CN107797004A - 一种航天器电性能测试用例数字化验证系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航天器电性能测试用例数字化验证系统和方法，其中，所述系统包括：测试管理平台，用于控制电性能测试用例执行并生成激励信号，从数据订阅服务器订阅遥测参数，输出测试结果；接口适配器，用于模拟地面测试设备，将激励信号映射到仿真验证平台可识别的激励指令；仿真验证平台，用于模拟卫星设备，对激励指令进行译码并执行，输出遥测参数；数据订阅服务器，用于对遥测参数进行存储和广播。本发明在没有地面测试设备和卫星模拟器的条件下，实现了电性能测试用例的数字化仿真闭环验证，验证电性能测试用例设计的正确性、合理性，提前发现并改进电性能测试用例的设计缺陷，从而提高航天器综合测试的效率和安全性。

Description

一种航天器电性能测试用例数字化验证系统和方法

技术领域

本发明属于航天器综合测试技术领域，尤其涉及一种航天器电性能测试用例数字化验证系统和方法。

背景技术

航天器电性能指标测试主要涉及测控、数传等射频测试，其测试方法不同于功能类的信息流测试，不仅需要向卫星发送测试指令(激励信号)，判读卫星遥测数据，还要与众多的硬件测试设备进行交互，比如，设置设备参数，读取设备测量结果等操作，其逻辑关系复杂，并且有严格的时序要求，因此对性能测试用例设计及其正确性验证有较高的要求。

目前，航天器电性能测试用例主要以基于编码形式、功能较为固定的程序，开放性和灵活性较差，当测试任务改变或者测试设备更新换代时需要专业人员修改源代码，其维护成本较高。同时，为了验证所设计的测试用例的正确性，通常需要研制相应的卫星模拟器，造价昂贵，可实施性不强。

因此，目前航天器电性能测试用例在上星测试前均未能得到有效的验证，或者验证不充分，而是通过设计人员在设计测试用例时进行单步调试，对逻辑顺序进行初步排查，无法进行闭环仿真验证。通常是上星后来调试地面测试用例，这种通过卫星来调试地面系统的方法不仅带来测试风险，而且大大影响测试效率。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种航天器电性能测试用例数字化验证系统和方法，通过设计接口适配器，在没有地面测试设备和卫星模拟器的条件下，实现测试用例的数字化仿真验证，验证测试用例设计的正确性、合理性，提前发现并改进测试用例的设计缺陷，从而提高航天器综合测试的效率和安全性。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种航天器电性能测试用例数字化验证系统，包括：

测试管理平台，用于根据测试请求确定电性能测试用例，控制所述电性能测试用例执行并生成激励信号，将所述激励信号发送至接口适配器；以及，从数据订阅服务器订阅遥测参数，输出测试结果；

接口适配器，用于模拟地面测试设备，对接收到的激励信号进行数字化反演，输出仿真验证平台可识别的激励指令；

仿真验证平台，用于模拟卫星设备，对接收到的激励指令进行译码并执行，输出遥测参数；

数据订阅服务器，用于对接收到的遥测参数进行存储和广播。

在上述航天器电性能测试用例数字化验证系统中，所述接口适配器在模拟地面测试设备时，包括：

采用函数模拟每一类地面测试设备接口协议。

在上述航天器电性能测试用例数字化验证系统中，所述接口适配器在采用函数模拟每一类地面测试设备接口协议时，包括：

通过接口协议转换函数和内部处理方法模拟每一类地面测试设备接口协议；

其中，所述接口协议转换函数根据地面测试设备的通信协议制定，所述内部处理方法为自定义函数，用于映射所述激励信号对应的激励指令。

在上述航天器电性能测试用例数字化验证系统中，

所述接口协议转换函数，包括：初始化函数、功能操作函数和复位函数；

所述接口适配器所模拟的地面测试设备，包括：CortexCRT、开关矩阵、上下变频器、微波信号源、频谱仪、微波功率计和频率计。

在上述航天器电性能测试用例数字化验证系统中，所述测试管理平台，用于：

根据测试请求，从测试用例库中筛选得到与所述测试请求相匹配的电性能测试用例；

建立与所述接口适配器所模拟的各地面测试设备之间的连接，对所述接口适配器所模拟的各地面测试设备进行初始化；

在所述接口适配器所模拟的各地面测试设备完成初始化之后，通过循环体控制所述电性能测试用例的自动执行并生成激励信号，将所述激励信号发送至接口适配器；以及，从数据订阅服务器订阅遥测参数，输出测试结果。

