CN103983298A - 一种基于MAC Panel的小卫星一体化综合测试系统 - Google Patents

Abstract

一种基于MAC Panel的小卫星一体化综合测试系统，解决了小卫星地面测试设备数量多、体积大、通用性差、设计和研制周期长的问题。本发明将小卫星综合测试系统的三个分系统(供配电分系统、测控分系统、星务分系统)的设备集成在一台设备内，大大缩减了测试设备的体积、数量、成本和研制周期。在采用NI公司的PXI设备实现三个测试分系统的功能集成基础上，本发明采用MAC Panel公司生产的大规模互联机构实现星地接口适配以及设备内部信号的自由分配，最终完成小卫星一体化地面测试系统的内部结构和对外接口功能，实现小卫星地面综合测试系统的集成化和通用化。

Description

一种基于MAC Panel的小卫星一体化综合测试系统

技术领域

本发明涉及一种基于MAC Panel的小卫星一体化综合测试系统，可应用于航天领域小卫星的综合测试中。 

背景技术

小卫星综合测试作为小卫星整个研制过程中的重要环节，对卫星的研制周期、研制成本、研制效率有着很大影响。目前的测试系统虽然可以满足现在卫星测试需求，但受其自身测试技术的制约已经难以满足未来小卫星的多种类、高产出的要求。在目前的测试模式和测试系统构架下，很难完成批量化、产业化、周期短、智能化的型号测试任务，无法有效地提升测试可靠性。在现存模式下，测试系统体系庞大，通用性和灵活性低，大量的时间被用在测试系统的构建和维护工作中。因此，小卫星综合测试需要随着卫星的发展要求，采用新的测试系统来支撑新的测试任务，以满足未来小卫星的发展要求，向灵活构建、快速测试方向发展，加快小卫星综合测试发展的进程。 

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，对现有小卫星地面综合系统中严重制约快速测试的供配电、测控、星务三个测试分系统进行小型化一体化改造，将三个测试分系统的功能集中到一个机箱中，实现了综合测试系统的集成化、小型化、通用化，解决了小卫星地面测试设备数量多、体积大、通用性差、设计和研制周期长的问题。 

本发明的技术解决方案是： 

一种基于MAC Panel的小卫星一体化综合测试系统，包括：PXI部分、MAC Panel大规模互联机构和对外接口； 

PXI部分包括PXI机箱和PXI板卡，PXI机箱为符合PXI标准的机箱，PXI板卡包括三个分系统的板卡：供配电分系统的PXI板卡实现卫星电源分 系统模拟量和数字量采集以及控制量输出；测控分系统的PXI板卡实现遥控信号的调制发射和遥测信号的解调和解码；星务分系统的PXI板卡实现RS422通讯和CAN总线测试； 

MAC Panel大规模互联机构包括机箱适配器和板卡适配器；机箱适配器用于对PXI机箱进行适配，机箱适配器包括电源模块和内部连接导线；板卡适配器用于对PXI板卡进行适配，所述电源模块用于控制量输出时星上电池通断的控制，内部连接导线用于PXI板卡和星上信号的连接； 

对外接口包括两个部分，第一部分设置于MAC Panel机箱适配器的前面板，第二部分设置于MAC Panel机箱适配器的后面板。 

MAC Panel大规模互联机构包括：SCOUT XT、ITA、ITA Enclosure、ITA Module、ITA Module Receiver和DAK；其中，PXI板卡适配器包括DAK、ITA Module和ITA Module Receiver；PXI机箱适配器包括SCOUTXT、ITA和ITA Enclosure。 

所述对外接口的第一部分包括：手动控制开关、PXI机箱开机开关和机箱适配器中电源模块的开关； 

所述对外接口的第二部分包括：接插件、机箱适配器中电源模块的输出控制开关、机箱适配器中电源模块的调节旋钮、射频输出接口、射频输入接口、USB接口、网口、视频接口和交流220V电源接口。 

本发明与现有技术相比的有益效果是： 

(1)本发明将小卫星三个测试分系统进行了小型化和集成化设计，将传统的多个机柜组成的测试系统缩减为一个机箱，大大降低了设备体积，减少了系统的重构时间，提高了小卫星的测试效率。由于采用了成熟的工业产品，因此从采购、系统开发和设备维护三个方面大幅降低了测试系统成本。 

