CN102724006A - 一种卫星综合测试系统快速自检系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种卫星综合测试系统快速自检系统及方法，包括：综合测试系统，通过星地有线电缆实现向卫星模拟器供电充电，有线控制和状态量、模拟量的测量；卫星模拟器，模拟卫星负载、综合测试系统的有线控制和测量对象；局域网，数据通讯网络的媒介和载体；星地有线电缆，卫星模拟器检测综合测试系统供电充电、有线控制及测量功能的媒介和载体；总控终端，向卫星综合测试系统和卫星模拟器按步发出网络控制指令，接收指令响应返回，进行自动闭环判断，完成自检流程；测试服务器，实现对各种控制数据和测试数据进行分发、处理、存储及事后检索分析。本发明增加了网络通讯功能，总控终端采用自动闭环测试技术使自检流程自动执行并给出自检结果。
Description
技术领域
本发明涉及一种卫星综合测试系统，具体是一种基于网络通讯采用自动化测试技术的卫星综合测试系统快速自检系统及方法。
背景技术
卫星产品安全性保证非常重要，安全是成功的前提，在地面各项试验时尤其是要杜绝由于地面设备造成的安全性问题，为此需要对地面设备做一系列安全保证的检测试验。其中一个原则就是，当综合测试系统、星地测试电缆任何一个状态发生变化时，必须进行卫星模拟器试验，以确保星地接口安全。
目前的卫星综合测试系统基本都采用人工逐项自检方法，自检试验时至少需要配置两名测试人员：负责控制指令发送，卫星综合测试系统操作、指令响应及工作参数判读，卫星模拟器操作、指令响应及工作参数判读。两名测试人员均要求对星地接口关系、综合测试系统及卫星模拟器的工作原理非常熟悉，否则往往沟通不畅、效率低下，甚至容易出现错判、漏判的现象。另外，面对批量化卫星研制生产及快速测试的迫切需求，综合测试系统的快速自检显得格外重要。
目前，卫星综合测试系统自检方法主要存在以下明显的不足：一、人员问题，即需要两名测试人员，并且对测试人员素质要求较高；二、效率问题，自检过程以口令应答和人工操作的方式进行，并且每次操作的结果还需要人工判断；三、自检无法全过程重现，人工操作的方式未能存储自检全过程数据，无法进行事后检索分析；四、存在安全隐患，由于沟通不畅、人员素质等原因自检试验可能未覆盖所有检测项目。
为此，基于网络通讯采用自动化测试技术的卫星综合测试系统快速自检方法，可以改变上述不足。这种卫星综合测试系统自检方法在传统的卫星模拟器的基础上增加了网络通讯功能，在总控终端上采用自动闭环测试技术，使自检流程自动执行并给出自检结果，通过测试服务器对整个自检过程进行管控、分析和记录。
基于网络通讯采用自动化测试技术的卫星综合测试系统快速自检方法，只需一名测试人员，每次启动事先配置的全覆盖闭环自检项目自动运行，即可完成综合测试系统的自检。
目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
发明内容
为了解决高效、快速、全覆盖、全复现地实现卫星综合测试系统自检问题，更好地为卫星测试服务，本发明提出了基于网络通讯采用自动化测试技术的卫星综合测试系统快速自检系统及方法，实现卫星综合测试系统的自动闭环自检、给出自检结果，并且能够对自检全过程数据进行事后查询、分析和复现。
为了达到上述发明目的，本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明所述的卫星综合测试系统快速自检系统，包括：
综合测试系统，作为被检测对象，通过星地有线电缆实现向卫星模拟器供电充电，有线控制和状态量、模拟量的测量；
卫星模拟器，模拟卫星负载、综合测试系统的有线控制和测量对象，用以对综合测试系统进行监测；
局域网，在综合测试系统自检过程中，作为数据通讯网络连接综合测试设备、卫星模拟器、总控终端、测试服务器的媒介和载体；
星地有线电缆，卫星模拟器检测综合测试系统供电充电、有线控制及测量功能的媒介和载体；
总控终端，综合测试系统设备及卫星模拟器控制命令的发送设备，控制自检流程；根据流程向卫星综合测试系统和卫星模拟器按步发出网络控制指令，收集经测试服务器处理的卫星综合测试系统和卫星模拟器工作参数，完成测试命令执行正确的判断，根据测试任务和测试结果决定后续测试操作，完成自检流程，并生成测试命令执行结果数据包供事后快速查阅；
