CN109344085B - 一种分析卫星测试数据的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分析卫星测试数据的方法,包括:接收卫星上行遥控指令;根据卫星上行遥控指令确定遥测参数;接收测试数据;根据测试数据分类规则对测试数据进行分类;针对不同类别的测试数据启动相应的判读推理机;使用所述判读推理机分析相应测试数据以确定所述遥测参数是否合格并生成分析结果;以及显示分析结果。本发明还涉及一种分析卫星测试数据的系统。通过该方法或系统,可以极大地提高卫星测试的效率,从而加快卫星批量化生产的速度,并减少潜在的故障。

Description

一种分析卫星测试数据的方法和系统
技术领域
本发明总的来说涉及卫星软件测试领域,具体而言涉及一种分析卫星测试数据的方法。此外,本发明还涉及一种分析卫星测试数据的系统。
背景技术
目前,卫星工程中所应用的测试技术基本包括下列步骤:根据卫星飞行程序编制相应的测试操作细则;确定地面测试系统要发送至卫星的上行控制指令/指令集;地面通过人工的方式把相应的指令加工出来后发送至星上;以及通过星上下发相关的遥测信息人工分析判断星上执行效果是否符合预期以决定是否通过该项测试。由此可见,上述分析过程主要依靠人工判断来完成。但是,基于人工判断的地面测试系统作为卫星软件综合测试关键一环,其专用性较强,效率低下,难以适应于快速响应、快速测试的小卫星未来发展趋势。
根据卫星工程上现有的测试方法,卫星测试人员按照卫星软件的测试任务和需求编写测试用例,根据测试用例执行步骤编写测试上行遥控指令,然后通过地面综合测试前端软件发送该遥控指令或者特定指令序列,并根据返回的遥测数据人工判断该条指令的执行效果是否符合预期。
然而,卫星系统作为综合了计算机技术、微电子技术、控制工程、通信技术等的多学科交叉的复杂工程系统,其组成分系统繁多,在测试应用中会输出大量测试数据。人工判读的测试方式是通过对卫星主要遥测参数的有效阈值范围进行判断,面临卫星大系统模拟量数据多、种类多,速变/缓变参量等遥测量难以人工有效地完成判读。尤其是如果某些模拟遥测量出现渐进式恶化趋势但是仍然在正常范围以内,且一旦超过正常值范围内就进入到难以修复的致命故障,则这种情况通过人工判断往往被忽略。同时,由于测试数据种类杂,参数类型多,仅依靠多学科领域人员组成测试团队来进行人工数据判读比对和复核,效率低下,而且容易漏判和错判,难以保证测试结果的准确性以及批量化小卫星测试的时效性。
发明内容
本发明的任务是提供一种分析卫星测试数据的方法和系统,通过该方法或系统,可以极大地提高卫星测试的效率,从而加快卫星批量化生产的速度,并减少潜在的故障。
在本发明的第一方面,该任务通过一种分析卫星测试数据的方法来解决,该方法包括:
接收卫星上行遥控指令;
根据卫星上行遥控指令确定遥测参数;
接收测试数据;
根据测试数据分类规则对测试数据进行分类;
针对不同类别的测试数据启动相应的判读推理机;
使用所述判读推理机分析相应测试数据以确定所述遥测参数是否合格并生成分析结果;以及
显示分析结果。
在本发明的一个优选方案中规定,该方法还包括:
收集卫星测试数据;
确定所述卫星测试数据的分析过程和/或分析结果;以及
根据所述分析过程和/或分析结果更新判读推理机的测试数据判读规则数据库。
通过该优选方案,可以执行对测试数据判读规则数据库的机器学习和更新,从而实现越来越精准的判断。
在本发明的另一优选方案中规定,根据卫星上行遥控指令确定遥测参数包括:
根据卫星上行遥控指令与遥测参数之间的映射关系将卫星上行遥控指令映射到相应的遥测参数及其阈值。
通过该优选方案,可以实现遥测参数的快速确定。例如该映射可以通过查询对照表来实现。该对照表可以同时存储其它相关数据、如相应遥测参数的正常阈值区间、异常情况的原因或处理等等。
在本发明的又一优选方案中规定,该方法还包括:
使用本地判读知识库分析所述测试数据并生成初步分析结果;以及
确定初步分析结果与分析结果之间的一致性。
通过该优选方案,可以增加初步判断过程,从而显著提高判断精度,其中初步判断过程可以在分布式客户端上执行,而判断过程可以在中央服务器上执行,这样可以优化资源配置并实现较好的响应速度。
在本发明的第二方面,前述任务通过一种分析卫星测试数据的系统来解决,该系统包括:
分布式客户端,其被配置为执行下列动作:
接收卫星上行遥控指令;
将上行遥控指令发送给中央服务器并从中央服务器接收遥测参数;
接收测试数据并将所述测试数据发送给中央服务器;以及
使用本地判读知识库分析所述测试数据并生成初步分析结果;中央服务器,其被配置为执行下列动作:
从分布式客户端接收上行遥控指令并且根据所述卫星上行遥控指令确定遥测参数;
将遥测参数发送给分布式客户端;
从分布式客户端接收测试数据;
根据测试数据分类规则对测试数据进行分类;
针对不同类别的测试数据启动相应的判读推理机;
