CN106569054A - 多卫星异步智能测试系统 - Google Patents

Abstract

一种多卫星异步智能测试系统，包括：前端设备、控制中心、数据存储磁盘控制阵列和监控终端，其中：所述前端设备用于向卫星转发测试指令、完成卫星测试过程中产生的下行数据的采集、存储和转发，包括多个通道，分别与多颗卫星同时进行数据传输；所述控制中心用于实现多颗卫星的测试指令、测试用例、测试细则的编辑和管理，向前端设备发送测试指令、接收及转发前端设备发送的下行数据；数据存储磁盘阵列用于采集和存储控制中心发送的下行数据；监控终端用于对数据存储磁盘阵列内存储的下行数据进行查询、分析；所述控制中心、数据存储磁盘阵列及监控终端均接入以太网。上述系统能够实现多颗卫星并行测试，缩短批产化卫星测试周期，降低成本。

Description

多卫星异步智能测试系统

技术领域

本发明涉及航天技术领域，尤其涉及一种多卫星异步智能测试系统。

背景技术

卫星星座模式的发展和卫星功能的不断扩大，使得卫星测试系统面临时间紧、任务重等诸多挑战。综合测试是卫星研制工作的重要组成部分，测试的全面性、准确性等直接决定了卫星在轨运行的可靠性，测试周期的长短是影响卫星成本的重要因素。为确保卫星设计的正确性和试验的充分性，卫星的电测试通常占到卫星研制周期的1/3以上。

目前的综合测试平台都是专用性强，针对一颗卫星的测试，当多颗卫星批量生产时，各卫星的测试相串行，相互存在影响，无法完成快速测试,使得卫星的电测试周期较长,卫星生产成本较高，需要进行系统的建设，来满足测试任务。

所以，亟需一种可用于批量卫星异步智能测试的系统，以解决现有卫星批产化数量大、时间紧等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种多星异步智能测试系统，解决多星并行测试的难题，以缩短批产化卫星测试周期，降低卫星的研制成本。

为了解决上述问题，本发明提供了一种多星异步智能测试系统，包括：前端设备、控制中心、数据存储磁盘控制阵列和监控终端，其中：所述前端设备用于向卫星转发测试指令、完成卫星测试过程中产生的下行数据的采集、存储和转发，所述前端设备包括多个通道，分别与多颗卫星同时进行数据传输；所述控制中心，用于实现多颗卫星的测试指令、测试用例、测试细则的编辑和管理，并向前端设备发送测试指令、接收及转发前端设备发送的下行数据；数据存储磁盘阵列，用于采集和存储控制中心发送的下行数据；监控终端，用于对数据存储磁盘阵列内存储的下行数据进行查询、分析；所述控制中心、数据存储磁盘阵列及监控终端均接入以太网。

可选的，所述前端设备包括：卫星供配电系统、姿态仿真系统、测控地面检测系统和数传地面检测系统。

可选的，所述前端设备还包括：遥控遥测前端或星务前端中的至少一种前端，所述遥控遥测前端通过无线信号与卫星进行数据传输，所述星务前端通过有线信号与卫星进行数据传输。

可选的，所述控制中心包括：测试控制台，用于形成并发送测试指令；主测试处理机，用于接收并发送控制台发送的测试指令至前端设备、接收并转发前端设备转发的下行数据；自动判读及显示终端，用于对主测试处理机转发的下行数据进行解帧及判读。

可选的，所述控制中心对多颗卫星的测试指令自动进行编辑和管理。

可选的，所述控制中心将不同卫星的测试指令，采用自动或手动方式发送至前端设备的不同通道。

可选的，所述数据存储磁盘阵列包括采集存储系统和数据库，其中：所述采集存储系统用于接收控制中心发送的下行数据，并对所述下行数据进行解帧；所述数据库用于存储解帧后的下行数据。

可选的，所述监控终端包括：查询终端和测试数据分析库，其中，查询终端用于输入检索条件并显示检索数据；测试数据分析库根据检索条件对数据存储磁盘阵列内的数据进行检索和分析，并返回结果。

