CN106314825A - 一种并行自动化卫星的综合测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种并行自动化卫星的综合测试系统，所述综合测试系统包括地面测试设备模块、自动化测试模块及数据存储管理模块，所述数据存储管理模块通过数据通信协议连接所述自动化测试模块双向通信，所述自动化测试模块通过数据通信协议连接所述地面测试设备模块双向通信。并行自动化卫星综合测试系统实现了卫星综合测试管理、设计、实施、应用的集成一体化，提高卫星测试工作的系统化、信息化、自动化，采用该测试系统可以有效提高测试工作效率、有效控制测试过程中的质量风险，提高测试数据的应用分析价值，并且实现人力成本和管理成本的大幅节约。该系统特别适用于批量化卫星测试，实现了卫星综合测试系统各层面的并行设计和实施。

Description

一种并行自动化卫星的综合测试系统

技术领域

本发明属于卫星综合测试技术领域，尤其涉及微小卫星的并行自动化的综合测试系统。

背景技术

目前，我国航天器的发展进入了一个新时期，特别是微小卫星领域的快速发展，以微小卫星星座组网，低成本，快速响应等为目标的新的卫星研制模式的提出和实践，微小卫星研制形成了自己的特点，主要有微小卫星批量化、短周期、集成度高及大量采用新技术及工业化产品。为适应微小卫星的研制特点和变化，应形成与之匹配的微小卫星综合测试系统，以多、快、好、省的完成测试任务。

随着计算机技术和网络技术的快速发展及其在航天器测试领域的成功应用，为航天器测试实现自动化、网络化、智能化、信息化提供了技术支持。系统级测试设备已由过去的分散体系转变为集中管理体系，设备的自动化程度普遍提高。目前各大卫星总体研制的综合测试系统有分布式自动化测试系统，测试系统的设备多样，接口类型较多。采用OCOE(总控设备)加SCOE(专用测试设备)的方式进行集中式管理。国内已经初步实现了测试序列、故障诊断、自动判读等卫星自动化测试技术，测试设备在某些方面也能初步适应不同型号的需要。在实施过程中，由于自动化还处于探索和初期应用阶段，从传统手工发送和人工判读的实施过程转到自动化执行的转化率并不高。大量的测试工作还是需要大量的测试人员通过传统人工模式完成，耗费大量时间。

微小卫星领域的生产具有批产化特点，卫星状态基本一致，针对批产测试任务特点，随着星上产品平台的建立和稳定，卫星综合测试系统也逐步向通用化、平台化发展，同时为了提高测试效率，缩短测试周期，对系统的并行能力、自动化能力也提出了新的要求。

目前卫星自动化测试系统一般只适用于单星测试若只是部分软件包括并行功能，并没有从系统层面进行并行设计，若要满足多星并行测试，则需要配置多套综合测试系统，导致测试成本较高，即整个卫星综合测试系统缺乏并行测试能力，无法满足不同卫星或星座的协同、批量化测试，例如卫星星座的并行协同测试，批量化微小卫星测试等。另外一方面，测试系统的自动化测试程度较低，系统的扩展能力不足。测试系统中设备多样，接口多样，通用化待提高，这也限制了设备和测试系统的远控能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种并行自动化卫星的综合测试系统，旨在解决上述的技术问题。

本发明是这样实现的，一种并行自动化卫星的综合测试系统，所述综合测试系统包括地面测试设备模块、自动化测试模块及数据存储管理模块，所述数据存储管理模块通过数据通信协议连接所述自动化测试模块双向通信，所述自动化测试模块通过数据通信协议连接所述地面测试设备模块双向通信，所述地面测试设备模块，用于与实体卫星实现硬连接，提供测试系统与卫星的能源供应、上行指令通道控制、卫星数据的采集和处理；所述自动化测试模块，用于完成卫星综合测试的测试信息化管理、基础数据管理、自动化测试实施、卫星数据的多模式监视与自动报警、大量测试数据的存储及后期智能化应用；所述数据存储管理模块，用于基础数据和设计数据的存储和管理，测试过程中产生的各种原始数据存储和管理。

本发明的进一步技术方案是：所述自动化测试模块采用的是通用计算机或服务器，其上安装有用于完成自动化测试的测试系统，所述测试系统包括控制台，设于所述控制台上的主控单元、测试管理单元、远程测试单元、显示单元、趋势分析单元及数据查询单元，与主控单元连接测试管理单元，与所述测试管理单元连接的远程测试单元，与所述主控单元连接的显示单元，分别于所述主控单元连接的趋势分析单元及数据查询单元。

