CN107153749B - 一种卫星矩阵电缆接点设计工具及设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种卫星矩阵电缆接点设计工具及设计方法，具体为：选择矩阵接口电路，生成分配表格，采用二维网格图形化方式显示，网格上的每个单元格行号、列号分别与矩阵接口电路中的正线序号和回线序号对应；将共正线和/或共回线的遥测或者遥控参数组成可视化参数等效模型；所述可视化参数等效模型为与分配页面相同形式的二维网格；通过外部指令将可视化参数等效模型嵌入到分配页面中；将遥控参数等效模型和分配页面相应位置的每个单元格进行关联，形成矩阵分配表；根据矩阵分配表，按照星上设备遍历顺序，生成矩阵的电缆接点分配表并输出。本发明提高了设计效率，保证了设计结果的完整性、唯一性和正确性。

Description

一种卫星矩阵电缆接点设计工具及设计方法

技术领域

本发明涉及一种卫星矩阵电缆接点设计工具及设计方法，是一种电缆接点(端对端)设计方法，适用于完成卫星或航天器电缆网设计阶段卫星星上矩阵电缆接点分配、连接设计，属于航天器电气设计技术领域。

背景技术

矩阵式遥测采集和矩阵式指令发送技术是综合电子的一项关键技术，卫星采用矩阵式遥测采集、矩阵式指令发送技术后，理论上能够最大程度的优化整星设备的数量以及电缆网的数量，为卫星的减重做出较大的贡献。以某实际型号为例采用矩阵指令、矩阵遥测接口后，卫星重量(含低频电缆网)减少约1％，提升了卫星的载干比。目前，矩阵式遥测采集和矩阵式指令发送技术在多颗已发射静止轨道卫星上已广泛使用。

矩阵电缆网在设计上较为复杂，矩阵式接口电路不同于常规的遥测采集和指令发送电路，在电缆网连接关系上不再是简单的单点对单点，而是多台设备的多个接点短接，在连接关系上存在一点对多点、多点对一点等复杂情况，并且，不同的终端设备具有不同的接口状态，需要结合实际情况统筹考虑正线回线的连接。其中，正线指电流正向流入负载的导线，回线是指电流负向流出负载的导线。

在实际工作中，设备布局、接点分配、电缆设计、走向设计这几个电缆网设计的关键步骤会互相影响，为了达到最优设计目标可能需要反复迭代，整个设计过程的接口关系，如图1所示。

传统的卫星矩阵电缆接点设计流程如图2所示，流程图左侧部分为电总体设计业务，右侧部分为机械总体设计业务，当电缆走向设计完毕后，才能够根据三维模型完成详细的重量评估，当设计超差时，则可能需要返回布局和接点分配环节进行设计迭代，这样的设计更改周期较长，对工程进度产生较大影响。

进一步地，设计人员对卫星矩阵电缆接点设计流程进行了优化，优化后的流程如图3所示，在机械和电气设计的关键耦合部位，添加设计评审环节，以重量为判据对设计结果进行预估，一旦预估结果超差，则可以立即返回进行迭代设计，不必等待走向和三维模型设计后的精确仿真结果，降低设计返工的风险，将主要的迭代工作控制在接点设计完成之前。

由上可见，无论是采用如图2所示的方式还是如图3所示的方式，迭代设计分配表都是非常重要的环节。传统的卫星矩阵电缆接点设计工作采用人工编写接点分配表。采用人工编写接点分配表时，由于信息量大、接点分配规则复杂、输入条件不统一、接点设计文件表格填写繁琐等原因会导致设计工作效率低下，分配方式不一致，容易出错等问题。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，规范接点设计的输入和输出条件及格式，设计了一种适应全数字化设计流程的卫星矩阵电缆接点设计工具，在此基础上设计提出了一种高效的矩阵电缆接点分配设计方法，从而提高设计效率，避免重复、遗漏设计信息，保证设计结果的完整性、唯一性和正确性。

本发明的技术解决方案是：一种电缆卫星矩阵电缆接点设计工具，该设计工具包括结构工具箱、接口工具箱和输出工具箱，其中：

结构工具箱，按照预设的信息输入规则定义待分配矩阵式遥测或者遥控参数所对应的物理接口信息，并将其存储至遥测或者遥控参数表和相应的设备信号接点信息表；

接口工具箱，根据星上卫星设备布局情况，选择待分配矩阵式遥测或者遥控参数对应的采集端设备或者遥控指令驱动端设备内的矩阵接口电路，根据所选矩阵接口电路规格，获取相应的分配表格，所述分配表格单元的行号、列号分别与矩阵接口电路中的正线序号和回线序号对应，采用二维网格图形化方式将分配表格显示在分配页面中，网格上的每个单元格对应分配表格中的每个单元；根据遥测或者遥控参数表中待分配矩阵式遥测或者遥控参数的物理接口信息，将共正线和/或共回线的参数组成可视化参数等效模型；所述可视化参数等效模型为与分配页面相同形式的二维网格，网格上的每个单元格所在的行线与列线分别对应参数所属拓扑结构内的正线与回线序号；根据外部指令，将可视化参数等效模型与分配页面进行图形匹配，将可视化参数等效模型嵌入到分配页面未进行分配区域中，并将待分配遥测或者遥控参数代号写入对应位置的单元格，根据图形匹配后等效模型遥测或者遥控参数对应的单元格在分配表格中的行号和列号，建立待分配矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内的正线和回线与采集端设备或者遥控指令驱动端设备内的矩阵接口电路正线和回线对应关系，形成矩阵分配表；