可选的，所述监控终端为查询分析终端，所述查询分析终端有B/S架构组成，其中一台服务器作为服务端部署应用，任意一台网内电脑通过浏览器访问查询。

可选的，所述查询分析终端还包括3台以上个人计算机，作为专用查询客户端。

本发明的优点在于，采用多通道的前端设备，与多颗卫星进行数据传输，同时，控制中心能够实现多颗卫星的测试指令、测试用例和测试细则的编辑和管理，使得该系统能够实现批量化卫星并行测试的需求，可简单且快速搭建。且该系统支持跨卫星、跨流程并行测试；支持多卫星、多数据源的数据输入、存储和管理。

附图说明

图1为本发明的实施例的多卫星异步智能测试系统的框架示意图；

图2至图5为本发明的实施例的多卫星异步智能测试系统的测试流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的多卫星异步智能测试系统的具体实施方式做详细说明。

请参考图1，为多卫星异步智能测试系统的框架示意图。

所述多卫星异步智能测试系统包括：前端设备11、控制中心12、数据存储磁盘控制阵列13和监控终端14，所述控制中心12、数据存储磁盘控制阵列13和监控终端14均接入以太网10。

所述前端设备11与卫星15、控制中心12连接，分别进行交互通信。所述前端设备11用于向卫星15转发测试指令、完成卫星15测试过程中产生的下行数据的采集、存储和转发。并且，所述前端设备11包括多个通道，可以分别与多颗卫星15同时进行数据传输。

每个前端设备11具有多个数据传输通道，分别对应待测试的多颗卫星15。

作为一个实施例，待测试的卫星15数量为3个，前端设备11的数量为1个，所述前端设备11至少具备3个数据传输通道。

在本发明的其他实施例中，所述卫星15的数量为3个以上，前端设备11的数量为2个以上，前端设备11的数据传输通道总数等于或大于卫星数量。

在本发明的其他实施例中，还可以提供一个或多个备用前端设备，以便在工作状态中的前端设备11发生故障时，及时进行替换。所述备用前端设备数量可以与工作状态中的前端设备11数量一致。

所述前端设备11用于向卫星发送测试指令、采集卫星15在测试过程中发送的下行数据并进行存储和转发至控制中心12。前端设备11可以通过不同的数据传输通道同时向多颗卫星15发送测试指令，从而实现对多颗卫星15同时进行测试。

所述控制中心12接入以太网10，并与所述前端设备11连接，与前端设备11以及接入以太网10的其他系统进行交互通信。所述控制中心主要实现测试指令、测试用例、测试细则的编辑和管理，并向前端设备11发送测试指令，通过前端设备11将测试指令发送至卫星15。

所述控制中心12可以对上行的测试指令自动执行管理，并且支持多颗卫星的并行测试。具体的，根据测试需求，控制中心12可以自动对多颗卫星的测试指令进行编辑和管理，并采用自动或手动方式将测试指令发送至前端设备11中与各颗卫星相对应的数据通道。

数据存储磁盘阵列13，通过以太网10与控制中心12连接，实现数据传输，用于采集和存储控制中心12发送的下行数据。所述下行数据包括卫星测试过程中产生的大量不同类型的数据，例如：测试用例信息、测试结果、内部模块检测数据等，用于查询及分析。

监控终端14，用于对数据存储磁盘阵列13内存储的下行数据进行查询、分析。作为一个实施例，所述监控终端14包括：查询终端141和测试数据分析库142。所述查询终端141支持统一卫星不同场景、不同卫星统一场景、不同卫星不同场景的数据检索和比对管理；所述测试数据分析库142主要实现对于参数的实时监视和控制，改变以往的耗时耗力且不可靠的人工监视，采取自动化监视，对于星上参数进行自动化判断。

在上述系统上运行多星并行化测试系统软件，以支持多卫星异步智能测试。所述多星并行化测试系统软件支持自动测试、智能判读且支持多星并行研制的整星级测试系统。需要具备同时采集处理三颗及以上卫星并行测试能力，具备三颗及以上卫星测试数据处理速度匹配采样速度能力，具备三颗及以上卫星测试数据的准实时存储能力，具备三颗及以上卫星下行数据自动判读和实时显示能力。