在上述航天器电性能测试用例数字化验证系统中，所述测试管理平台，还用于：控制断开与接口适配器所模拟的各地面测试设备之间的连接，释放控制端口。

在上述航天器电性能测试用例数字化验证系统中，所述测试管理平台，还用于：根据测试项目，采用拖放插件的形式，得到与所述测试项目相匹配的测试体；其中，不同的测试体用于实现不同的测试项目。

在上述航天器电性能测试用例数字化验证系统中，

所述测试体为两级循环嵌套结构，包括：外层的for循环和内层的while循环；其中，for循环的循环次数由测试项目赋值；while循环为无限循环，并在循环中进行条件判断。

在上述航天器电性能测试用例数字化验证系统中，所述仿真验证平台，用于：

模拟卫星设备行为，映射样本激励指令对应的遥测参数；

根据映射的样本激励指令，对接收到的激励指令进行译码并执行，得到所述接收到的激励指令所对应的遥测参数并输出。

相应的，本发明还公开了一种航天器电性能测试用例数字化验证方法，包括：

根据测试请求确定电性能测试用例，控制所述电性能测试用例执行并生成激励信号，将所述激励信号发送至接口适配器；

通过接口适配器对地面测试设备进行模拟，并对所述激励信号进行数字化反演，输出仿真验证平台可识别的激励指令；

通过仿真验证平台对卫星设备进行模拟，并对所述激励指令进行译码并执行，输出遥测参数；

通过数据订阅服务器对所述遥测参数进行存储和广播；

从数据订阅服务器订阅所述遥测参数，并输出测试结果。

本发明具有以下优点：

(1)通过设计接口适配器，模拟硬件测试设备，在没有地面测试设备的条件下，实现了电性能测试用例的数字化仿真闭环验证，安全性和可靠性高；

(2)通过仿真验证平台，模拟卫星单机设备行为特征，能够译码并执行激励指令，改变相应的遥测数据，实现了在没有真实卫星或卫星模拟器的条件下测试用例的仿真验证；

(3)通过拖放插件的形式实现测试用例的快速设计，从而避免了传统基于编码形式设计的复杂性，降低了对测试设计人员的编程能力要求。

附图说明

图1是本发明实施例中一种航天器电性能测试用例数字化验证系统的结构框图；

图2是本发明实施例中一种接口协议转换函数示意图；

图3是本发明实施例中一种航天器AGC测试用例数字化验证结果示意图；

图4是本发明实施例中一种航天器电性能测试用例数字化验证方法的步骤流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明公共的实施方式作进一步详细描述。

参照图1，示出了本发明实施例中一种航天器电性能测试用例数字化验证系统的结构框图。其中，所述航天器电性能测试用例数字化验证系统，包括：测试管理平台100、接口适配器200、仿真验证平台300和数据订阅服务器400。

在本实施例中，所述航天器电性能测试用例数字化验证系统，将基于插件形式的测试管理平台100引入到航天器电性能测试中来，通过仿真验证平台300和数据订阅服务器400，在没有地面硬件测试设备和卫星模拟器的条件下，实现电性能测试用例的数字化仿真验证；其中，接口适配器200作为测试管理平台100与仿真验证平台300之间的桥梁，实现了“激励信号-激励指令-遥测参数”的映射。

在本实施例中，所述航天器电性能测试用例按照“初始化→测试体→复位”的架构设计，增强电性能测试用例的通用性和可移植性。其中，接口适配器200模拟地面测试设备，仿真验证平台300模拟卫星设备，测试管理平台100完成测试用例的自动执行，实现对各模拟设备的初始化、功能操作和复位；在接口适配器200和仿真验证平台300的作用下完成电性能测试用例的测试验证。

如图1，在本实施例中，测试管理平台100、接口适配器200、仿真验证平台300和数据订阅服务器400的具体功能可以如下：

测试管理平台100，用于根据测试请求确定电性能测试用例，控制所述电性能测试用例执行并生成激励信号，将所述激励信号发送至接口适配器；以及，从数据订阅服务器订阅遥测参数，输出测试结果。

在本实施例中，电性能测试用例的开始必须先对用到的设备进行初始化工作，初始化设备程控地址及通信端口号等，包括硬件设备和软件设备，所有设备插件均提供了相应的初始化接口。其中，通用设备均使用“IVI(Interchangeable Virtual Instruments，可互换虚拟仪器)工具”提供的函数进行初始化，专用设备使用航天器专用测试插件进行初始化。目前用到的专用设备插件主要包括“开关矩阵”和“总控&综合基带”，其开发协议接口均符合相关协议标准，方便系统集成。