输出工具箱，索引设备信号接点信息表中的矩阵接口电路正线和回线对应的矩阵式遥测采集端设备或者遥控指令驱动端设备接插件接点号、待分配矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内的正线和回线对应的设备接插件点号和矩阵分配表所反映的待分配矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内正线和回线与可连接的矩阵接口电路正线和回线对应关系，按照星上设备遍历顺序,生成电缆接点分配表并输出。

所述预设的信息输入规则为：所述遥测或者遥控参数表中相应的矩阵式遥测或者遥控参数物理接口信息采用{Rm,Cn,k}格式或者{Rm*Rm,Cn*Cn,k}表示，其中，Rm和*Rm表示该矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内的正线端和备份正线端，m表示正线和备份正线序号，对应拓扑结构中的行编号；Cn表示矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内的回线端和备份回线端，n表示回线和备份回线序号，对应拓扑结构中的列编号；k为矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构编号，属于同一拓扑结构的矩阵式遥测或者遥控参数填写相同的k。

所述预设的信息输入规则还包括：所述矩阵接口设备接点信息表中相应的遥测或者遥控信号接点所对应的物理接口信息按照{Rm,k}、{Rm*Rm,k}、{Cn,k}或者{Cn*Cn,k}格式表示，。

所述矩阵分配表包括所属设备信息、所属矩阵信息及矩阵分配信息，所述设备分配信息为二维表格，表格中每个单元的行号对应可连接的矩阵接口电路的正线序号，列号对应可连接的矩阵接口电路的回线序号；每个单元存储一个唯一的遥测或者遥控参数代号。

通过外部指令将参数等效模型嵌入到分配页面中，并将相应位置的每个单元格进行关联的实现过程为：实时获取可视化参数等效模型各节点在分配页面的显示位置信息，当所述等效模型各节点位置落入分配页面二维网格节点范围时，将相应位置的节点重合显示，同时将相应位置的等效模型节点对应的遥测参数代号写入矩阵分配表中。

所述可视化遥测或者遥控参数等效模型在分配页面的显示位置信息可以通过操作者采用鼠标对可视化遥测或者遥控参数等效模型拖拽动作或者点击动作得到。

本发明提供的另一个技术方案是：一种电缆卫星矩阵电缆接点设计方法，该方法包括如下步骤：

(1)、按照矩阵式遥测或者遥控设备的硬件实际连接关系，建立并存储矩阵接口设备信号接点信息表、遥测或者遥控参数表；在所述矩阵接口设备信号接点信息表、遥测或者遥控参数表中，按照预设的信息输入规则定义待分配矩阵式遥测或者遥控参数所对应的物理接口信息；所述物理接口信息包括所述遥控参数或者遥测参数所属拓扑结构内的正线和回线序号及其所属拓扑结构编号；

(2)、根据星上卫星设备布局情况，选择待分配矩阵式遥测或者遥控参数对应的采集端设备或者遥控指令驱动端设备内的矩阵接口电路，根据所述矩阵接口电路规格，获取相应的分配表格，采用二维网格图形化方式将分配表格显示在分配页面中，网格上的每个单元格对应分配表格中的每个单元，分配表格单元的行号、列号分别与矩阵接口电路中的正线序号和回线序号对应；

(3)、根据待分配矩阵式遥测或者遥控参数的物理接口信息，将共正线和/或共回线的参数组成可视化参数等效模型；所述可视化参数等效模型为与分配页面相同形式的二维网格，网格上的每个单元格对应网格的行线与列线分别对应每个参数所属拓扑结构内的正线和回线；

(4)、通过外部指令将可视化参数等效模型嵌入到分配页面中；

(5)、将参数等效模型和分配页面相应位置的每个单元格进行关联，根据图形匹配后等效模型遥测或者遥控参数对应节点在分配页面中的行号和列号，建立待分配矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内正线和回线与可连接的矩阵接口电路正线和回线对应关系，形成矩阵分配表；

(6)、根据矩阵接口电路正线和回线对应的矩阵式遥测采集端设备或者遥控指令驱动端设备接插件接点号、待分配矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内的正线和回线对应的设备接插件点号和矩阵分配表所反映的待分配矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内正线和回线与可连接的矩阵接口电路正线和回线对应关系，按照星上设备遍历顺序,生成电缆接点分配表并输出。

所述预设的信息输入规则为：遥测或者遥控参数表中，矩阵式遥测或者遥控参数物理接口信息采用{Rm,Cn,k}格式或者{Rm*Rm,Cn*Cn,k}表示，矩阵接口设备信号接点信息表中相应的遥测或者遥控参数所对应的物理接口信息照{Rm,k}、{Rm*Rm,k}、{Cn,k}或者{Cn*Cn,k}格式表示；其中，Rm和*Rm表示该矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内的正线端和备份正线端，m表示正线和备份正线序号，对应拓扑结构中的行编号；Cn表示矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内的回线端和备份回线端，n表示回线和备份回线序号，对应拓扑结构中的列编号；k为矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构编号，属于同一拓扑结构的矩阵式遥测或者遥控参数填写相同的k。