(2)本发明是小卫星测试技术发展的有益成果，作为小卫星测试系统发展的重要方向，将带给小卫星测试前所未有的进步。推而广之，其成功的应用可以加速一体化测试技术在社会各行业、各领域的应用，具有不可忽略的 社会效益。 

附图说明

图1为本发明系统架构示意图； 

具体实施方式

如图1所示，本发明提供了一种基于MAC Panel的小卫星一体化综合测试系统，包括：PXI部分、MAC Panel大规模互联机构和对外接口； 

PXI部分包括PXI机箱和PXI板卡，PXI机箱为符合PXI标准的机箱，本发明采用PXIe-1065，PXI板卡包括三个分系统的板卡：供配电分系统的PXI板卡实现卫星电源分系统模拟量和数字量采集以及控制量输出；测控分系统的PXI板卡实现遥控信号的调制发射和遥测信号的解调和解码；星务分系统的PXI板卡实现RS422通讯和CAN总线测试； 

MAC Panel大规模互联机构包括机箱适配器和板卡适配器；机箱适配器用于对PXI机箱进行适配，机箱适配器包括电源模块和内部连接导线；板卡适配器用于对PXI板卡进行适配，所述电源模块用于控制量输出时星上电池通断的控制，内部连接导线用于PXI板卡和星上信号的连接； 

对外接口包括两个部分，第一部分设置于MAC Panel机箱适配器的前面板，第二部分设置于MAC Panel机箱适配器的后面板。 

MAC Panel大规模互联机构包括：SCOUT XT、ITA、ITA Enclosure、ITA Module、ITA Module Receiver和DAK；其中，PXI板卡适配器包括DAK、ITA Module和ITA Module Receiver；PXI机箱适配器包括SCOUTXT、ITA和ITA Enclosure。 

板卡适配器的三个部分： 

(a)Direct Access kit(DAK)：DAK板卡用于将PXI板卡接口转接成MAC Panel系统通用接口； 

(b)ITA Module：该模块与DAK板卡构成一对接插件，该模块放置在ITA中，在ITA Enclosure中可以通过导线任意配置互联； 

(c)ITA Module Receiver：该模块与ITA Module构成一对接插件。 

机箱适配器的三个部分： 

(1)SCOUT XT：该部分为上下两部分，上部分用于固定板卡适配器DAK；下部分用于将位于前面板的PXI板卡信号转接至后面板，可以使设备内部走线更加整齐； 

(2)Interchangeable Test Adapter(ITA)：，该结构与SCOUT XT相适应，用于固定ITA Module； 

(3)ITA Enclosure：该结构与ITA相对应，ITA的上下两部分可以在ITA Enclosure内部跳线连接，可适应不同卫星型号对信号分布的要求。 

另外，通过对MAC Panel的大规模互联机构进行适当的改造，来实现一体化测试系统的对外接口。对外接口包括：前面板对外接口，后面板对外接口。前面板对外接口通过改造ITA Enclosure前面板完成，包括：手动控制开关、PXI机箱开机开关和机箱适配器中电源模块的开关； 

后面板对外接口通过改造SCOUT XT后面板完成，包括：对外接口的第二部分包括：接插件、机箱适配器中电源模块的输出控制开关、机箱适配器中电源模块的调节旋钮、射频输出接口、射频输入接口、USB接口、网口、视频接口和交流220V电源接口。 

供配电测试分系统和星务测试分系统需要使用板卡适配器将相应的PXI板卡信号引到后面板对外接口；测控测试分系统不使用板卡适配器，而是将相应的PXI板卡信号在SCOUT XT内部直接通过导线连接至后面板对外接口。 

(1)DAK板卡 

561142：适配PXI开关量控制板卡NI PXI-2586； 

561036：适配PXI开关量控制板卡NI PXI-2570； 

561032：适配PXI状态量采集板卡NI PXI-6529； 

561725：适配PXI模拟量采集板卡NI PXI-4300； 

561283：适配PXI CAN总线板卡NI PXI-8513/2； 

561049：适配PXI422通讯板卡NI PXI-8433/4。 

(2)ITA Module 

561414：用于对接DAK561142； 

562055：用于对接DAK561036； 

562055：用于对接DAK561032； 

561413：用于对接DAK561725； 

561415：用于对接DAK561283； 

561411：用于对接DAK561049。 

(3)ITA Module Receiver 

561314：用于对接ITA Module561414； 

561303：用于对接ITA Module562055； 

561303：用于对接ITA Module562055； 

561313：用于对接ITA Module561413； 

561315：用于对接ITA Module561415； 

561311：用于对接ITA Module561411。 

机箱适配器包括： 

(1)SCOUT XT：选用型号为561240的SCOUT XT。在SCOUT XT内部，ITA Module Receiver与后面板对外接口之间进行导线连接，此部分针对不同型号的卫星不需要改变； 

