过长时间的三星串行测试，实现了三星同步并行、三星异步异地并行、三星串行等多种模式的测试。本技术的技术解决方案是一种三星星座分布式并行测试系统，包括主星、第一副星、第二副星、信道模拟器、星座时差测量系统、姿控测试系统、供配电测试系统、星务测试系统、测控测试系统、遥测遥控前端、数传测试系统、载荷信号模拟源、星间链路模拟器、总控测试设备；主星通过控制开关与第一信道模拟器有线连接，主星通过控制开关与第二信道模拟器有线连接，第一信道模拟器通过控制开关与第一副星有线连接，第二信道模拟器通过控制开关与第二副星有线连接；主星、第一副星和第二副星均通过各自的星表接头及脱落电连接器经控制开关与姿控测试系统有线连接；主星、第一副星和第二副星均通过各自的脱落电连接器与供配电测试系统有线连接；主星、第一副星和第二副星均通过各自的脱落电连接器经控制开关与星务测试系统中的422设备有线连接；主星、第一副星和第二副星均通过各自的CAN总线与星务测试系统中的CAN监视器有线连接；主星、第一副星和第二副星均通过各自的星地测控接口经控制开关与测控测试系统有线连接，测控测试系统经遥测遥控前端有线接至电测间综合测试网；主星、第一副星和第二副星均通过各自的星地数传接口经控制开关与数传测试系统有线连接；主星、第一副星和第二副星上搭载的有效载荷均通过各自的有效载荷接口经控制开关与载荷信号模拟源有线连接；主星、第一副星和第二副星均通过各自的秒脉冲信号经控制开关与星座时差测量系统有线连接；主星、第一副星和第二副星通过控制开关与各自对应的星间链路模拟器有线连接；姿控测试系统、供配电测试系统、星务测试系统、数传测试系统、载荷信号模拟源、星座时差测量系统和总控测试设备均通过网络有线连接至电测间综合测试网；由总控测试设备完成对主星、第一副星、第二副星的三星并行测试控制或者对主星、第一副星、第二副星构成星座后的星座测试控制。本技术与现有技术相比的优点在于为了解决“星座”带来的更多测试任务和测试难题，秉承“全面、高效”的理念，提出了全新的三星星座分布式并行测试系统，该系统按照统一网络集中控制、各类设备分布实施，将卫星综合测试中的各种职能进行合理分配，旨在优化测试流程、提高测试效率和测试质量。I、本技术按照小卫星星座测试系统的设计方案，以“三星工厂单星测试一三 星工厂星座联试一三星单星大型试验一三星星座大型试验一三星发射场测试”为基准，对星座测试阶段进行了划分，各测试阶段与各种测试方式一一对应，实现了多种测试形态下的测试设备平滑转换。2、本技术将三星星座测试总体上分为“星座”和“单星”两种状态，以总控测试设备为主节点，其它分系统测试设备为从节点，在测试开始前，按照该测试阶段是“单星”或是“星座”模式，保持地面设备二级分布式架构不变，仅按需加入或精简各从节点，即可快速完成测试系统的搭建，使得整个测试系统处于动态调配管理下，更加灵活的组成各种测试模式。3、本技术提出的三星同步并行测试方式及三星异步异地并行测试方式，取代了三星串行测试流程，充分分析测试项目的兼容性和排斥性，对可兼容的测试项目实现完全并行的方式，而对于互斥的测试项目则采用“交叉并行”的解决方案，实现了分布式并行测试。4、本技术充分利用测试设备的集成化和多链路的设计特点，在优化了测试流程的基础上，提高了测试设备的利用率，减少了人力资源需求，同时缩短了星座卫星综合测试的周期，大大降低了企业的人力、设备、时间等卫星研制成本，降低了测试人员的工作强度，确保了卫星产品的安全和质量。5、本技术中采用的各分系统测试设备具有通用化的特点，可应用于多种组合方式的单星测试和多个不同卫星的并行测试等。附图说明图I为本技术测试状态的组成原理图；图2为本技术适用的星座测试阶段划分示意图。具体实施方式如图I所示，为本技术测试系统的组成原理图。