本发明与现有技术相比有益效果为：

(1)、本发明根据统一的信息输入规则将物理上的接口电路结构转化为等效模型，使接点设计工作由对接点编号的操作转变为对等效模型的操作，使得设计方式更直接，便于调整；

(2)、本发明将对等效模型转换成可视化的二维网格图形界面，使用户对图形操作进行简单操作即可快速完成电缆匹配工作，设计界面直观，操作简单；

(3)、本发明通过工具内的设计结果输出功能，自动生成矩阵电缆接点分配表，免去了设计师手动填写接点信息的工作，大幅提高设计效率，保证设计结果与输出的完全一致；

(4)、本发明根据矩阵遍历顺序自动按序调整接点分配表输出格式，方便焊接工人按照遍历顺序进行电缆接点焊接，提高工人的工作效率，具体很好的工程指导作用；

(5)、本发明可以兼容多种矩阵接口设备，兼容多类卫星型号；

(6)、本发明可以实时统计矩阵相关遥测参数(包括DR和DR1等类型矩阵遥测)、遥控指令(包括HLC、LLC等类型矩阵指令)数量、类型信息，便于方案分析、设计和信息查询；

(7)、本发明所提供的设计工具和方法有效缓解了当下日益繁重的型号任务和有限的人力资源这一矛盾，短期内收效明显，成果显著；

(8)、本发明还具有检查功能，可以避免接口数据单(IDS)填写错误和接口模型表述错误等低级错误。

附图说明

图1为矩阵电缆网设计接口关系与基本流程；

图2为传统的卫星矩阵电缆接点设计流程；

图3为现有优化后的卫星矩阵电缆接点设计流程；

图4为基于本发明设计工具的矩阵接点设计工作流程；

图5为几种常见类型的矩阵拓扑结构；

图5(a)为1行n列类型的矩阵拓扑结构；

图5(b)为m行1列类型的矩阵拓扑结构；

图5(c)为m行n列类型的矩阵拓扑结构；

图6为本发明实施例布局和遍历顺序显示页面；

图7为本发明实施例矩阵接点分配界面；

图8为本发明实施例矩阵接点分配过程示意图；

图9为本发明实施例电缆双端接点连接信息路径；

图10为矩阵接点表。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的描述。

本发明提供了一种电缆卫星矩阵电缆接点设计工具，该设计工具包括结构工具箱、接口工具箱和输出工具箱，其中：

结构工具箱，按照预设的信息输入规则定义待分配矩阵式遥测或者遥控参数所对应的物理接口信息，并将其存储至遥测或者遥控参数表和相应的设备信号接点信息表；

接口工具箱，根据星上卫星设备布局情况，选择待分配矩阵式遥测或者遥控参数对应的采集端设备或者遥控指令驱动端设备内的矩阵接口电路，根据所选矩阵接口电路规格，获取相应的分配表格，所述分配表格单元的行号、列号分别与矩阵接口电路中的正线序号和回线序号对应，采用二维网格图形化方式将分配表格显示在分配页面中，网格上的每个单元格对应分配表格中的每个单元；根据遥测或者遥控参数表中待分配矩阵式遥测或者遥控参数的物理接口信息，将共正线和/或共回线的参数组成可视化参数等效模型；所述可视化参数等效模型为与分配页面相同形式的二维网格，网格上的每个单元格所在的行线与列线分别对应参数所属拓扑结构内的正线与回线序号；根据外部指令，将可视化参数等效模型与分配页面进行图形匹配，将可视化参数等效模型嵌入到分配页面未进行分配区域中，并将待分配遥测或者遥控参数代号写入对应位置的单元格，根据图形匹配后等效模型遥测或者遥控参数对应的单元格在分配表格中的行号和列号，建立待分配矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内的正线和回线与采集端设备或者遥控指令驱动端设备内的矩阵接口电路正线和回线对应关系，形成矩阵分配表；

输出工具箱，索引设备信号接点信息表中的矩阵接口电路正线和回线对应的矩阵式遥测采集端设备或者遥控指令驱动端设备接插件接点号、待分配矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内的正线和回线对应的设备接插件点号和矩阵分配表所反映的待分配矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内正线和回线与可连接的矩阵接口电路正线和回线对应关系，按照星上设备遍历顺序,生成电缆接点分配表并输出。