测试服务器，作为数据中转枢纽和核心，实现对所有检测命令和数据的转换、中转、存储，完成所有测试数据的处理和判断，并将处理后的测试数据和测试信息进行分类、存储、转发及事后检索分析等处理；
如上所述，使用星地有线电缆连接综合测试系统和卫星模拟器，总控终端利用局域网通讯通过测试服务器完成综合测试系统的快速自检。
所述卫星模拟器完成以下工作：
①为综合测试系统提供功率负载，检查卫星综合测试系统的供充电通路电压和极性的正确性；
②模拟卫星动作响应，检查卫星综合测试系统控制信号的正确性；
③模拟卫星状态量信号，检查卫星综合测试系统状态量采样功能；
④模拟输出卫星母线电压、母线电流等模拟量信号，检查卫星综合测试系统模拟量采样功能；
⑤具备远程网络控制功能，接收并执行总控终端的控制指令；并且每0.5秒将工作参数发送到测试服务器。
本发明所述卫星综合测试系统快速自检方法，按照以下步骤执行：
1）卫星综合测试系统按程序加电，并确认各设备均正常登陆测试服务器。
2）由总控终端按事先配置的测试序列单播发送第一条遥控指令至测试服务器。
3）测试服务器接收到遥控指令后进行解析，然后单播转发至卫星模拟器或综合测试系统。
4）测试服务器实时接收卫星模拟器工作参数，并将按公式处理后的物理量和原码数据组播发送至总控终端。
5）总控终端发送指令后延时2s后读取被控对象的工作参数，根据工作参数的正常值范围判断设备工作是否正常。如果工作参数正常，则自动发送下一条遥控指令，否则报警等待测试人员进行人工干预。干预处理完毕后再次由断点进入测试流程，如果超过1分钟未进行干预处理，则自动终止本次测试。
6）重复2）~5）操作，直至测试流程执行完毕，由总控终端自动生成测试报告。
本发明在传统的卫星模拟器的基础上增加了网络通讯功能，在总控终端上采用自动闭环测试技术，使自检流程自动执行并给出自检结果；解决了传统的卫星综合测试系统自检时采用人工手动逐项操作、逐项判断，费时费力并且自检过程无法事后查询、分析与复现的问题。
附图说明
图1为卫星综合测试系统自检系统连接关系示意图；
图2为卫星模拟器功能模块示意图；
图3为系统自检自动执行流程运行示意图；
图4为总控终端程序运行流程图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
图1为本发明一种卫星综合测试系统自检方法系统连接关系示意图，包括总控终端、测试服务器、卫星模拟器、卫星综合测试系统、局域网和星地有线电缆，其中卫星综合测试系统包括发射控制台、太阳模拟阵等设备。
卫星综合测试系统，作为被检测对象，通过星地有线电缆实现向卫星模拟器供电充电，有线控制和状态量、模拟量的测量；
卫星模拟器，模拟卫星负载、综合测试系统的有线控制和测量对象，用以对综合测试系统进行监测，具体为：①为综合测试系统提供功率负载，检查卫星综合测试系统的供充电通路电压和极性的正确性；②模拟卫星动作响应，检查卫星综合测试系统控制信号的正确性；③模拟卫星状态量信号，检查卫星综合测试系统状态量采样功能；④模拟输出卫星母线电压、母线电流等模拟量信号，检查卫星综合测试系统模拟量采样功能；⑤具备远程网络控制功能，接收并执行总控终端的控制指令；并且每0.5秒将工作参数发送到测试服务器；
局域网，在综合测试系统自检过程中，作为数据通讯网络连接综合测试设备、卫星模拟器、总控终端、测试服务器的媒介和载体；
星地有线电缆，卫星模拟器检测综合测试系统供电充电、有线控制及测量功能的媒介和载体；
总控终端，综合测试系统设备及卫星模拟器控制命令的发送设备，控制自检流程；根据流程向卫星综合测试系统和卫星模拟器按步发出网络控制指令，收集经测试服务器处理的卫星综合测试系统和卫星模拟器工作参数，完成测试命令执行正确的判断，根据测试任务和测试结果决定后续测试操作，完成自检流程，并生成测试命令执行结果数据包供事后快速查阅；
测试服务器，作为数据中转枢纽和核心，实现对所有检测命令和数据的转换、中转、存储，完成所有测试数据的处理和判断，并将处理后的测试数据和测试信息进行分类、存储、转发及事后检索分析等处理；
如上所述，使用星地有线电缆连接综合测试系统和卫星模拟器，总控终端利用局域网通讯通过测试服务器完成综合测试系统的快速自检。
