CN103676657B - 一种用于卫星综合电子系统的验证系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于卫星综合电子系统的验证系统，采用主控计算机向综合电子星上设备发送指令，接收星上遥测数据并进行显示和处理，在单功能测试时对其它功能模块的遥测数据进行实时记录和判读，对地面专检设备进行控制，记录发送指令和接收遥测的时间信息；按照星上综合电子系统各项功能，提供相应的激励源、模拟器和监视器等地面专检设备，进行正常情况下的带载测试，并对数据传输信号的电平和时延进行拉偏设置，测试设备在不同工况下的工作性能，定量得到裕度指标，本发明的验证系统提高了测试的自动化程度和覆盖性。

Description

一种用于卫星综合电子系统的验证系统

技术领域

本发明涉及一种验证系统，适用于卫星综合电子系统的测试与验证，属于测试技术领域。

背景技术

卫星综合电子系统由星载计算机和综合处理单元组成，星载计算机主要完成卫星星务管理功能，通过总线与多台综合处理单元进行数据交互，发送遥控指令并接收遥测信息；综合处理单元接收星载计算机的控制信息，完成温度量采集、模拟量采集、矩阵指令分发、开关状态采集、加热器配电管理、载荷二级总线管理等功能，并将采集信息汇总传送到星载计算机。为了验证综合电子系统各单机设备之间电性能接口的正确性、匹配性和兼容性，需要对其进行全面的功能和性能验证，完成分系统联试。传统的综合电子系统验证方法主要对设备的性能指标进行验证，通过测试得到设备当前状态的一套测试数据。

传统的验证方法主要存在以下3个问题：1、侧重于对设备的单项指标进行验证，对多项性能指标之间的关联性验证不足，如不能测试多路加热器同时开启的时候是否会对遥测采集模块的数据采集产生干扰，因此测试的覆盖性不够。2、测试时仅是针对设备的当前状态进行测试，无法对设备接口特性的裕度指标进行定量的测试，不能在分系统联试阶段验证设备在极限环境下的工作性能，如不能测试在某种工况下数字信号幅值变化对数据传输造成的影响。3、自动化程度不高，大量的测试验证需要人工操作，指令的发送和遥测的判读完全由人工进行，测试结果也无法进行自动保存，造成测试的效率不高，时间较长。

目前，综合电子系统各单机均采用了集成模块设计思想，功能集中复杂性高，所以传统的验证设备已不能适应综合电子系统功能兼容性和裕度指标的高效测试验证。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有验证技术的不足，设计了一种用于卫星综合电子系统的验证系统，增强测试验证的覆盖性和自动化程度。

本发明的技术解决方案是：一种用于卫星综合电子系统的验证系统，由被测试设备和验证系统测试设备组成，被测试设备中的星载计算机、第一综合处理单元和第二综合处理单元通过总线完成数据交互；验证系统测试设备包括地面专检设备、遥测遥控通道设备、总线监视器和主控计算机，主控计算机通过以太网TCP/IP协议与遥测遥控通道设备、地面专检设备、总线监视器进行数据交互，主控计算机通过遥测遥控通道设备与星载计算机完成遥测遥控信息的交互，通过地面专检设备完成与第一综合处理单元和第二综合处理单元的指令和遥测信息传递，并接收地面专检设备自身的状态信息；总线监视器实时监视、接收总线上的数据，并将接收的数据通过以太网反馈至主控计算机。

地面专检设备包括模拟量激励源、温度量激励源、离散指令模拟器、载荷二级总线模拟器、加热器配电模拟器、矩阵指令模拟器、开关状态模拟器、蓄电池行为模拟器和接口裕度验证设备，