实施例：

如图4所示，根据本发明设计的一种电缆卫星矩阵电缆接点设计工具的结构工具箱、接口工具箱和输出管理箱的输入、输出和功能描述如表1所示：

表1电缆卫星矩阵电缆接点设计工具功能说明

具体介绍每个工具箱的详细功能。

1、结构工具箱

结构工具箱的主要功能是按照预设的信息输入规则收集矩阵遥测参数、遥控指令和矩阵设备上待分配矩阵式遥测或者遥控参数所对应的物理接口信息，该收集工作可以通过表单形式完成，也可以直接在工具软件中进行编辑，收集到待分配矩阵式遥测或者遥控参数所对应的物理接口信息分别存储在相应的《矩阵遥测参数表》、《矩阵遥控参数表》和《矩阵接口设备接点信息表》中。本发明通过预设的信息输入规则对矩阵式接口电路接点(正线、回线)和设备遥测参数、遥控指令参数的公式化表述，将接口电路的物理结构转化为等效模型。矩阵接口电路按照是否采用主、备信号单独连接电缆划分为两大类，一类电缆连接时相同信号为单点单线连接方式；另一类相同信号为双点双线连接方式，即存在备份连接方式。具体的预设的信息输入规则为：

《矩阵接口设备接点信息表》中，待分配矩阵式遥测或者遥控参数所对应的物理接口信息表达式格式如下：

{Rm,Cn,k}或者{Rm*Rm,Cn*Cn,k}；

《矩阵遥测参数表》、《矩阵遥控参数表》中，矩阵接口接点(正线、回线)表达格式：

{Rm,k}、{Cn,k}或者{Rm*Rm,k}、{Cn*Cn,k}；

其中，Rm和*Rm表示该矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内的正线端和备份正线端，m表示正线和备份正线序号，对应拓扑结构中的行编号；Cn表示矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内的回线端和备份回线端，n表示回线和备份回线序号，对应拓扑结构中的列编号；k为矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构编号，属于同一拓扑结构的矩阵式遥测或者遥控参数填写相同的k。

以下根据实际用例说明接口定义及表达公式。

(1)、矩阵遥测接口电路以及表达式

表2矩阵遥测参数表示例

(2)、矩阵接口设备信号接点信息表

表3矩阵接口设备信号接点信息表示例页1

表4矩阵接口设备信号接点信息表示例页2

(3)、几种常见的矩阵遥测拓扑结构

如表2所示，该设备上有8条矩阵遥测，其中6个DR量，2个DR1量(不占接插件上接点)，分别属于R开关1和R开关2。根据设备本身接口电路特性，属于同一个开关的3个DR量共用一条回线，其拓扑结构如图5(b)的“常见结构b”，假设图中M代表“C频段输入R开关1状态1(J1-J2)遥测”；P代表“C频段输入R开关1状态1(J1-J3)遥测”；S代表“C频段输入R开关1状态1(J1-J4)遥测”；M、P、S这三个遥测属于同一个拓扑结构，则M对应这个结构的R1和C1，P对应R2和C1，S对应R3和C1。其中编号R1、R2、R3分别代表三条正线即三行，编号C1代表回线即列。

在《矩阵遥测参数表》中在对应的备注栏中应按照{Rm,Cn,k}的格式填写，其中，

表2中代号001～003的遥测与代号005～007的遥测，因互相之间没有共正线或共回线的关系，则分属不同结构。

在矩阵接口设备信号接点信息表中，找到矩阵遥测参数表中所有遥测参数所属拓扑结构对应的正线和回线，并按照{Rm,k}或{Cn,k}的格式填写，其中Rm、Cn、k都应与对应的遥测参数备注栏中的{Rm,Cn,k}参数相一致。

如表2中：C频段输入R开关1状态1(J1-J2)遥测，在矩阵遥测参数表备注中填写{R1,C1,1}，该参数对应的正线和回线为表3中的接点2和4，则接点2和4的备注中应分别填写{R1,1}和{C1,1}。

综上，在填写矩阵遥测参数表和矩阵接口设备信号接点信息表的备注栏时，应遵循以下步骤：

1)、根据接口电路结构判断矩阵遥测所属拓扑结构，有共正线或者共回线关系的属于同一结构。

2)、在矩阵遥测参数表中，将属于相同拓扑结构的矩阵遥测，根据共正线或者共回线的实际情况，按照{Rm,Cn,k}格式填写，注意：Rm为正线即行，Cn为回线即列，共正线则Rm相同，共回线则Cn相同。不占接点的参数不需要填写。

3)、在矩阵接口设备信号接点信息表中可以找到矩阵遥测参数表中遥测对应的接点(正线和回线)，按照{Rm,k}或{Cn,k}的格式填写，如果有多个遥测回线，并且已在设备内部连通，选其中一个填写即可。

注：图5(a)中的结构a为共正线结构，图5(b)中结构b为共回线结构，图5(c)中结构c行和列接点均分主备，主份行或列接点表示方法同结构a和b，备份用*Rm和*Cn表示，矩阵遥测参数表中备注填写格式为{Rm*Rm,Cn*Cn,k}，矩阵接口设备信号接点信息表中备注填写格式为{Cn,k}、{*Cn,k}、{Rm,k}、{*Rm,k}。

(4)、矩阵遥控接口电路建模及表达

表5矩阵遥控指令表示例

表6矩阵接口设备信号接点信息表示例页3

《矩阵遥控指令表》备注填写方法参照《矩阵遥测参数表》填写方法，如表5和表6所示，根据接口电路可以判断代号001～003的3条LLC2类型指令为共正线，则填写方法与矩阵遥测相同，即按照{Rm,Cn,k}格式填写。

