CN103698144A - 具有分级测试功能的卫星有效载荷及数传测试系统 - Google Patents

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俞洁
党建成
唐琪佳
陆一波
赵晋
李勤毅
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Abstract

本发明公开了一种具有分级测试功能的卫星有效载荷及数传测试系统，其包括标准图像生成及数据组帧模块、卫星载荷数据加载器、数传服务器、数据比对终端、快视成像终端，标准图像生成及数据组帧模块、卫星载荷数据加载器、数传服务器依次连接，数据比对终端、快视成像终端都与数传服务器连接。本发明给卫星有效载荷及数传分系统测试提供了便利，加快了测试进度，提高了故障定位能力。

Description

具有分级测试功能的卫星有效载荷及数传测试系统
技术领域
本发明涉及一种卫星有效载荷及数传测试系统，特别是涉及一种具有分级测试功能的卫星有效载荷及数传测试系统。
背景技术
现今人造卫星主要由结构系统、推进系统、热控系统、供配电系统、星务系统、遥测遥控系统、姿态轨道控制系统、数据传输系统（下文简称为数传系统）和有效载荷等多个部分组成。其中有效载荷是卫星中直接执行特定任务的分系统，是卫星的核心部分，它是决定卫星性能水平的主要分系统。而数传系统是实现有效载荷信息在空间与地面间实时传输的关键分系统。随着卫星性能和指标的日益提升，对有效载荷和数传系统都提出了更高的要求。
在卫星有效载荷及数传系统的设计、开发过程中，为了对其软、硬件进行全面考核，通常需要二者相互配合，进行大量的测试工作。由于真实的有效载荷在整个卫星系统中的地位极高，价格极其昂贵，开发周期过长导致其交付时间一般滞后于数传系统，将真实的有效载荷设备用于卫星测试过程中显然不太现实，因此开发模拟有效载荷及数传系统功能和接口的测试设备成为了必然。目前市面上已有一些相关设备，但它们大都功能单一，结构简单，对于由多个复杂单机组成的有效载荷及数传系统而言，当系统工作状态异常时，这些设备的故障定位、故障复现、测试诊断能力较差，无法完成相对复杂的测试任务，这给卫星测试工作带来了种种不便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有分级测试功能的卫星有效载荷及数传测试系统，其给卫星有效载荷及数传分系统测试提供了便利，加快了测试进度，提高了故障定位能力。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种具有分级测试功能的卫星有效载荷及数传测试系统，其特征在于，其包括标准图像生成及数据组帧模块、卫星载荷数据加载器、数传服务器、数据比对终端、快视成像终端，标准图像生成及数据组帧模块、卫星载荷数据加载器、数传服务器依次连接，数据比对终端、快视成像终端都与数传服务器连接。
优选地，所述标准图像生成及数据组帧模块负责生成用于测试的标准图像。
优选地，所述卫星载荷数据加载器可以加载数据组帧软件所生成的.dat格式文件。
优选地，所述数传服务器通过多个千兆以太网口接收加载器输出的高速数据流，按数据流中包含的通道号等信息将数据分别存储，并可根据数据比对终端和快视成像终端的申请情况决定是否将数据分发。
优选地，所述数据比对终端从数传服务器申请相关通道数据，并以对应通道加载的.dat文件作为基准，与实际接收到的数据进行逐位比对，以此统计出各通道误码率情况。
优选地，所述快视成像终端从数传服务器申请相关通道数据，按照相应的帧格式，将可视的图像信息从数据中解析出来，并直观的呈现真实图像。
优选地，所述卫星载荷数据加载器采用模块化的设计方式。
优选地，所述卫星载荷数据加载器包括总线组、PXIe嵌入式控制器、第一高速载荷数据模拟源、第二高速载荷数据模拟源、低速模拟源、数据组帧模块、载荷数据处理器数据源、第一数据转接卡、第二数据转接卡、第三数据转接卡，PXIe嵌入式控制器、第一高速载荷数据模拟源、第二高速载荷数据模拟源、低速模拟源、数据组帧模块、载荷数据处理器数据源、第一数据转接卡、第二数据转接卡、第三数据转接卡都与总线组连接。
本发明的积极进步效果在于：一，本发明具有分级测试的功能，可以分级模拟和测试星上有效载荷和数传分系统的各个单机，给卫星有效载荷及数传分系统测试带来了便利，加快了测试进度，提高了故障定位能力；二，本身可组成自闭环系统，可以验证测试系统自身的正确性和稳定性；三，卫星载荷数据加载器采用模块化的设计思想，系统结构清晰，易于维护和升级；体积较小，便于携带。
附图说明
图1为本发明具有分级测试功能的卫星有效载荷及数传测试系统的原理框图。
图2为本发明中卫星载荷数据加载器的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
如图1所示，本发明具有分级测试功能的卫星有效载荷及数传测试系统包括标准图像生成及数据组帧模块、卫星载荷数据加载器、数传服务器、数据比对终端、快视成像终端，标准图像生成及数据组帧模块、卫星载荷数据加载器、数传服务器依次连接，数据比对终端、快视成像终端都与数传服务器连接。数传服务器还与HDR（高速数传接收机）连接，HDR与星上数传设备连接，星上数传设备与星上载荷连接，星上数传设备与星上载荷为被测对象。
标准图像生成及数据组帧模块负责生成用于测试的标准图像，例如棋盘格、渐变条纹等标准图像，并可以按照相应帧格式将原始可视的.bmp格式图像转换成.dat格式的文件。
卫星载荷数据加载器可以加载数据组帧软件所生成的.dat格式文件，模拟有效载荷的接口和整个数传分系统各组成单机的功能，输出多路高速数据流给数传服务器。
数传服务器通过多个千兆以太网口接收加载器输出的高速数据流，按数据流中包含的通道号等信息将数据分别存储，并可根据数据比对终端和快视成像终端的申请情况决定是否将数据分发。
数据比对终端从数传服务器申请相关通道数据，并以对应通道加载的.dat文件作为基准，与实际接收到的数据进行逐位（bit）比对，以此统计出各通道误码率情况。当各通道经过长时间测试误码率均为零时，才可验证整个系统的正确性和稳定性。
快视成像终端也可以从数传服务器申请相关通道数据，按照相应的帧格式，将可视的图像信息从数据中解析出来，并直观的呈现真实图像。
如图2所示，卫星载荷数据加载器采用模块化的设计方式，采用PXI+PXIe总线构成的总线组的系统架构，根据星上真实单机构成，并结合功能和接口的要求，包括总线组和九个功能模块，即PXIe嵌入式控制器、第一高速载荷数据模拟源、第二高速载荷数据模拟源、低速模拟源、数据组帧模块、载荷数据处理器数据源、第一数据转接卡、第二数据转接卡、第三数据转接卡，PXIe嵌入式控制器、第一高速载荷数据模拟源、第二高速载荷数据模拟源、低速模拟源、数据组帧模块、载荷数据处理器数据源、第一数据转接卡、第二数据转接卡、第三数据转接卡都与总线组连接，分别模拟了有效载荷和数传分系统的某个单机或几个单机的组合。卫星载荷数据加载器以独立的板卡“分级”模拟星上有效载荷数传分系统各单机的功能和接口。当卫星某个单机研制周期过长，可以用载荷数据加载器的某块板卡模拟其功能和接口与其他真实单机进行对接测试，保证测试进度；当怀疑卫星某个单机工作状态异常，可以用载荷数据加载器的相应板卡作为基准，分析问题、排查故障。这种设计方法给卫星有效载荷及数传分系统测试带来了便利，加快了测试进度，提高了故障定位能力。
该卫星的有效载荷数据为图像数据，由数传分系统下发到地面的数传服务器，数传服务器将接收到的数据分发到数据比对终端和快视成像终端分别进行数据比对和成像。借助后端的数据比对终端和快视成像终端可以验证测试系统自身的正确性和稳定性。因此，在每次卫星测试之前，都可以将测试系统组成一个自闭环系统，保证测试设备的正常工作。
本领域的技术人员可以对本发明进行各种改型和改变。因此，本发明覆盖了落入所附的权利要求书及其等同物的范围内的各种改型和改变。