请参考图2，为本发明的一个实施例的多卫星异步智能测试系统的测试流程图。

作为本发明的一个实施例，所述前端设备11包括：遥控遥测前端111和星务前端112。前端设备11接收控制中心发送的上行指令，通过解析分辨发送目的卫星和通道将其转发。其中，遥控遥测前端111通过基带处理机发送无线信号与卫星15进行无线数据传输，具体的，所述遥控遥测前端111通过基带处理机16发送遥控命令帧给待测试卫星15，并接收从卫星15返回的遥测数据帧；所述星务前端112通过有线信号与卫星15进行数据传输，具体的，所述星务前端向待测试卫星发送串口命令帧，并接收从待测试卫星15发送的串口数据帧。所述遥控遥测前端111与星务前端112传送的数据具有不同的数据格式。

作为本发明的一个实施例，卫星15下发的测试数据，从地测串口下发到星务前端112，星务前端112实时解帧显示并预判相关信号量的值是否处于设定的预期值中，同时将源码转发控制中心12为了保障数据运算效率，星务前端112处于Storm分布式实时数据处理集群以达到数据实时解帧显示的要求。

在实际卫星测试过程中，也可以根据测试需求或者测试现场的情况选择配置遥控遥测前端111或星务前端112中的一种或两种。

作为一个实施例，所述前端设备11还包括地面环境模拟系统，所述地面模拟系统具体包括：卫星供配电系统113、姿态仿真系统114、测控地面检测系统115和数传地面检测系统116(请参考图3)，上述系统直接与卫星连接，用于给卫星提供仿真的地球环境信息。上述地面环境模拟系统受到控制中心的控制。

请继续参考图2，作为本发明的一个实施例，所述控制中心12包括：测试控制台121、主测试处理机122、自动判读及显示终端123，所述测试控制台121发送测试指令至主测试处理机122，测试指令均以命令帧的形式进行发送；所述主测试处理机122向遥控遥测前端111、星务前端112发送命令帧，并接收遥控遥测前端111和星务前端112返回的下行数据；所述主测试处理机122向自动判读及显示终端123发送下行数据，通过自动判断及显示终端123进行数据显示及判读，若下行数据发生错误则发送预警信息至前端设备。所述控制总新12可以采用自动或手动的方式发送测试指令到前端设备。

具体的，请参考图4，为控制中心的工作流程示意图。

所述测试控制台121的具体工作流程包括：根据不同卫星的测试要求，形成针对不同卫星的命令帧、然后根据对应的测试卫星选择卫星通道，然后发送指令至主测试处理机122。

主测试处理机122的测试指令接收和发送过程包括：接收测试控制台发送的上行数据，所述上行数据包括测试指令，然后进行上行数据通道的识别和转发，再将上行数据发送至目标通道。

自动判断及显示终端123接收主测试处理机发送的下行数据之后，实时解帧并显示给测试人员查看，同时实现对自定义关键信号的自动判读，对异常数据作自动报警。由于自动判读及显示终端123需要进行每秒钟每颗卫星每个通道多至2000个信号量实时解帧、显示、判读，运算量大，对时效性要求也高，因此该分系统也采用Storm分布式集群，利用Storm技术进行分布式实时处理。

作为本发明的一个实施例，所述磁盘存储阵列13包括采集存储系统131和数据库132。具体的，请参考图5，所述采集存储系统131接收主测试处理机122发送的下行数据，并对所述下行数据进行实时解帧后发送至数据库132进行存储。解帧运算量也达到自动判读及显示终端数量级且需要同时将同数量级的数据进行存储值数据库，频率高，数据量大，要及时处理完每一帧数据，不遗漏数据，保证数据的完整性，也采用Storm这种高容错及安全性分布式实时处理技术。

在数据库132的选择上，由于卫星测试数据是每秒接收的时间序列数据，随着测试进行，数据量巨大，传统的关系型数据库无法满足灵活扩展的要求，对数据段额再利用性能较差，经过多次分析比较，采用HBase分布式数据库存储。HBase是一个高可靠性、高性能、面向列、可伸缩的分布式存储系统，利用HBase技术可以搭建大规模结构化存储集群，可以轻松处理海量大数据，对时间序列数据的存储上比传统关系型数据库也有较大优势。

