CN106370945A - 一种微小卫星快速地面测试设备及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种微小卫星快速地面测试设备，包括计算机、电源模块、嵌入式控制箱；所述电源模块通过地面电源分别为计算机、待测卫星、嵌入式控制箱提供电源；所述嵌入式控制箱通过测试电缆与待测卫星连接，通过USB接口与计算机连接。本发明的一种微小卫星快速地面测试设备，结构简单，使用常用的计算机、单片机等设备、元件即可实现。测试过程简单迅速，测试数据准确。并且能够通过无线网络在移动终端上实时查看，工作效率高。

Description

一种微小卫星快速地面测试设备及测试方法

技术领域

本发明涉及卫星地面测设领域，特别是针对微小卫星在地面进行自动化快速测试，具体涉及一种微小卫星快速地面测试设备及测试方法。

背景技术

随着微小卫星技术的快速发展，微小卫星在空间承担的角色也越来越多，这就使得微小卫星结构和功能也越来越复杂。而传统的地面卫星测试仪器设备体积大、专用性强、测试电缆复杂等缺点，在很大程度上限制了卫星在地面进行快速测试。卫星在地面进行自动化快速测试必然是未来卫星地面测试发展的方向，同时自动化快速测试对实现微小卫星的快速发射具有重要意义。

无线AP模块当于一个连接有线网和无线网的桥梁，可以用于将上网设备与以太网连接。无线AP模块可以设置在平板电脑、Android手机等新兴智能终端中，这样可以极大地提高设备的便捷性，从而能够真正实现设备的即插即测。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种微小卫星快速地面测试设备及测试方法，该设备体积小、通用性强、便携化、即插即测，该设备和方法能够极大地提高微小卫星的测试效率，从而实现卫星的快速发射。

本发明公开的一种微小卫星快速地面测试设备，包括计算机、电源模块、嵌入式控制箱；所述电源模块通过地面电源分别为计算机、待测卫星、嵌入式控制箱提供电源；所述嵌入式控制箱通过测试接插线待测卫星连接，通过USB接口与计算机连接。所述嵌入式控制箱包括嵌入式控制器主板、模拟量接口板、USART（通用同步/异步串行接收/发送器）、I/O接口板、控制器供电板、扩展板、底板。嵌入式控制器主板与模拟量接口板和I/O接口板之间的通信方式为USART方式。嵌入式控制器主板管理所有的I/O接口板、模拟量接口板、USART及卫星供电器的输入输出，并将数据汇总通过USB与计算机进行交互。所述控制器供电板为模拟量接口板提供5V电压、为I/O接口板提供5V电压、为嵌入式控制器主板提供5V电压。

作为上述技术方案的进一步改进，所述嵌入式控制器主板采用FPGA作为主处理器，具有成本低、功耗低等优势。

另一种改进，所述计算机与嵌入式控制器主板之间连接通信，通信方式为USART方式。

另一种改进，所述微小卫星快速地面测试设备还包括无线AP模块；所述计算机通过无线AP模块与移动智能终端连接。移动智能终端通过WIFI模式连接到计算机，实时读取并显示测试数据。本发明还在在移动终端开发了相应的APP，通过该APP查看卫星测试参数数据，从而实现即插即测。

另一种改进，计算机也可以连接显示器，以实时显示观察测试数据。

作为以上技术方案的进一步改进，所述计算机为NUC规格主控计算机。

利用上述微小卫星快速地面测试设备进行测试的方法，包括以下步骤：

1）连接电源，通过数码管显示各个模块电压示数来观察给被测卫星供电的电压伏值；

2）如果计算机、待测卫星、嵌入式控制箱的电压正常则开启计算机和嵌入式控制箱，同时通过嵌入式控制箱将待测卫星电源接通；

3）各个模块电源接通后，通过嵌入式控制器主板管理的I/O接口板、模拟量接口板、USART及卫星供电器的输入输出，将数据汇总并与计算机信息进行交互；

4）打开移动智能终端，通过无线与计算机连接；打开安装在移动智能终端的应用APP软件察看待测卫星的测试数据变化；

5）测试完成，依次关闭计算机、嵌入式控制箱，关闭电源。

本发明的一种微小卫星快速地面测试设备，结构简单，使用常用的计算机、单片机等设备、元件即可实现。测试过程简单迅速，测试数据准确。并且能够通过无线网络在移动终端上实时查看，工作效率高。

附图说明

图1是本发明的测试设备运行环境示意图；。

图2是本发明的测试设备组成框图；

图3是本发明的测试设备结构示意图；

图4是本发明的嵌入式控制箱结构示意图；

图5是本发明的微小卫星快速地面测试设备测试流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的微小卫星快速地面测试设备及测试方法进行详细说明。