本发明的进一步技术方案是：所述地面测试设备模块包括分别与所述自动化测试模块连接的供配电SCOE、测控SCOE、姿轨控SCOE及数传SCOE。

本发明的进一步技术方案是：所述数据存储管理模块采用服务器，所述服务器上安装有用于卫星测试过程所需的遥测帧结构、包结构、遥测参数、遥控指令、指令判据，设计数据包括判据测试项目、测试序列数据的基础设计数据单元，以及用于测试过程中产生的各种原始数据存储和管理的测试中心数据单元。

本发明的进一步技术方案是：所述地面测试设备根据通信协议进行扩展。

本发明的进一步技术方案是：所述地面测试设备模块与所述自动化测试模块采用TCP/IP通信协议进行通信；所述自动化测试模块与所述数据存储管理模块采用TCP/IP通信协议进行通信。

本发明的有益效果是：并行自动化卫星综合测试系统实现了卫星综合测试管理、设计、实施、应用的集成一体化，提高卫星测试工作的系统化、信息化、自动化，采用该测试系统可以有效提高测试工作效率、有效控制测试过程中的质量风险，提高测试数据的应用分析价值，并且实现人力成本和管理成本的大幅节约。该系统特别适用于批量化卫星测试，实现了卫星综合测试系统各层面的并行设计和实施。

附图说明

图1是本发明实施例提供的并行自动化卫星的综合测试系统；

图2是本发明实施例提供的测试过程中及测试数据实时和历史应用的数据流；

具体实施方式

图1示出了本发明提供的并行自动化卫星的综合测试系统，所述综合测试系统包括地面测试设备模块、自动化测试模块及数据存储管理模块，所述数据存储管理模块通过数据通信协议连接所述自动化测试模块双向通信，所述自动化测试模块通过数据通信协议连接所述地面测试设备模块双向通信，所述地面测试设备模块，用于与实体卫星实现硬连接，提供测试系统与卫星的能源供应、上行指令通道控制、卫星数据的采集和处理；所述自动化测试模块，用于完成卫星综合测试的测试信息化管理、基础数据管理、自动化测试实施、卫星数据的多模式监视与自动报警、大量测试数据的存储及后期智能化应用；所述数据存储管理模块，用于基础数据和设计数据的存储和管理，测试过程中产生的各种原所述自动化测试模块采用的是通用计算机或服务器，其上安装有用于完成自动化测试的测试系统，所述测试系统包括控制台，设于所述控制台上的主控单元、测试管理单元、远程测试单元、显示单元、趋势分析单元及数据查询单元，与主控单元连接测试管理单元，与所述测试管理单元连接的远程测试单元，与所述主控单元连接的显示单元，分别于所述主控单元连接的趋势分析单元及数据查询单元。

所述地面测试设备模块包括分别与所述自动化测试模块连接的供配电SCOE、测控SCOE、姿轨控SCOE及数传SCOE。

所述数据存储管理模块采用服务器，所述服务器上安装有用于卫星测试过程所需的遥测帧结构、包结构、遥测参数、遥控指令、指令判据，设计数据包括判据测试项目、测试序列数据的基础设计数据单元，以及用于测试过程中产生的各种原始数据存储和管理的测试中心数据单元。

所述地面测试设备根据通信协议进行扩展。

所述地面测试设备模块与所述自动化测试模块采用TCP/IP通信协议进行通信；所述自动化测试模块与所述数据存储管理模块采用TCP/IP通信协议进行通信。

地面综合测试系统的建设是完成卫星综合测试的重要物质保障，主要包括地面测试设备以及配套的测试软件，测试系统软件主要由前端控制软件和自动化测试软件系统组成。并行能力的实现除设备硬件具备支持并行测试资源外，重点在于测试软件均按照并行测试的目标进行整体设计。

(一)测试管理

测试管理工作涉及多个方面，目的在于统筹测试业务全局，为测试任务的实施提供管理层面的保障，主要包括以下功能：

对测试人员及其权限进行管理，根据角色、测试任务进行不同权限的分配；

对卫星型号及实体卫星进行管理，实现测试内部的项目规划；

对文件进行管理，用信息化手段代替以往的纸质文件、电子文档的分散管理，实现文件分门别类，有据可依及质量控制；

通过全局数据存储、全局人员管理、多型号权限分配、型号业务文件统一管理的方式实现跨型号业务的统一调度。从而实现测试管理的信息化，提高型号之间人员与资源的联合、交叉、共享能力。