图2为卫星模拟器功能框图，在传统的卫星模拟器的基础上增加了网络通讯功能。通过硬件方案实现自动化测试平台：选择大功率电阻（10W）模拟星上负载，并且基于安全性考虑，将大功率电阻安装在散热片上；通过单片机I/O口控制继电器通断，产生状态量信号，供卫星综合测试系统进行状态量采集；由电源模块产生直流电压，并经电阻分压后产生需要的母线电压、母线电流、蓄电池电压等模拟量信号，由卫星综合测试系统进行模拟量采集。选择单片机进行遥控执行和遥测采集与发送；采用单片机自带ADC配合模拟开关切换采集通道，实现供充电分阵等模拟量采集；采用RS232接口发送遥测数据和接收遥控指令，通过外部RS232转网口模块，按照标准的通讯协议实现与测试服务器的TCP/IP网络通讯。
本发明所述的卫星综合测试系统快速自检方法，首先进行以下定义：
a)通讯数据类型规定
通讯数据类别作为网络上数据帧的身份识别，位于通讯数据帧的前4个字节，在数据帧产生的源端按照所属数据类别进行标识，在数据帧的接收端按照数据类别标识进行识别。
数据类别采用4字节长度进行定义（b31～b0，例如0x01234567高八位b31～b24为0000,0001），包括的内容：卫星型号（b31～b24）、数据类别定义字段（b23～b16）、保留字段（b15～b8）和数据源或属性定义字段（b7～b0）。
表1网络通讯数据类别说明
b)测试设备与测试服务器之间的登录、应答、退出
表2测试设备发送登录请求至测试服务器格式
| 数据项目 | 数据类别 | 用户名 | 用户密码 | 终端号 |
| 字节数 | 4 | 16 | 16 | 4 |
| 数据类型 | unsigned int | *char | *char | unsigned int |
| 备注 | 0x41FF00FF | 测试设备的IP地址 |
表3测试服务器返回确认信息至测试设备格式
表4用户发送退出信息至服务器格式
| 数据项目 | 数据类别 | 用户名 | 用户密码 | 终端号 |
| 字节数 | 4 | 16 | 16 | 4 |
| 数据类型 | unsigned int | *char | *char | unsigned int |
| 备注 | 0x41FF0055 | 同上 |
c)测试设备向测试服务器申请命令或数据
表5数据申请格式
d)测试设备向测试服务器发送工作参数
表6测试设备向测试服务器发送数据格式
e)命令数据格式
表7总控终端至测试服务器命令发送格式
f)命令比对及执行信息返回
表8设备至测试服务器命令比对及执行信息数据格式
如图3、图4所示，为本发明卫星测试系统快速自检程序系统运行和总控终端运行的流程图，通过以下操作实现快速自检：
首先在总控终端按《卫星综合测试系统自检细则》建立自动测试序列，存储为XML格式的配置文件。由于自检项目相对固定，每次自检时总控终端只需要载入XML格式的配置文件，映射为测试具体操作和对应的测试参数判断，建立测试序列缓冲池。然后按照内在逻辑顺序单播发送遥控指令至测试服务器，测试服务器解析指令，并单播转发至综合测试系统或卫星模拟器。综合测试系统和卫星模拟器均实时发送自身工作参数至测试服务器，测试服务器将遥测数据处理成物理量组播发送至总控终端，完成指令响应判断。具体测试流程为：
①控制卫星综合测试系统接通执行器所有供充电通路，通过发射控制台工作参数检查卫星综合测试系统的供充电控制功能。
②控制太阳模拟阵逐路升电，通过卫星模拟器遥测判断太阳模拟阵单路供电电压和极性是否正常。
③控制卫星综合测试系统逐路接通卫星模拟器中模拟的星上继电器，通过卫星模拟器工作参数判断卫星综合测试系统对星上继电器的控制功能。
④控制卫星模拟器逐路接通状态量开关，通过卫星综合测试系统状态采样数据判断其状态量采集功能是否正常。
⑤调整卫星模拟器母线电流为I~IV档，通过卫星综合测试系统工作参数检查卫星综合测试系统模拟量采集功能。
本发明的最大特点是利用卫星模拟器的网络通讯功能，总控终端自动化测试技术和测试服务器对指令和数据进行分类、存储、转发及事后检索分析等处理，实现了对卫星综合测试系统的快速自检，保证了检测的覆盖性，提高了检测效率，并且自检可全过程重现。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的设计思想和技术范围，如果是这样，本发明的这些改动和变型属于本发明的权利要求和相应的技术范围之内，则本发明的意图也包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种卫星综合测试系统快速自检系统，其特征在于，包括：