模拟量激励源，由主控计算机进行模拟量电压值设置，输出电压值供第一综合处理单元和第二综合处理单元中的模拟量采集模块进行采集；

温度量激励源，由主控计算机进行温度敏感器状态的设置，输出温度值供第一综合处理单元和第二综合处理单元中的温度采集模块进行采集；

离散指令模拟器，接收第一综合处理单元和第二综合处理单元中的离散指令发送模块发出的离散指令，对指令信息进行记录，并将指令信息发送给主控计算机；

载荷二级总线模拟器，完成与第一综合处理单元和第二综合处理单元中载荷二级总线模块之间的遥控和遥测指令信息传输，并将传输的遥控和遥测指令信息发送给主控计算机；

加热器配电模拟器，为第一综合处理单元和第二综合处理单元中的加热器配电模块提供大功率负载，并将输出的电压和电流信息发送给主控计算机；

矩阵指令模拟器，接收第一综合处理单元和第二综合处理单元中矩阵指令发送模块发出的矩阵指令，对矩阵指令信息进行记录，并将矩阵指令信息发送给主控计算机；

开关状态模拟器，由主控计算机进行开关状态设置，输出开关状态供第一综合处理单元和第二综合处理单元中的开关状态采集模块进行采集；

蓄电池行为模拟器，由主控计算机进行电压电流设置，输出电压电流信息供第一综合处理单元和第二综合处理单元中的蓄电池管理模块进行采集；

接口裕度验证设备，由主控计算机进行信号电平和时延设置，输出电平和时延用于测试第一综合处理单元和第二综合处理单元在各种工况的工作性能，得到第一综合处理单元和第二综合处理单元的裕度指标。

本发明与现有技术相比的优点在于：

（1）本发明采用主控计算机向综合电子星上设备发送指令，接收星上遥测数据并进行显示和处理，在单功能测试时对其它功能模块的遥测数据进行实时记录和判读，对地面专检设备进行控制，记录发送指令和接收遥测的时间信息；按照星上综合电子系统各项功能，提供相应的激励源、模拟器和监视器等地面专检设备，进行正常情况下的带载测试，并对数据传输信号的电平和时延进行拉偏设置，测试设备在不同工况下的工作性能，定量得到裕度指标，提高了测试的自动化程度和覆盖性。

（2）本发明通过地面设备模拟星上设备的数据传输接口，对数据传输信号的电平和时延进行拉偏设置，测试星上设备在不同工况下的工作性能，定量得到裕度指标，可实现综合电子单机间各接口和功能的匹配性、兼容性和裕度测试。

（3）本发明采用了综合电子系统的自动化测试方法，采用脚本方式编制自动化测试流程表，在综合电子系统测试过程中根据实际需要实时更改自动化测试流程表，测试中对数据进行实时记录，测试完毕后自动生成测试报告，相对人工测试提高了测试效率，减少了人为错误发生概率；脚本化的测试方法通过测试过程的可编程化，提高了自动化测试的灵活性和实时性。传统测试方法采用人工发送指令和记录数据，完成全部指令遍历功能需要约4小时，自动化测试完成全部指令遍历功能仅需要约1小时。

附图说明

图1为本发明的系统验证架构图；

图2为本发明的主控计算机验证软件架构图；

图3为本发明的模拟量采集功能闭环验证示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细描述。

本发明用于对卫星综合电子系统的验证，采用主控计算机向综合电子星上设备发送指令，接收星上遥测数据并进行显示和处理，在单功能测试时对其它功能模块的遥测数据进行实时记录和判读，对地面专检设备进行控制，记录发送指令和接收遥测的时间信息；按照星上综合电子系统各项功能，提供相应的激励源、模拟器和监视器等地面专检设备，进行正常情况下的带载测试，并对数据传输信号的电平和时延进行拉偏设置，测试设备在不同工况下的工作性能，定量得到裕度指标；在主控计算机上采用脚本方式编制自动化测试流程表，自动生成测试用例集和测试结果报告，对测试数据进行判读和异常数据警报，并将数据存入数据库系统，可进行查询和历史数据回放。

具体实现如图1所示，用于卫星综合电子系统的验证系统由被测试设备和验证系统测试设备组成，被测试设备中的星载计算机、第一综合处理单元和第二综合处理单元通过总线完成数据交互；验证系统测试设备包括地面专检设备、遥测遥控通道设备、总线监视器和主控计算机，主控计算机通过以太网TCP/IP协议与遥测遥控通道设备、地面专检设备、总线监视器进行数据交互，主控计算机通过遥测遥控通道设备与星载计算机完成遥测遥控信息的交互，通过地面专检设备完成与第一综合处理单元和第二综合处理单元的指令和遥测信息传递，并接收地面专检设备自身的状态信息；总线监视器实时监视、接收总线上的数据，并将接收的数据通过以太网反馈至主控计算机。