(二)测试设计

测试设计包括两大方面：基础数据管理和测试设计，其中基础数据维护业务为其他业务模块提供不同层次的测试数据及配置文件，通过基础库对测试数据的统一管理，可实现同一型号下不同卫星、不同分类的各种测试数据的版本控制及统一维护。相应的测试数据也包括两大类：测试基础数据和测试设计数据，其中测试基础数据中的指令和判读作为测试设计数据的输入。

测试基础数据包括：用户定义的配置表(遥测参数、直接指令、间接指令、特殊参数、包配置、曲线拟合、专用设备参数配置表、专用设备远控指令表等)；

测试设计数据包括：测试项目及测试序列。测试序列供测试执行软件使用，实现自动化测试。测试项目由指令序列和判读构成，测试序列可由工作项目、指令、判据、其他测试序列组成；测试设计在保证高度灵活性的同时又具有重用性。

(三)测试执行

测试执行兼顾了传统手动测试模式及自动化执行模式，手动模式即为传统人工手动发送，自动模式则根据编制的测试序列由软件自动读取所需信息，自动完成指令的发送、执行和数据处理及监控等。测试执行系统主要由主测试中心、控制台组成。

以主测试中心为整个系统的测试执行中心，用于实现系统中所有数据接收、处理、中转、转发，接收控制台发送的指令及流程控制信息，实现自动化判读，并行处理多星、多序列测试任务，同时实现对接口层的前端设备进行管理和远控。

另外执行系统还支持远程测试，提供远程测试接口及数据转发，支持远程测试网接入综合测试网获取数据进行应用。

(四)测试应用

测试应用主要对实时数据进行监视、判读、趋势分析，对历史数据进行查询、统计和分析等，还可以根据不同的业务需求扩展应用模块，目前系统主要由实时监视、趋势分析、查询分析组成三大功能组成。

并行自动化综合测试系统在不同层次具有相应的并行能力，其特征包括以下内容：跨型号(型号下可以有多颗卫星)的全局测试管理系统，实现了全局型号的统一管理；以型号为单位的支持N个型号的基础数据维护与测试设计中心，实现了测试设计并行；以型号为单位的支持N个型号的测试过程数据中心，为后期应用并行提供了基础；以型号为单位的主测试中心(MTP)为运行中心的支持N颗卫星并行测试的测试执行系统(N＜＝3)，实现了测试实施的并行；以型号为单位的支持N颗卫星并行应用的测试应用系统，包括实时监视、趋势分析、数据查询等应用(N＜＝3)，实现了测以卫星为单位的测试执行系统可以同时运行多个测试序列(N＜＝3)，实现了测试过程控制的并行；

在测试执行和应用软件中，对设备资源、软件规模、操作便捷性等条件进行综合考虑，形成了以型号为单位的最多支持N＜＝3的测试执行和应用系统。

2.并行自动化综合测试系统在标准化和扩展能力方面进行了优化，对系统进行了不同层次的扩展能力设计，具有良好的开放性。在接口方面以标准化网络接口为连接接口，所有设备或软件均通过网络进行交互，在数据层面，形成了规范通信协议，可以适应不同型号及不断扩展的业务需求，其特征包括以下内容：

通过标准化网络接口，可扩展地面专用测试设备；通过系统中约定的数据通信协议，可实现各种不同类型的数据接入；(如格式化二进制数据原码、工程值数据)通过扩展不同业务数据处理的动态链接库，实现对不同业务数据的处理；通过扩展不同判据判读算法，实现对自动化能力的扩展；设备远程控制能力。通过设备驱动或配置相应的配套前端软件即可实现系统对设备的远控和管理；

并行自动化卫星综合测试系统实现了卫星综合测试管理、设计、实施、应用的集成一体化，提高卫星测试工作的系统化、信息化、自动化，采用该测试系统可以有效提高测试工作效率、有效控制测试过程中的质量风险，提高测试数据的应用分析价值，并且实现人力成本和管理成本的大幅节约。该系统特别适用于批量化卫星测试，实现了卫星综合测试系统各层面的并行设计和实施。