同理，在矩阵接口设备信号接点信息表中找到指令对应的接点(正线和回线)，按照{Rm,k}或{Cn,k}的格式填写，如果有多个指令回线，并且已在设备内部连通，选其中一个填写即可。

本工具箱还接收外部用户输入的《矩阵设备遍历顺序表》，所述《矩阵设备遍历顺序表》包含卫星上所有采用矩阵式遥测采集设备和矩阵式遥控驱动设备，反映了星上卫星设备布局情况，一般处于同一个舱板上的设备归为属于同一个分区，同一个区内的设备放入表中同一列，同一列设备按照遍历顺序(在正线上的连接顺序)从上至下排列。本工具箱可根据设备所包含的指令、参数类型自动统计与矩阵相关的信息数量，并根据整星设备布局，按照矩阵电缆串联的实际顺序灵活调整设备遍历顺序，在输出接点表文件时按照最终确定的遍历顺序输出各个设备接点信息。用户界面如图6所示。

统计的方法为：根据遍历顺序中的设备代号，在参数中和指令表中分别找到属于各个设备的各类矩阵指令和矩阵遥测并做数量累加处理，分别统计出各类型矩阵指令和矩阵遥测的总数量。

遍历顺序调整方法为：根据矩阵式遥测参数数量、矩阵式遥控指令数量以及卫星矩阵资源调整各区大小，确定一个设备分区顺序表；遍历顺序以二维表格形式展示，通过用户界面操作，用户可灵活调整各分区下的设备在遍历顺序中的上下位置。

2、接口工具箱

接口工具箱的主要功能是：分配页面初始化、分配表格配置、接点分配和接点反向设计，最终生成矩阵分配表。

(1)、分配页面初始化

在正式开始矩阵接点表设计之前，需要根据矩阵设备的情况手动建立矩阵分配表,所述矩阵分配表包括所属设备信息、所属矩阵信息及矩阵分配信息，所述设备分配信息为二维表格，表格中每个单元的行号对应可连接的矩阵接口电路的正线序号，列号对应可连接的矩阵接口电路的回线序号；每个单元存储一个唯一的遥测或者遥控参数代号，所述遥测或者遥控参数代号包括设备代号、设备序号、指令或参数序号信息。具体建立过程如下：

在页面上点击新建分配页面，应有如下初始化配置项：

表7分配初始化配置表

确认新建后，页面上应出现相应行列数的空表格，例如下表8(行列均为10)。

表8矩阵分配信息示例

C1’

C2’

C3’

C4’

C5’

C6’

C7’

C8’

C9’

C10’

R1’

*R1’

R2’

*R2’

R3’

*R3’

R4’

*R4’

R5’

*R5’

R6’

*R6’

R7’

*R7’

R8’

*R8’

R9’

*R9’

R10’

*R10’

*C1’

*C2’

*C3’

*C4’

*C5’

*C6’

*C7’

*C8’

*C9’

*C10’

上表中：Rm’和*Rm’表示采集端设备或者遥控指令驱动端设备内的矩阵接口电路正线端和备份正线端，m表示正线和备份正线序号，Cn’和*Cn’表示采集端设备或者遥控指令驱动端设备内的矩阵接口电路回线端和备份回线端，n表示回线和备份回线序号。

(2)分配表格配置

在确认设备遍历顺序完毕并建立分配表格后，进入矩阵接点分配对已建立的分配表进行划分，将分配表格区域划分为多个区间，通常一个矩阵模块至少对应《矩阵设备遍历顺序表》中的一个区，由于星上不同区之间的设备之间采用不同的矩阵，所以，多用户可以针对不同的区并行设计。

分配操作界面如图7所示，在界面上将接点分配工作所必须的信息按照用户操作习惯进行展示，在右侧从上到下分别为待分配设备信息、参数信息、等效模型预览信息；在左侧从上到下分别为矩阵模块信息、分区信息、区域划分结果信息；界面上还配置了信息查询窗格。分配表格配置的具体规则是：

1)将分配区划分之前，不可将参数分配至区间内的任何格子，将分配区划分给某分区后，在索引区选中该分区名称后，该区域可被分配。

2)逆分配操作：已分配区域应允许批量从当前所属分区中移除，已分配参数的格子禁止逆分配操作。

3)已被分配的格子再次被分配给其他分区则，则分配结果自动覆盖原先结果。当格子中已有被分配的参数时，则不允许被再次分配。

4)分区索引、设备索引、电连接器列表、接点列表、参数列表应关联显示：

a.当选择分区后，设备索引应显示相应分区内所有设备，排序参照产品树；电连接器列表内应相应显示所有当前分区内设备接插件信息，参数显示区应显示当前分区内设备的所有相关参数。