地面专检设备包括模拟量激励源、温度量激励源、离散指令模拟器、载荷二级总线模拟器、加热器配电模拟器、矩阵指令模拟器、开关状态模拟器、蓄电池行为模拟器和接口裕度验证设备，

模拟量激励源，由主控计算机进行模拟量电压值设置，输出电压值供第一综合处理单元和第二综合处理单元中的模拟量采集模块进行采集；

温度量激励源，由主控计算机进行温度敏感器状态的设置，输出温度值供第一综合处理单元和第二综合处理单元中的温度采集模块进行采集；

离散指令模拟器，接收第一综合处理单元和第二综合处理单元中的离散指令发送模块发出的离散指令，对指令信息进行记录，并将指令信息发送给主控计算机；

载荷二级总线模拟器，完成与第一综合处理单元和第二综合处理单元中载荷二级总线模块之间的遥控和遥测指令信息传输，并将传输的遥控和遥测指令信息发送给主控计算机；

加热器配电模拟器，为第一综合处理单元和第二综合处理单元中的加热器配电模块提供大功率负载，并将输出的电压和电流信息发送给主控计算机；

矩阵指令模拟器，接收第一综合处理单元和第二综合处理单元中矩阵指令发送模块发出的矩阵指令，对矩阵指令信息进行记录，并将矩阵指令信息发送给主控计算机；

开关状态模拟器，由主控计算机进行开关状态设置，输出开关状态供第一综合处理单元和第二综合处理单元中的开关状态采集模块进行采集；

蓄电池行为模拟器，由主控计算机进行电压电流设置，输出电压电流信息供第一综合处理单元和第二综合处理单元中的蓄电池管理模块进行采集；

接口裕度验证设备，由主控计算机进行信号电平和时延设置，输出电平和时延用于测试第一综合处理单元和第二综合处理单元在各种工况的工作性能，得到第一综合处理单元和第二综合处理单元的裕度指标。

测试验证任务由主控计算机控制完成，完成自动化测试序列的编写、测试数据的显示和记录、测试结果的判读和报警。主控计算机中运行有验证系统软件，如图2所示，包括星上设备通信软件、显示与判读软件、数据库软件、自动化测试软件、验证系统管理软件、地面测试设备通信软件。

星上设备通信软件，完成与星上设备的数据交互，接收星上遥测数据，向星上设备发送指令信息；向显示与判读软件和数据库软件发送接收到的遥测信息，接收自动化测试软件发送的指令信息。

显示与判读软件，接收星上设备通信软件传输的遥测信息，在页面上对遥测信息进行显示；在数据库软件中读取测试数据正常值列表，与遥测信息比对，进行判读和异常数据报警。

数据库软件，接收星上设备通信软件传输的遥测信息和验证系统管理软件传输的地面测试设备与指令信息，按照数据格式进行保存，可供查询和历史数据回放；向显示与判读软件提供测试数据正常值列表。

自动化测试软件，接收验证系统管理软件传输的脚本指令，按照脚本指令序列向星上设备通信软件传输指令信息。

验证系统管理软件，接收地面测试设备通信软件传输的地面专检设备信息和总线监视器信息，向地面测试设备通信软件发送地面专检设备控制指令；向自动化测试软件发送脚本指令；向数据库软件发送地面测试设备与指令信息。

地面测试设备通信软件，通过以太网与地面专检设备和总线监视设备进行数据交互，向地面专检设备发送地面专检设备控制指令，接收地面专检设备信息和总线监视器信息。

系统工作方式为：验证系统管理软件为本系统的核心软件，负责整个验证系统的任务调度与处理，调度其它软件的工作顺序和工作方式。验证系统管理软件通过脚本方式完成指令序列的生成，对自动化测试软件和地面测试设备通信软件进行调度。自动化测试软件根据脚本指令发送指令序列，将需要发送的指令按优先级进行排序和管理，在规定的时间内将命令发出，精确记录每条指令发出的时间；地面测试设备通信软件完成与地面专检设备和总线监视设备的数据交互。星上设备接收到遥控指令信息和地面专检设备设置的信息后进行响应，相应的遥测值发生了变化，显示与判读软件接收到遥测数据后在页面上对数据进行显示，读取数据库软件中的测试数据正常值列表，将接收到的遥测信息与正常信息进行比对，完成判读和故障数据报警，识别星上设备多项指标中是否存在关联关系，判断综合电子系统中某项功能的实现是否会对其它功能造成干扰。