基础数据和设计中心、测试过程数据中心按照全局进行部署，数据存储均以型号为单位，每个型号可以配置N颗卫星。基础数据和设计中心支持所有型号同时在线进行编辑、保存。测试过程数据中心支持所有型号查询、统计分析等工作。

一套测试执行和应用系统支持以型号为单位的N颗星(N＜＝3)同时并行测试，每个型号至少需要配置一套单独的测试执行和应用系统，当型号下有大于3颗卫星时，可以配置多套系统实现并行测试。

按照测试业务，测试工作分测试前、测试中、测试后。

测试前通过测试管理和测试设计系统，对测试所需的资源进行统一配置和准备，对测试基础数据进行配置和管理，对测试项目和测试序列进行设计；

测试中即为测试执行过程，以主测试中心为测试执行控制中心的测试系统，通过手动、自动、并行等各种不同模式的灵活组合，完成具体测试内容。进行测试过程控制和管理，实现自动化测试序列执行、自动判读、生成报表、数据处理和存储。

测试后对测试过程数据进行统计分析，通过数据查询实现趋势分析、统计分析等，实现对历史测试过程的问题追溯、数据分析比对，此外，通过数据的统计完成阶段性测试数据的总结。

自动化测试系统中各设备通过网络进行互连，通过网络协议进行信息交换，为实现系统的通用性和扩展性，对信息交换格式进行设计和约定。

约定信息由信息头和信息体组成，信息头格式固定，各字段的填写遵循设计约定；信息体的填写根据传递的具体业务信息，约定具体的数据格式。发送方根据约定组织信息，接收方根据约定处理信息，实现数据交互和业务处理。

信息格式定义及信息头字段名称见表1所示。

表1信息格式定义及信息头字段名称

信息体为可变长，其数据类型可以为数值型数据也可为ASCII码数据，具体内容与业务相关。后续根据系统及系统中设备的详细设计及具体实现，对系统的具体业务进行归纳、分类，完成卫星综合测试系统地面电气测试设备间通信协议设计。遵循该通信协议及具体业务内容规定的各测试设备即可实现信息交互。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种并行自动化卫星的综合测试系统，其特征在于，所述综合测试系统包括地面测试设备模块、自动化测试模块及数据存储管理模块，所述数据存储管理模块通过数据通信协议连接所述自动化测试模块双向通信，所述自动化测试模块通过数据通信协议连接所述地面测试设备模块双向通信，所述地面测试设备模块，用于与实体卫星实现硬连接，提供测试系统与卫星的能源供应、上行指令通道控制、卫星数据的采集和处理；所述自动化测试模块，用于完成卫星综合测试的测试信息化管理、基础数据管理、自动化测试实施、卫星数据的多模式监视与自动报警、大量测试数据的存储及后期智能化应用；所述数据存储管理模块，用于基础数据和设计数据的存储和管理，测试过程中产生的各种原始数据存储和管理。

2.根据权利要求1所述的综合测试系统，其特征在于，所述自动化测试模块采用的是通用计算机或服务器，其上安装有用于完成自动化测试的测试系统，所述测试系统包括控制台，设于所述控制台上的主控单元、测试管理单元、远程测试单元、显示单元、趋势分析单元及数据查询单元，与主控单元连接测试管理单元，与所述测试管理单元连接的远程测试单元，与所述主控单元连接的显示单元，分别于所述主控单元连接的趋势分析单元及数据查询单元。

3.根据权利要求2所述的综合测试系统，其特征在于，所述地面测试设备模块包括分别通过遥控前端或遥测前端单元与所述自动化测试模块连接的供配电SCOE、测控SCOE、姿轨控SCOE及数传SCOE。

4.根据权利要求3所述的综合测试系统，其特征在于，所述数据存储管理模块采用服务器，所述服务器上安装有用于卫星测试过程所需的遥测帧结构、包结构、遥测参数、遥控指令、指令判据，设计数据包括判据测试项目、测试序列数据的基础设计数据单元，以及用于测试过程中产生的各种原始数据存储和管理的测试中心数据单元。

5.根据权利要求4所述的综合测试系统，其特征在于，所述地面测试设备根据通信协议进行扩展。

6.根据权利要求6所述的综合测试系统，其特征在于，所述地面测试设备模块与所述自动化测试模块采用TCP/IP通信协议进行通信；所述自动化测试模块与所述数据存储管理模块采用TCP/IP通信协议进行通信。