优选的，所述测试管理平台，具体可以用于：根据测试请求，从测试用例库中筛选得到与所述测试请求相匹配的电性能测试用例；建立与所述接口适配器所模拟的各地面测试设备之间的连接，对所述接口适配器所模拟的各地面测试设备进行初始化；在所述接口适配器所模拟的各地面测试设备完成初始化之后，通过循环体控制所述电性能测试用例的自动执行并生成激励信号，将所述激励信号发送至接口适配器；以及，从数据订阅服务器订阅遥测参数，输出测试结果。

在本实施例中，在对所述接口适配器所模拟的各地面测试设备进行初始化时，可以采用步进方式自动生成激励数据(如，信号源输出功率和输出频率等)，并以数组形式保存所述激励数据；以及，对航天器型号、测试阶段、被测设备名称、通道校准数据、工作频点、测试指标信息和遥测参数代号等参数进行赋值。

进一步优选的，所述测试管理平台，还可以用于：控制断开与接口适配器所模拟的各地面测试设备之间的连接，释放控制端口。

进一步优选的，所述测试管理平台，还可以用于：根据测试项目，采用拖放插件的形式，得到与所述测试项目相匹配的测试体；其中，不同的测试体用于实现不同的测试项目。

在本实施例中，测试体为两级循环嵌套结构，用于实现具体的测试项目。其中，所述两级循环嵌套结构，包括：外层的for循环和内层的while循环。其中，for循环的循环次数由测试项目赋值。while循环为无限循环，并在循环中进行条件判断，例如，判断星上锁定指示遥测参数是否锁定，若满足条件则跳出循环，否则继续循环，等待锁定指示。

例如，一种可行的电性能测试用例测试体的结构可以如下：

其中，TestIndex为测试索引，TestNum为测试次数，通常由具体的测试项目给定，例如，在测控应答机AGC(Automatic Gain Control，自动增益控制)曲线测试中，测试次数由在初始化结构里生成的所需功率点个数确定。参数配置，主要是配置底层设备的工作参数，包括通道选择、工作频率、信号功率等。打开信号操作为向卫星发送激励，可以是常规的打开地面设备输出，也可能是发送卫星遥控指令。条件表达式通常是对遥测参数是否满足要求进行的判断，可以是单个表达式，也可以是多个表达式的逻辑组合。

需要说明的是，复杂的测试用例循环体可能要嵌套更多的循环，并且需要进行运算处理。插件均提供了前置表达式和后置表达式，其中前置表达式一般进行参数赋值和设备参数配置，后置表达式一般进行读取测量结果及条件判断。

接口适配器200，用于模拟地面测试设备，对接收到的激励信号进行数字化反演，输出仿真验证平台可识别的激励指令。

在本实施例中，由接口适配器模拟的地面测试设备包括：Cortex、开关矩阵、上下变频器、微波信号源、频谱仪、微波功率计和频率计等。

优选的，所述接口适配器在模拟地面测试设备时，可以采用函数模拟每一类地面测试设备接口协议。

进一步优选的，所述接口适配器在采用函数模拟每一类地面测试设备接口协议时，可以通过接口协议转换函数和内部处理方法模拟每一类地面测试设备接口协议：其中，所述接口协议转换函数根据地面测试设备的通信协议制定，所述内部处理方法为自定义函数，用于映射所述激励信号对应的激励指令。也即，接口适配器可以通过接口协议转换函数实现模拟设备的通信协议，通过内部处理方法实现激励信号到激励指令的映射，输出仿真验证平台能够识别的激励指令。

参照图2，示出了本发明实施例中一种接口协议转换函数示意图。优选的，接口协议转换函数可以根据地面测试设备的通信协议制定，具体可以包括：初始化函数、功能操作函数和复位函数。进一步的，所述内部处理处理方法可以为自定义函数，用于指示根据映射表，确定所述激励信号对应的激励指令。

在本实施例中，所述接口适配器可以通过查表方式完成“激励信号-激励指令”的翻译过程。例如，当进行测控应答机AGC曲线测试时，电性能测试用例发出SCPI(StandardCommands for Programmable Instruments，可编程仪器标准命令)测试命令“SetPower”(激励信号)，接口适配器接收到该命令后将其映射到输出指令“TestComand”(激励指令)。如表1，为本发明实施例中一种激励信号到激励指令的映射表：