综合测试系统（1）：作为被检测对象，通过星地有线电缆实现向卫星模拟器供电充电，有线控制和状态量、模拟量的测量；
卫星模拟器（2）：模拟卫星负载、综合测试系统的有线控制和测量对象，用以对综合测试系统进行监测；
局域网（3）：在综合测试系统自检过程中，作为数据通讯网络连接综合测试设备、卫星模拟器、总控终端、测试服务器的媒介和载体；
星地有线电缆（4）：卫星模拟器检测综合测试系统供电充电、有线控制及测量功能的媒介和载体；
总控终端（5）：向卫星综合测试系统和卫星模拟器按步发出网络控制指令，接收两者的指令响应返回，进行自动闭环判断，完成自检流程；
测试服务器（6）：作为信息中枢，实现对各种控制数据和测试数据进行分发、处理、存储及事后检索分析；
所述星地有线电缆（4）连接综合测试系统（1）和卫星模拟器（2），总控终端（5）利用局域网（3）通讯通过测试服务器（6）完成综合测试系统（1）的快速自检。
2.根据权利要求1所述的卫星综合测试系统快速自检系统，其特征在于，所述卫星模拟器（2）完成以下工作：
①为综合测试系统（1）提供功率负载，检查卫星综合测试系统（1）的供充电通路电压和极性的正确性；
②模拟卫星动作响应，检查卫星综合测试系统（1）控制信号的正确性；
③模拟卫星状态量信号，检查卫星综合测试系统（1）状态量采样功能；
④模拟输出卫星母线电压、母线电流等模拟量信号，检查卫星综合测试系统（1）模拟量采样功能；
⑤具备远程网络控制功能，接收并执行总控终端（5）的控制指令；并且每0.5秒将工作参数发送到测试服务器（6）。
3.根据权利要求1所述的卫星综合测试系统快速自检系统，其特征在于，所述的总控终端（5），是综合测试系统（1）设备及卫星模拟器（2）控制命令的发送设备，控制自检流程；根据流程发送测试命令，收集经测试服务器（6）处理的卫星模拟器（2）工作参数，完成测试命令执行正确的判断，根据测试任务和测试结果决定后续测试操作，并生成测试命令执行结果数据包供事后快速查阅。
4.根据权利要求1所述的卫星综合测试系统快速自检系统，其特征在于，所述的测试服务器（6）作为数据中转枢纽和核心，实现对所有检测命令和数据的转换、中转、存储，完成所有测试数据的处理和判断，并将处理后的测试数据和测试信息进行分类、存储、转发及事后检索分析处理。
5.一种采用权利要求1-4所述的系统的卫星综合测试系统快速自检方法，其特征在于，按照以下步骤执行：
1）卫星综合测试系统（1）按程序加电，并确认各设备均正常登陆测试服务器（3）；
2）由总控终端（5）按事先配置的测试序列单播发送第一条遥控指令至测试服务器（6）；
3）测试服务器（6）接收到遥控指令后进行解析，然后单播转发至卫星模拟器（2）或综合测试系统（1）；
4）测试服务器（6）实时接收卫星模拟器（2）工作参数，并将按公式处理后的物理量和原码数据组播发送至总控终端（5）；
5）总控终端（5）发送指令后延时2s后读取被控对象的工作参数，根据工作参数的正常值范围判断设备工作是否正常；如果工作参数正常，则自动发送下一条遥控指令，否则报警等待测试人员进行人工干预；干预处理完毕后再次由断点进入测试流程，如果超过1分钟未进行干预处理，则自动终止本次测试；
6）重复2）~5）操作，直至测试流程执行完毕，由总控终端（5）自动生成测试报告。
6.根据权利要求5所述的卫星综合测试系统快速自检方法，其特征在于，所述方法中的通讯数据类型规定如下：
通讯数据类别作为网络上数据帧的身份识别，位于通讯数据帧的前4个字节，在数据帧产生的源端按照所属数据类别进行标识，在数据帧的接收端按照数据类别标识进行识别；
数据类别采用4字节长度进行定义b31～b0，包括的内容：卫星型号b31～b24、数据类别定义字段b23～b16、保留字段b15～b8和数据源或属性定义字段b7～b0。
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