Claims (8)

1.一种具有分级测试功能的卫星有效载荷及数传测试系统，其特征在于，其包括标准图像生成及数据组帧模块、卫星载荷数据加载器、数传服务器、数据比对终端、快视成像终端，标准图像生成及数据组帧模块、卫星载荷数据加载器、数传服务器依次连接，数据比对终端、快视成像终端都与数传服务器连接。
2.如权利要求1所述的具有分级测试功能的卫星有效载荷及数传测试系统，其特征在于，所述标准图像生成及数据组帧模块负责生成用于测试的标准图像。
3.如权利要求1所述的具有分级测试功能的卫星有效载荷及数传测试系统，其特征在于，所述卫星载荷数据加载器可以加载数据组帧软件所生成的.dat格式文件。
4.如权利要求1所述的具有分级测试功能的卫星有效载荷及数传测试系统，其特征在于，所述数传服务器通过多个千兆以太网口接收加载器输出的高速数据流，按数据流中包含的通道号等信息将数据分别存储，并可根据数据比对终端和快视成像终端的申请情况决定是否将数据分发。
5.如权利要求1所述的具有分级测试功能的卫星有效载荷及数传测试系统，其特征在于，所述数据比对终端从数传服务器申请相关通道数据，并以对应通道加载的.dat文件作为基准，与实际接收到的数据进行逐位比对，以此统计出各通道误码率情况。
6.如权利要求1所述的具有分级测试功能的卫星有效载荷及数传测试系统，其特征在于，所述快视成像终端从数传服务器申请相关通道数据，按照相应的帧格式，将可视的图像信息从数据中解析出来，并直观的呈现真实图像。
7.如权利要求1所述的具有分级测试功能的卫星有效载荷及数传测试系统，其特征在于，所述卫星载荷数据加载器采用模块化的设计方式。
8.如权利要求7所述的具有分级测试功能的卫星有效载荷及数传测试系统，其特征在于，所述卫星载荷数据加载器包括总线组、PXIe嵌入式控制器、第一高速载荷数据模拟源、第二高速载荷数据模拟源、低速模拟源、数据组帧模块、载荷数据处理器数据源、第一数据转接卡、第二数据转接卡、第三数据转接卡，PXIe嵌入式控制器、第一高速载荷数据模拟源、第二高速载荷数据模拟源、低速模拟源、数据组帧模块、载荷数据处理器数据源、第一数据转接卡、第二数据转接卡、第三数据转接卡都与总线组连接。
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