(2)ITA：选用型号为561602的ITA，该结构与SCOUT XT561240相适应； 

(3)ITA Enclosure：选用型号为561531的ITA Enclosure，该结构与ITA561602相适应。在ITA Enclosure内部，PXI板卡信号与后面板对外接口信号之间的连线可以针对不同型号的卫星进行跳线配置。 

前面板对外接口包括： 

(1)手动控制开关 

手动控制开关共9个，包括：电池使能、电池通、电池断、姿控使能、姿控通、姿控断、脱插使能、脱插脱落、备用； 

(2)电源开关 

电源开关共2个，包括：PXI机箱的启动开关，机箱适配器中电源模块的交流电源输入开关。 

后面板对外接口包括： 

(1)1个VPC I1型高密度接插件，包括：供配电测试分系统信号，星务测试分系统信号； 

(2)2个SMA射频接口，包括测控测试分系统的1路射频上行信号和1路射频下行信号； 

(3)1个J36A-17ZJ型接插件，包括8路供配电模拟量测量信号； 

(4)1个开关用于控制机箱适配器中电源模块是否输出；1个调节旋钮用于调节机箱适配器中电源模块的输出范围； 

(5)4个USB接口；1个网口；1个视频信号接口；1个交流220V电源接口。 

本发明已经在目前研制的某型号小卫星测试过程中得到了应用，且效果良好。 

以供配电分系统为例，测试过程中，当需要卫星电池接通时，依次按下机箱适配器前面板的电池使能、电池通开关，控制信号将依次通过PXI板卡、板卡适配器、机箱适配器的内部连接导线、机箱适配器后面板的VPC I1型高密度接插件，最终触发卫星的电池通继电器，实现卫星电池接通的目的。 

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。 

Claims (3)

1.一种基于MAC Panel的小卫星一体化综合测试系统，其特征在于包括：PXI部分、MAC Panel大规模互联机构和对外接口；

PXI部分包括PXI机箱和PXI板卡，PXI机箱为符合PXI标准的机箱，PXI板卡包括三个分系统的板卡：供配电分系统的PXI板卡实现卫星电源分系统模拟量和数字量采集以及控制量输出；测控分系统的PXI板卡实现遥控信号的调制发射和遥测信号的解调和解码；星务分系统的PXI板卡实现

RS422通讯和CAN总线测试；

MAC Panel大规模互联机构包括机箱适配器和板卡适配器；机箱适配器用于对PXI机箱进行适配，机箱适配器包括电源模块和内部连接导线；板卡适配器用于对PXI板卡进行适配，所述电源模块用于控制量输出时星上电池通断的控制，内部连接导线用于PXI板卡和星上信号的连接；

对外接口包括两个部分，第一部分设置于MAC Panel机箱适配器的前面板，第二部分设置于MAC Panel机箱适配器的后面板。

2.根据权利要求1所述的一种基于MAC Panel的小卫星一体化综合测试系统，其特征在于：MAC Panel大规模互联机构包括：SCOUT XT、ITA、ITA Enclosure、ITA Module、ITA Module Receiver和DAK；其中，PXI板卡适配器包括DAK、ITA Module和ITA Module Receiver；PXI机箱适配器包括SCOUT XT、ITA和ITA Enclosure。

3.根据权利要求1所述的一种基于MAC Panel的小卫星一体化综合测试系统，其特征在于：所述对外接口的第一部分包括：手动控制开关、PXI机箱开机开关和机箱适配器中电源模块的开关；

所述对外接口的第二部分包括：接插件、机箱适配器中电源模块的输出控制开关、机箱适配器中电源模块的调节旋钮、射频输出接口、射频输入接口、USB接口、网口、视频接口和交流220V电源接口。