b.当选择设备索引内的某个设备时，电连接器列表内仅应显示该设备的接插件信息，而参数显示区仍保持显示当前分区的所有设备参数，但应高亮显示当前设备的所有参数。

c.当选择参数显示区的某个参数时，设备索引区内应定位在该参数所属设备上，电连接器列表和接点列表应做相应调整。

(3)、接点分配

本软件工具按照接口定义规则，在参数/指令和接点信息的相应位置上自动读取表达式，将物理接口电路转化为等效模型，分别对各待分配接点设备进行操作，将该设备接口电路等效模型以拖拽或者点击的方式放入分配页面，并将相应位置的每个节点进行关联。具体实现过程为：通过用户采用鼠标对可视化遥测或者遥控参数等效模型拖拽动作或者点击动作得到可视化遥测或者遥控参数等效模型在分配页面的显示位置信息，实时获取可视化遥测或者遥控参数等效模型在分配页面的显示位置信息，当所述等效模型各节点位置落入分配页面二维网格节点范围时，将相应位置的节点重合显示，同时将相应位置的等效模型节点对应的遥测参数代号写入矩阵分配表中。分配的原理示意如图8所示。右侧为被采集设备遥测和接点示意图，设备有9个遥测量，分别以M～U命名，每个遥测都是由对应的行和列共同决定的，如果需要获得M的信息，必须同时采集(连通)R1和C1点，如果需要获得R信息，则需要同时采集(连通)R2和C3点。在分配的过程中，需要将M～U这些遥测，按照相互之间结构上的关系对应匹配到采集设备的矩阵块上。右侧3*3小矩阵应按照相互之间的关系，“镶嵌”到采集设备矩阵块中，如，遥测量M与采集量b建立对应关系，N与c建立对应关系；又如，右图中M、P、S为共列(共用C1’列)，则“镶嵌”到左侧采集模块中时对应的位置也必须为共列。

某些设备(如图5(c)中常见结构c)，其接口等效模型每一行对应两个编号，如：R1和*R1，两个为一组，列同理，C1和*C1为一组。当被采集设备接点与采集设备矩阵建立对应关系后，矩阵的行和列分别同时对应被采集设备的两个编号。

(4)、接点表反向设计

为了减少设计的工作量，本工具还允许按照一定的格式将接点分配结果录入到系统中。

由于部分矩阵接点表的设计可能由其他单位协同完成，为了保证后续输出全部的硬件编码信息，因此需要录入工作需要分四步完成：第一步，分区预划分；第二步，输出空表；第三步，填写并录入；第四步，关联硬件接点。

最后，根据一定规则按表8所示模板格式将信息接点分配信息导入软件，完成分配设计。

表8矩阵分配表导入模板

注：上表中X41n33-001为指令或者参数代号，其中：X41为设备代号、n33为设备序号、-001为指令或者参数序号。

导入规则如下：

(1)、导入前，首先读取表头，判断属于哪台单机；属于哪个模块；属于指令还是遥测，再读取分区名称和划分结果，与系统内划分结果进行匹配。

(2)、然后判断导入表格指定的分区是否已经填写内容。

(3)、完全清空当前指定分区并填写导入模板的内容。

(4)、导入模板的分配区允许以“指令/遥测短码”或“指令/遥测名称”进行填写，读取时两种方式均可识别。

导入时，设计工具将对导入的数据进行如下数据检查：

检查指令/参数的名称/短码是否存在于系统，如找不到则不予导入。

检查导入表格中指令/参数的名称/短码是否重复，如果重复则不予导入。

检查导入表格中的指令/参数的名称/短码与当前系统中除待导入区以外的其他区域内已分配的名称/短码是否重复，如果重复则不予导入。

3、输出管理工具

(1)、正线回线匹配

分配完遥测/指令后，需要将采集(发送)设备与被采集(发送终端)设备建立物理上的连接，也就是通过分配结果将电缆两端设备的接点对应起来。矩阵设备对应的接点号可以通过备注信息在设备接点信息表中找到。实现步骤如图9所示，生成的最终的电缆接点表如图10所示。

(2)、接点分配表自动生成

按照一定格式，由工具自动索引设备信号接点信息表中的矩阵接口电路正线和回线对应的矩阵式遥测采集端设备或者遥控指令驱动端设备接插件接点号、索引矩阵分配表中待分配矩阵式遥测或者遥控参数代号、根据矩阵分配表中待分配矩阵式遥测或者遥控参数代号索引遥测或者遥控参数表，得到遥测或者遥控参数所属拓扑结构及其正线或者回线编号，再根据所属拓扑结构及其正线或者回线编号索引设备信号接点信息表，得到对应的电缆接插件接点号，填入如下所示EXCEL表格相应位置中，生成接点分配表。

基于上述工具本发明提出了一种电缆卫星矩阵电缆接点设计方法，该方法包括如下步骤：

(1)、按照矩阵式遥测或者遥控设备的硬件实际连接关系，建立并存储矩阵接口设备信号接点信息表、遥测或者遥控参数表；在所述矩阵接口设备信号接点信息表、遥测或者遥控参数表中，按照预设的信息输入规则定义待分配矩阵式遥测或者遥控参数所对应的物理接口信息；所述物理接口信息包括所述遥控参数或者遥测参数所属拓扑结构内的正线和回线序号及其所属拓扑结构编号；