在单星测试阶段，利用并行测试方法，在同一时间内完成多项卫星测试任务，包括在同一时间内完成对多个被测卫星单元的测试，或者异步、异地并行完成对多个被测卫星单元的测试；在星座测试阶段，是将三颗卫星耦合为一颗“虚拟星”，通过地面测试系统的星座模式设置，仅使用一条星地链路对“虚拟星”进行集中管理，实现对一颗主星、两颗副星的遥控指令发送、遥测数据采集、数传数据采集、星间测量信息采集处理等任务。具体实施方案如下(I)采用“主-从网络架构”的方式，保持主节点(即总控测试设备0C0E)的集中控制功能，对从节点(即分系统测试设备SC0E)进行动态管理和分配，从节点可根据卫星状态和测试阶段加入或退出并行测试系统。(2)采用“三星同步并行测试”方式，利用各分系统地面测试设备多通道的特性，配置测试设备、规划测试项目，保证多通道链路在互不干涉的情况下，进行三星同步并行测 试，完成单星各分系统功能、性能及接口测试。(3)采用“星座联试”方式，设置地面测试设备均工作在星座模式下，完成星座模式下卫星信息数据流的统一管理和多项星间测试项目。(4)采用“三星异步异地分布式并行测试”方式，弱化了力学试验条件限制，将原本只能三星串行进行测试的流程，借用该模式，按照“交叉并行”的方式，实现多星异步异地并行测试。 (5)采用“三星并行热试验”方式，将三颗卫星放置在不同的真空容器内，通过星间有线连接，重构出星座测试模式，模拟卫星在轨工作工况，验证星座卫星在空间环境下各项性能指标的正确性。如图I所示，本技术测试系统主要包括主星、副星I、副星2、信道模拟器、星座时差测量系统、姿控测试系统、供配电测试系统、星务本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三星星座分布式并行测试系统，其特征在于包括：主星、第一副星、第二副星、信道模拟器、星座时差测量系统、姿控测试系统、供配电测试系统、星务测试系统、测控测试系统、遥测遥控前端、数传测试系统、载荷信号模拟源、星间链路模拟器、总控测试设备；主星通过控制开关与第一信道模拟器有线连接，主星通过控制开关与第二信道模拟器有线连接，第一信道模拟器通过控制开关与第一副星有线连接，第二信道模拟器通过控制开关与第二副星有线连接；主星、第一副星和第二副星均通过各自的星表接头及脱落电连接器经控制开关与姿控测试系统有线连接；主星、第一副星和第二副星均通过各自的脱落电连接器与供配电测试系统有线连接；主星、第一副星和第二副星均通过各自的脱落电连接器经控制开关与星务测试系统中的422设备有线连接；主星、第一副星和第二副星均通过各自的CAN总线与星务测试系统中的CAN监视器有线连接；主星、第一副星和第二副星均通过各自的星地测控接口经控制开关与测控测试系统有线连接，测控测试系统经遥测遥控前端有线接至电测间综合测试网；主星、第一副星和第二副星均通过各自的星地数传接口经控制开关与数传测试系统有线连接；主星、第一副星和第二副星上搭载的有效载荷均通过各自的有效载荷接口经控制开关与载荷信号模拟源有线连接；主星、第一副星和第二副星均通过各自的秒脉冲信号经控制开关与星座时差测量系统有线连接；主星、第一副星和第二副星通过控制开关与各自对应的星间链路模拟器有线连接；姿控测试系统、供配电测试系统、星务测试系统、数传测试系统、载荷信号模拟源、星座时差测量系统和总控测试设备均通过网络有线连接至电测间综合测试网；由总控测试设备完成对主星、第一副星、第二副星的三星并行测试控制或者对主星、第一副星、第二副星构成星座后的星座测试控制。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马颖宁，陈逢田，肖川，王建军，葛建云，胡锐，
申请(专利权)人：航天东方红卫星有限公司，
类型：实用新型
国别省市：