本发明的模拟量采集功能闭环验证如图3所示，被测试设备为综合电子系统星上设备，测试设备为主控计算机、地面专检设备和遥测遥控通道设备。主控计算机向地面专检设备发送模拟量设置信息，地面专检设备接收到模拟量设置信息后按照相应值设置模拟量电压，综合电子系统星上设备采集地面专检设备设置的模拟量电压值，通过模拟量遥测信息传输到遥测遥控通道设备，遥测遥控通道设备将接收到的模拟量遥测信息格式进行转换，转换为TCP/IP协议格式传送给主控计算机，主控计算机接收到遥测遥控通道设备传输的模拟量遥测后，与模拟量设置信息进行比对，如果2个数据相符合，证明综合电子系统的模拟量采集功能是正确的。测试过程中，主控计算机实时监视星上设备的其余指标，检查模拟量采集过程中是否会对其它功能造成干扰。

本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (1)

1.一种用于卫星综合电子系统的验证系统，其特征在于：由被测试设备和验证系统测试设备组成，被测试设备中的星载计算机、第一综合处理单元和第二综合处理单元通过总线完成数据交互；验证系统测试设备包括地面专检设备、遥测遥控通道设备、总线监视器和主控计算机，主控计算机通过以太网TCP/IP协议与遥测遥控通道设备、地面专检设备和总线监视器进行数据交互，主控计算机通过遥测遥控通道设备与星载计算机完成遥测遥控信息的交互，通过地面专检设备完成与第一综合处理单元和第二综合处理单元的指令和遥测信息传递，并接收地面专检设备自身的状态信息；总线监视器实时监视、接收总线上的数据，并将接收的数据通过以太网反馈至主控计算机；

所述地面专检设备包括模拟量激励源、温度量激励源、离散指令模拟器、载荷二级总线模拟器、加热器配电模拟器、矩阵指令模拟器、开关状态模拟器、蓄电池行为模拟器和接口裕度验证设备，

模拟量激励源，由主控计算机进行模拟量电压值设置，输出电压值供第一综合处理单元和第二综合处理单元中的模拟量采集模块进行采集；

温度量激励源，由主控计算机进行温度敏感器状态的设置，输出温度值供第一综合处理单元和第二综合处理单元中的温度采集模块进行采集；

离散指令模拟器，接收第一综合处理单元和第二综合处理单元中的离散指令发送模块发出的离散指令，对指令信息进行记录，并将指令信息发送给主控计算机；

载荷二级总线模拟器，完成与第一综合处理单元和第二综合处理单元中载荷二级总线模块之间的遥控和遥测指令信息传输，并将传输的遥控和遥测指令信息发送给主控计算机；

加热器配电模拟器，为第一综合处理单元和第二综合处理单元中的加热器配电模块提供大功率负载，并将输出的电压和电流信息发送给主控计算机；

矩阵指令模拟器，接收第一综合处理单元和第二综合处理单元中矩阵指令发送模块发出的矩阵指令，对矩阵指令信息进行记录，并将矩阵指令信息发送给主控计算机；

开关状态模拟器，由主控计算机进行开关状态设置，输出开关状态供第一综合处理单元和第二综合处理单元中的开关状态采集模块进行采集；

蓄电池行为模拟器，由主控计算机进行电压电流设置，输出电压电流信息供第一综合处理单元和第二综合处理单元中的蓄电池管理模块进行采集；

接口裕度验证设备，由主控计算机进行信号电平和时延设置，输出电平和时延用于测试第一综合处理单元和第二综合处理单元在各种工况的工作性能，得到第一综合处理单元和第二综合处理单元的裕度指标。