激励信号	激励指令
		SetPower-40dBm	TestComand1
SetPower-50dBm	TestComand2
		SetPower-60dBm	TestComand3
SetPower-70dBm	TestComand4
		SetPower-80dBm	TestComand5
SetPower-90dBm	TestComand6
		SetPower-100dBm	TestComand7
SetPower-110dBm	TestComand8

表1

仿真验证平台300，用于模拟卫星设备，对接收到的激励指令进行译码并执行，输出遥测参数。

在本实施例中，仿真验证平台具体可以用于模拟卫星设备行为，映射样本激励指令对应的遥测参数；根据映射的样本激励指令，对接收到的激励指令进行译码并执行，得到所述接收到的激励指令所对应的遥测参数并输出。

优选的，仿真验证平台通过查找表的方式实现“激励指令-遥测参数”映射。例如，仿真验证平台接收到激励指令“TestComand1”时，通过查找表2，确定将遥测参数“AGC”值更改为1.04，并将该值(1.04)更新到数据订阅服务器RTS(Realtime Transfer Server)中。其中，表2，为本发明实施例中一种激励指令与遥测参数的关联关系表：

激励指令	遥测参数AGC取值
		TestComand1	1.04
TestComand2	1.06
		TestComand3	1.12
TestComand4	1.22
		TestComand5	1.36
TestComand6	1.56
		TestComand7	1.78
TestComand8	2.02

表2

数据订阅服务器400，用于对接收到的遥测参数进行存储和广播。

在本实施例中，通过“激励信号→激励指令→遥测参数”的映射关系，最终得到的遥测参数作本次测试值保存在数据订阅服务器中。

如前所述，测试管理平台可以从数据订阅服务器订阅遥测参数，输出测试结果。在具体实现时，可以根据测试激励信号与测试值，输出测试结果，并按照预设的文件名称、保存路径等信息生成测试报告。

在本发明的一优选实施例中，测试管理平台可以根据测试得到的多组“激励信号-遥测参数”，绘制测试结果曲线，并输出，完成测试用例的闭环验证。以测控应答机AGC曲线测试为例，参照图3，示出了本发明实施例中一种航天器AGC曲线测试用例数字化验证结果示意图。

在本实施例中，为简化设计，方便测试结果的显示，可以采用Excel报表形式存储测试数据(包括遥测参数和激励信号)。在生成报表之前，预先定制报表模板，包括表格内容、单位名称等信息。生成报表时，将测试数据按模板格式插入到相应位置。

也即，测试管理平台可以将遥测参数和激励信号分别填入预设模板的相应位置处，生成测试结果报表；按照预设文件命名规则，对所述测试结果报表进行命名；最后，将按照预设文件命名规则命名后的测试结果报表，按照预设存储路径进行发送。例如，考虑多型号应用，测试结果报表的存储路径及文件命名规则进可以如下：D：\测试结果库\XX卫星X阶段测试结果\扩频遥控通道静态捕获时间测试结果年-月-日时-分-秒.xls。

在本实施例中，电性能测试用例运行完毕后，需要复位仪器，释放电性能测试用例所占用的设备资源，在初始化中打开的所有设备都需要有对应的关闭设备操作，否则设备多次被初始化而没有关闭将导致设备资源句柄得不到及时释放，设备程控异常。同设备初始化操作，插件也提供了相应的关闭设备接口。

综上所述，本发明所述的航天器电性能测试用例数字化验证系统，基于测试管理平台、接口适配器、仿真验证平台和数据订阅服务器，在没有地面测试设备和卫星模拟器的条件下，实现了电性能测试用例的数字化仿真闭环验证，验证电性能测试用例设计的正确性、合理性，提前发现并改进电性能测试用例的设计缺陷，从而提高航天器综合测试的效率和安全性。

其次，本发明降低了的电性能测试用例的设计复杂度，实现了航天器电性能测试用例的可重用设计，通过对电性能测试用例的闭环验证，提高了用例设计的正确性和安全性。通过拖放插件来设计电性能测试用例，改变以往编码形式的测试程序，大大降低了设计电性能测试用例的难度，并且灵活性提高，测试人员可以根据测试需求来自定义测试执行流程。

在上述实施例的基础上，本发明还公开了一种航天器电性能测试用例数字化验证方法。参照图4，示出了本发明实施例中一种航天器电性能测试用例数字化验证方法的步骤流程图。在本实施例中，所述航天器电性能测试用例数字化验证方法，包括：