如图1所示，本发明公开的一种微小卫星快速地面测试设备典型的运行环境，包括：待测试微小卫星、微小卫星快速地面测试设备、智能终端。微小卫星快速地面测试设备通过电源接插件和数据接插线与待测试卫星连接，微小卫星快速地面测试设备通过无线与无线AP模块与智能终端。智能终端包括手机、平板电脑等移动设备。智能终端的操作系统可采用Android、IOS、WP、Windows等系统。

图中虚线框部分为自动化测试设备主体部分，设备通过电连接器连接至微小卫星，并具有VGA口及键盘鼠标接口，可以连接显示设备及标准PC输入设备，自动化测试与地面供电电源连接，并通过电连接线给微小卫星进行供电，同时还具备无线AP功能，用于建立无线局域网，供便携式平板设备连接至网络。

如图2和图3所示,本发明公开的一种微小卫星快速地面测试设备其组成结构：包括电源模块1、电源模块，2、嵌入式控制盒，3、NUC规格主控计算机，4无线AP。采用NUC规格主控计算机是为了节约空间，其他类型的计算机亦可实现本发明的测试设备。电源模块通过地面电源分别为NUC规格主控计算机、嵌入式控制箱提供电源；嵌入式控制箱通过测试接插线待测卫星连接，通过USB接口与NUC规格主控计算机连接。卫星数据作为输入，NUC规格主控计算机和嵌入式控制箱通过USB接口进行信息交互。

如图4所示，本发明公开的一种微小卫星快速地面测试设备其嵌入式控制箱的组成结构：包括通讯及FPGA主板、模拟量接口板、I/O接口板、控制器供电板、扩展板、底板。优先的，所述的模拟量接口板及I/O接口板采用PIC16F877A单片机作为主处理器，FPGA主板采用Cyclone IV FPGA Device作为主处理器，Cyclone IV FPGA Device是Altera公司FPGA系列产品之一，成本低、功耗低，并具有收发器。通讯及FPGA主板通过底板与模拟量接口板、I/O接口板、控制器供电板、扩展板连接；通讯及FPGA主板管理所有的I/O接口板，模拟量接口板，USART及卫星供电器的输入输出，并将数据汇总通过USB与NUC规格主控计算机信息进行交互。

如图5所示，本发明公开的一种微小卫星快速地面测试设备使用流程图，具体包括以下步骤：

1）链接地面220V交流电源，通过数码管显示各个模块电压示数来观察电源模块为NUC规格主控计算机、被测卫星、嵌入式控制箱提供的电源是否正常。

2 ）如果NUC规格主控计算机、待测卫星、嵌入式控制箱的电压正常则打开NUC规格主控计算机，嵌入式控制箱按钮，同时通过嵌入式控制箱将待测卫星电源接通。

3）各个模块电源接通后，通过嵌入式控制器主板管理所有的I/O接口板，模拟量接口板，USART及卫星供电器的输入输出，将数据汇总并通过USB与NUC规格主控计算机信息进行交互。

4）打开Android智能终端，通过无线与NUC规格主控计算机连接。打开安装在Android智能终端的应用APP软件即可看到待测卫星的测试数据变化。

5）测试完成，依次关闭NUC规格主控计算机、嵌入式控制箱。拔掉地面电源。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种微小卫星快速地面测试设备，其特征在于：包括计算机、电源模块、嵌入式控制箱；所述电源模块通过地面电源分别为计算机、待测卫星、嵌入式控制箱提供电源。

2.根据权利要求1所述的微小卫星快速地面测试设备，其特征在于：所述微小卫星快速地面测试设备还包括无线AP模块；所述计算机通过无线AP模块与移动智能终端连接。

3.根据权利要求1所述的微小卫星快速地面测试设备，其特征在于：所述计算机为NUC规格主控计算机。

4.根据权利要求1所述的微小卫星快速地面测试设备，基特征在于：所述嵌入式控制箱通过测试电缆与待测卫星连接，通过USB接口与计算机连接；所述嵌入式控制箱包括嵌入式控制器主板、模拟量接口板、通信接口板、I/O接口板、控制器供电板、底板。

5.根据权利要求1所述的微小卫星快速地面测试设备，其特征在于：采用无线的方式完成对卫星的电性能测试，自动化测试设备将卫星的遥测数据及状态数据通过无线网络发送给移动智能终端，同时自动化测试设备也通过无线网络接收对卫星的测试指令。

6.根据权利要求4所述的微小卫星快速地面测试设备，其特征在于：为了使设备具有通用化能力，所述嵌入式控制箱的通信接口板包含卫星常用的数据通信接口：RS232串口、RS422串口、I2C接口、SPI接口及CAN接口。