(2)、根据星上卫星设备布局情况，选择待分配矩阵式遥测或者遥控参数对应的采集端设备或者遥控指令驱动端设备内的矩阵接口电路，根据所述矩阵接口电路规格，获取相应的分配表格，采用二维网格图形化方式将分配表格显示在分配页面中，网格上的每个单元格对应分配表格中的每个单元，分配表格单元的行号、列号分别与矩阵接口电路中的正线序号和回线序号对应；

(3)、根据待分配矩阵式遥测或者遥控参数的物理接口信息，将共正线和/或共回线的参数组成可视化参数等效模型；所述可视化参数等效模型为与分配页面相同形式的二维网格，网格上的每个单元格对应网格的行线与列线分别对应每个参数所属拓扑结构内的正线和回线；

(4)、通过外部指令将可视化参数等效模型嵌入到分配页面中；

(5)、将参数等效模型和分配页面相应位置的每个单元格进行关联，根据图形匹配后等效模型遥测或者遥控参数对应节点在分配页面中的行号和列号，建立待分配矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内正线和回线与可连接的矩阵接口电路正线和回线对应关系，形成矩阵分配表；

(6)、根据矩阵接口电路正线和回线对应的矩阵式遥测采集端设备或者遥控指令驱动端设备接插件接点号、待分配矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内的正线和回线对应的设备接插件点号和矩阵分配表所反映的待分配矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内正线和回线与可连接的矩阵接口电路正线和回线对应关系，按照星上设备遍历顺序,生成电缆接点分配表并输出。

所述预设的信息输入规则为：遥测或者遥控参数表中，矩阵式遥测或者遥控参数物理接口信息采用{Rm,Cn,k}格式或者{Rm*Rm,Cn*Cn,k}表示，矩阵接口设备信号接点信息表中相应的遥测或者遥控参数所对应的物理接口信息照{Rm,k}、{Rm*Rm,k}、{Cn,k}或者{Cn*Cn,k}格式表示；其中，Rm和*Rm表示该矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内的正线端和备份正线端，m表示正线和备份正线序号，对应拓扑结构中的行编号；Cn表示矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内的回线端和备份回线端，n表示回线和备份回线序号，对应拓扑结构中的列编号；k为矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构编号，属于同一拓扑结构的矩阵式遥测或者遥控参数填写相同的k。

综上所述，本发明借助信息化手段将重复繁琐却有规律可循的矩阵接点分配设计工作由计算机代为执行，该软件工具可根据信息输入规则将物理上的接口电路结构转化为等效模型，使接点设计工作由对接点编号的操作转变为对等效模型的操作，使得设计方式更直接，便于调整；并且，通过工具内的设计结果输出功能，自动生成矩阵电缆接点分配表，免去了设计师手动填写接点信息的工作，大幅提高设计效率，保证设计结果与输出的完全一致。这种分配方法及工具有效缓解了当下日益繁重的型号任务和有限的人力资源这一矛盾，短期内收效明显，成果显著。

本发明说明书未进行详细描述的部分为本领域公知常识。

Claims (8)

1.一种电缆卫星矩阵电缆接点设计工具，其特征在于包括结构工具箱、接口工具箱和输出工具箱，其中：

结构工具箱，按照预设的信息输入规则定义待分配矩阵式遥测或者遥控参数所对应的物理接口信息，并将其存储至遥测或者遥控参数表和相应的设备信号接点信息表；

接口工具箱，根据星上卫星设备布局情况，选择待分配矩阵式遥测或者遥控参数对应的采集端设备或者遥控指令驱动端设备内的矩阵接口电路，根据所选矩阵接口电路规格，获取相应的分配表格，所述分配表格单元的行号、列号分别与矩阵接口电路中的正线序号和回线序号对应，采用二维网格图形化方式将分配表格显示在分配页面中，网格上的每个单元格对应分配表格中的每个单元；根据遥测或者遥控参数表中待分配矩阵式遥测或者遥控参数的物理接口信息，将共正线和/或共回线的参数组成可视化参数等效模型；所述可视化参数等效模型为与分配页面相同形式的二维网格，网格上的每个单元格所在的行线与列线分别对应参数所属拓扑结构内的正线与回线序号；根据外部指令，将可视化参数等效模型与分配页面进行图形匹配，将可视化参数等效模型嵌入到分配页面未进行分配区域中，并将待分配遥测或者遥控参数代号写入对应位置的单元格，根据图形匹配后等效模型遥测或者遥控参数对应的单元格在分配表格中的行号和列号，建立待分配矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内的正线和回线与采集端设备或者遥控指令驱动端设备内的矩阵接口电路正线和回线对应关系，形成矩阵分配表；

输出工具箱，索引设备信号接点信息表中的矩阵接口电路正线和回线对应的矩阵式遥测采集端设备或者遥控指令驱动端设备接插件接点号、待分配矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内的正线和回线对应的设备接插件点号和矩阵分配表所反映的待分配矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内正线和回线与可连接的矩阵接口电路正线和回线对应关系，按照星上设备遍历顺序,生成电缆接点分配表并输出。