步骤401，根据测试请求确定电性能测试用例，控制所述电性能测试用例执行并生成激励信号，将所述激励信号发送至接口适配器。

步骤402，通过接口适配器对地面测试设备进行模拟，并对所述激励信号进行数字化反演，输出仿真验证平台可识别的激励指令。

步骤403，通过仿真验证平台对卫星设备进行模拟，并对所述激励指令进行译码并执行，输出遥测参数。

步骤404，通过数据订阅服务器对所述遥测参数进行存储和广播。

步骤405，从数据订阅服务器订阅所述遥测参数，并输出测试结果。

对于方法实施例而言，由于其与系统实施例相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统实施例部分的说明即可。

本说明中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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 (10)

1.一种航天器电性能测试用例数字化验证系统，其特征在于，包括：

测试管理平台，用于根据测试请求确定电性能测试用例，控制所述电性能测试用例执行并生成激励信号，将所述激励信号发送至接口适配器；以及，从数据订阅服务器订阅遥测参数，输出测试结果；

接口适配器，用于模拟地面测试设备，对接收到的激励信号进行数字化反演，输出仿真验证平台可识别的激励指令；

仿真验证平台，用于模拟卫星设备，对接收到的激励指令进行译码并执行，输出遥测参数；

数据订阅服务器，用于对接收到的遥测参数进行存储和广播。

2.根据权利要求1所述的航天器电性能测试用例数字化验证系统，其特征在于，所述接口适配器在模拟地面测试设备时，包括：

采用函数模拟每一类地面测试设备接口协议。

3.根据权利要求2所述的航天器电性能测试用例数字化验证系统，其特征在于，所述接口适配器在采用函数模拟每一类地面测试设备接口协议时，包括：

通过接口协议转换函数和内部处理方法模拟每一类地面测试设备接口协议；

其中，所述接口协议转换函数根据地面测试设备的通信协议制定，所述内部处理方法为自定义函数，用于映射所述激励信号对应的激励指令。

4.根据权利要求3所述的航天器电性能测试用例数字化验证系统，其特征在于，

所述接口协议转换函数，包括：初始化函数、功能操作函数和复位函数；

所述接口适配器所模拟的地面测试设备，包括：CortexCRT、开关矩阵、上下变频器、微波信号源、频谱仪、微波功率计和频率计。

5.根据权利要求1所述的航天器电性能测试用例数字化验证系统，其特征在于，所述测试管理平台，用于：

根据测试请求，从测试用例库中筛选得到与所述测试请求相匹配的电性能测试用例；

建立与所述接口适配器所模拟的各地面测试设备之间的连接，对所述接口适配器所模拟的各地面测试设备进行初始化；

在所述接口适配器所模拟的各地面测试设备完成初始化之后，通过循环体控制所述电性能测试用例的自动执行并生成激励信号，将所述激励信号发送至接口适配器；以及，从数据订阅服务器订阅遥测参数，输出测试结果。

6.根据权利要求5所述的航天器电性能测试用例数字化验证系统，其特征在于，所述测试管理平台，还用于：控制断开与接口适配器所模拟的各地面测试设备之间的连接，释放控制端口。

7.根据权利要求5所述的航天器电性能测试用例数字化验证系统，其特征在于，所述测试管理平台，还用于：根据测试项目，采用拖放插件的形式，得到与所述测试项目相匹配的测试体；其中，不同的测试体用于实现不同的测试项目。

8.根据权利要求7所述的航天器电性能测试用例数字化验证系统，其特征在于，所述测试体为两级循环嵌套结构，包括：外层的for循环和内层的while循环；其中，for循环的循环次数由测试项目赋值；while循环为无限循环，并在循环中进行条件判断。

9.根据权利要求1所述的航天器电性能测试用例数字化验证系统，其特征在于，所述仿真验证平台，用于：

模拟卫星设备行为，映射样本激励指令对应的遥测参数；

根据映射的样本激励指令，对接收到的激励指令进行译码并执行，得到所述接收到的激励指令所对应的遥测参数并输出。

10.一种航天器电性能测试用例数字化验证方法，其特征在于，包括：

根据测试请求确定电性能测试用例，控制所述电性能测试用例执行并生成激励信号，将所述激励信号发送至接口适配器；

通过接口适配器对地面测试设备进行模拟，并对所述激励信号进行数字化反演，输出仿真验证平台可识别的激励指令；

通过仿真验证平台对卫星设备进行模拟，并对所述激励指令进行译码并执行，输出遥测参数；

通过数据订阅服务器对所述遥测参数进行存储和广播；

从数据订阅服务器订阅所述遥测参数，并输出测试结果。