作为本发明的一个实施例，所述监控终端为查询分析终端14，测试过程中将产生大量的不同类型的数据。当错误发生时，为了准确定位时间点及产生错误的模块，通过运用多种手段对这些数据进行分析。它的主要功能包括：发生错误时，能够综合多序列的连接查询处理需求；对于多步的交互式分析，能实现复杂的分析查询功能，且具备交互式查询能力；具备有效的数据表示功能，使测试人员直观、快速的对数据进行分析，包括存储、查询、可视化数据展示等方面的优化，从而使得测试人员能够方便、快速的进行分析，提高测试的效率。

作为一个实施例，查询分析终端14主要用来对存入数据库132中的测试数据的查询和对比分析，初次之外还涵盖了数据格式配置、关键代码配置等各类配置功能。查询分析终端由B/S架构组成，1台服务器作为Server端部署应用，供任意一台网内电脑通过浏览器访问查询。除此之外还可以采用3台普通个人计算机(PC机)作为专用查询客户端以应对特殊情况。

请参考图5，在查询分析终端14输入检索条件，所述查询分析终端对数据库内的数据进行检索，然后显示检索得到的数据。

上述多卫星异步智能测试系统能够适应多种型号批量化生产的卫星的测试任务，充分快速的对多批产化卫星进行电性能测试。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多卫星异步智能测试系统，其特征在于，包括前端设备、控制中心、数据存储磁盘控制阵列和监控终端，其中：

所述前端设备用于向卫星转发测试指令、完成卫星测试过程中产生的下行数据的采集、存储和转发，所述前端设备包括多个通道，分别与多颗卫星同时进行数据传输；

所述控制中心，用于实现多颗卫星的测试指令、测试用例、测试细则的编辑和管理，并向前端设备发送测试指令、接收及转发前端设备发送的下行数据；

数据存储磁盘阵列，用于采集和存储控制中心发送的下行数据；

监控终端，用于对数据存储磁盘阵列内存储的下行数据进行查询、分析；

所述控制中心、数据存储磁盘阵列及监控终端均接入以太网。

2.根据权利要求1所述的多卫星异步智能测试系统，其特征在于，所述前端设备包括：卫星供配电系统、姿态仿真系统、测控地面检测系统和数传地面检测系统。

3.根据权利要求2所述的多卫星异步智能测试系统，其特征在于，所述前端设备还包括：遥控遥测前端或星务前端中的至少一种前端，所述遥控遥测前端通过无线信号与卫星进行数据传输，所述星务前端通过有线信号与卫星进行数据传输。

4.根据权利要求1所述的多卫星异步智能测试系统，其特征在于，所述控制中心包括：测试控制台，用于形成并发送测试指令；主测试处理机，用于接收并发送控制台发送的测试指令至前端设备、接收并转发前端设备转发的下行数据；自动判读及显示终端，用于对主测试处理机转发的下行数据进行解帧及判读。

5.根据权利要求1所述的多卫星异步智能测试系统，其特征在于，所述控制中心对多颗卫星的测试指令自动进行编辑和管理。

6.根据权利要求1所述的多卫星异步智能测试系统，其特征在于，所述控制中心将不同卫星的测试指令，采用自动或手动方式发送至前端设备的不同通道。

7.根据权利要求1所述的多卫星异步智能测试系统，其特征在于，所述数据存储磁盘阵列包括采集存储系统和数据库，其中：所述采集存储系统用于接收控制中心发送的下行数据，并对所述下行数据进行解帧；所述数据库用于存储解帧后的下行数据。

8.根据权利要求1所述的多卫星异步智能测试系统，其特征在于，所述监控终端包括：查询终端和测试数据分析库，其中，查询终端用于输入检索条件并显示检索数据；测试数据分析库根据检索条件对数据存储磁盘阵列内的数据进行检索和分析，并返回结果。

9.根据权利要求1所述的多卫星异步智能测试系统，其特征在于，所述监控终端为查询分析终端，所述查询分析终端有B/S架构组成，其中一台服务器作为服务端部署应用，任意一台网内电脑通过浏览器访问查询。

10.根据权利要求9所述的多卫星异步智能测试系统，其特征在于，所述查询分析终端还包括3台以上个人计算机，作为专用查询客户端。