2.根据权利要求1所述的一种电缆卫星矩阵电缆接点设计工具，其特征在于所述预设的信息输入规则为：所述遥测或者遥控参数表中相应的矩阵式遥测或者遥控参数物理接口信息采用{Rm,Cn,k}格式或者{Rm*Rm,Cn*Cn,k}表示，其中，Rm和*Rm表示该矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内的正线端和备份正线端，m表示正线和备份正线序号，对应拓扑结构中的行编号；Cn表示矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内的回线端，*Cn表示矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内的备份回线端，n表示回线和备份回线序号，对应拓扑结构中的列编号；k为矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构编号，属于同一拓扑结构的矩阵式遥测或者遥控参数填写相同的k。

3.根据权利要求2所述的一种电缆卫星矩阵电缆接点设计工具，其特征在于所述预设的信息输入规则还包括：所述矩阵接口设备接点信息表中相应的遥测或者遥控信号接点所对应的物理接口信息按照{Rm,k}、{Rm*Rm,k}、{Cn,k}或者{Cn*Cn,k}格式表示。

4.根据权利要求1所述的一种电缆卫星矩阵电缆接点设计工具，其特征在于所述矩阵分配表包括所属设备信息、所属矩阵信息及矩阵分配信息，所述设备分配信息为二维表格，表格中每个单元的行号对应可连接的矩阵接口电路的正线序号，列号对应可连接的矩阵接口电路的回线序号；每个单元存储一个唯一的遥测或者遥控参数代号。

5.根据权利要求1所述的一种电缆卫星矩阵电缆接点设计工具，其特征在于通过外部指令将参数等效模型嵌入到分配页面中，并将相应位置的每个单元格进行关联的实现过程为：实时获取可视化参数等效模型各节点在分配页面的显示位置信息，当所述等效模型各节点位置落入分配页面二维网格节点范围时，将相应位置的节点重合显示，同时将相应位置的等效模型节点对应的遥测参数代号写入矩阵分配表中。

6.根据权利要求1所述的一种电缆卫星矩阵电缆接点设计工具，其特征在于所述可视化遥测或者遥控参数等效模型在分配页面的显示位置信息可以通过操作者采用鼠标对可视化遥测或者遥控参数等效模型拖拽动作或者点击动作得到。

7.一种电缆卫星矩阵电缆接点设计方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)、按照矩阵式遥测或者遥控设备的硬件实际连接关系，建立并存储矩阵接口设备信号接点信息表、遥测或者遥控参数表；在所述矩阵接口设备信号接点信息表、遥测或者遥控参数表中，按照预设的信息输入规则定义待分配矩阵式遥测或者遥控参数所对应的物理接口信息；所述物理接口信息包括所述遥控参数或者遥测参数所属拓扑结构内的正线和回线序号及其所属拓扑结构编号；

(2)、根据星上卫星设备布局情况，选择待分配矩阵式遥测或者遥控参数对应的采集端设备或者遥控指令驱动端设备内的矩阵接口电路，根据所述矩阵接口电路规格，获取相应的分配表格，采用二维网格图形化方式将分配表格显示在分配页面中，网格上的每个单元格对应分配表格中的每个单元，分配表格单元的行号、列号分别与矩阵接口电路中的正线序号和回线序号对应；

(3)、根据待分配矩阵式遥测或者遥控参数的物理接口信息，将共正线和/或共回线的参数组成可视化参数等效模型；所述可视化参数等效模型为与分配页面相同形式的二维网格，网格上的每个单元格对应网格的行线与列线分别对应每个参数所属拓扑结构内的正线和回线；

(4)、通过外部指令将可视化参数等效模型嵌入到分配页面中；

(5)、将参数等效模型和分配页面相应位置的每个单元格进行关联，根据图形匹配后等效模型遥测或者遥控参数对应节点在分配页面中的行号和列号，建立待分配矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内正线和回线与可连接的矩阵接口电路正线和回线对应关系，形成矩阵分配表；

(6)、根据矩阵接口电路正线和回线对应的矩阵式遥测采集端设备或者遥控指令驱动端设备接插件接点号、待分配矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内的正线和回线对应的设备接插件点号和矩阵分配表所反映的待分配矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内正线和回线与可连接的矩阵接口电路正线和回线对应关系，按照星上设备遍历顺序,生成电缆接点分配表并输出。

8.根据权利要求7所述的一种电缆卫星矩阵电缆接点设计方法，其特征在于所述预设的信息输入规则为：遥测或者遥控参数表中，矩阵式遥测或者遥控参数物理接口信息采用{Rm,Cn,k}格式或者{Rm*Rm,Cn*Cn,k}表示，矩阵接口设备信号接点信息表中相应的遥测或者遥控参数所对应的物理接口信息照{Rm,k}、{Rm*Rm,k}、{Cn,k}或者{Cn*Cn,k}格式表示；其中，Rm和*Rm表示该矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内的正线端和备份正线端，m表示正线和备份正线序号，对应拓扑结构中的行编号；Cn表示矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内的回线端，*Cn表示矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构内的备份回线端，n表示回线和备份回线序号，对应拓扑结构中的列编号；k为矩阵式遥测或者遥控参数所属拓扑结构编号，属于同一拓扑结构的矩阵式遥测或者遥控参数填写相同的k。

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