使用所述判读推理机分析相应测试数据以确定所述遥测参数是否合格并生成分析结果;以及
将分析结果发送给分布式客户端。
在本发明的一个优选方案中规定,所述分布式客户端还被配置为执行下列动作:
确定初步分析结果与分析结果之间的一致性;以及
在一致的情况下生成表示合格的输出信号。
通过该优选方案,可以提高检查精度并合理分布运算负载。
在本发明的另一优选方案中规定,所述分布式客户端还被配置为执行下列动作:
将初步分析结果和/或输出信号发送到中央服务器;
其中所述中央服务器还被配置为执行下列动作:
根据初步分析结果和/或输出信号更新判读推理机的测试数据判读规则数据库。
通过该优选方案,可以执行对测试数据判读规则数据库的机器学习和更新,从而实现越来越精准的判断。
本发明至少具有下列有益效果:(1)加快批量化卫星的软件测试进度、提高测试强度、多星并行测试、测试流程智能云控,从而提高批量化卫星测试工作的时效性和准确性,并为相关卫星测试的大数据智能化分析积累知识规则库;(2)另外,通过云端计算机测试引擎执行规则进行数据拟合自动化判读,快速进行压力测试、强度测试等人工测试难以高效实施的测试用例,从而解决人工判读难以及时、精准发现的问题;通过智能化判读还可协助进行卫星故障快速定位,尽早地发现各种潜在的软件缺陷和异常,减少卫星软件开发成本。
附图说明
下面结合附图参考具体实施例来进一步阐述本发明。
图1示出了根据本发明的分析卫星测试数据的系统的示意图;
图2示出了根据本发明的由中央服务器执行的流程的示意图;以及
图3示出了根据本发明的由分布式客户端执行的流程的示意图。
具体实施方式
应当指出,各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出,而不一定是比例正确的。在各附图中,给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。
在本发明中,各实施例仅仅旨在说明本发明的方案,而不应被理解为限制性的。
在本发明中,除非特别指出,量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。
在此还应当指出,在本发明的实施例中,为清楚、简单起见,可能示出了仅仅一部分部件或组件,但是本领域的普通技术人员能够理解,在本发明的教导下,可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。
在此还应当指出,在本发明的范围内,“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等,而是允许一定的合理误差,也就是说,所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。
另外,本发明的各方法的步骤的编号并未限定所述方法步骤的执行顺序。除非特别指出,各方法步骤可以以不同顺序执行。
图1示出了根据本发明的分析卫星测试数据的系统100的示意图。
在此应当指出,图1中各组件的数目仅仅是示意性的而不是限制性的,其它数目的组件也是可能的。另外,各组件之间的连接关系也仅仅是示意性的,还可以存在其它连接方式或附加连接。
如图1所示,系统100包括分布式客户端102,其被配置为执行下列动作:
·从中央服务器101或测控/运控中心104接收卫星上行遥控指令。卫星上行遥控指令例如是控制卫星103的运行的指令。
·将上行遥控指令发送给中央服务器101并从中央服务器101接收遥测参数。
·接收测试数据并将所述测试数据发送给中央服务器101。测试数据例如是从卫星103接收的表示卫星状态或反馈的数据、例如三轴姿态角、三轴姿态角速度、母线电压等。测试数据既可以是数据表、数据包,也可以是一定时期的数据曲线。
·使用本地判读知识库分析所述测试数据并生成初步分析结果。本地判读知识库例如是该分布式客户端102通过机器学习建立的用于分析测试数据的数据库。本地判读知识库也可以是统一的数据库。
系统100还包括中央服务器101,其例如可是云端服务器。中央服务器101被配置为执行下列动作:
·从测控/运控中心104或分布式客户端102接收上行遥控指令并且根据所述卫星上行遥控指令确定遥测参数。
·将遥测参数发送给分布式客户端101。
·从分布式客户端101接收测试数据。
·根据测试数据分类规则对测试数据进行分类。分类规则既可以是预先制定的规则,也可以是通过机器学习建立的数据库。
·针对不同类别的测试数据启动相应的判读推理机。
·使用所述判读推理机分析相应测试数据以确定所述遥测参数是否合格并生成分析结果。例如,可以判断所述遥测参数是否落入预定阈值区间,或者遥测参数的曲线是否存在特定数据模式,而该特定数据模式可能造成渐进式恶化,因而是不允许的。判读推理机可以通过机器学习来建立,其中分析过程和/或分析结果被用作训练数据来训练或更新判读推理机。机器学习过程是充分公知的,为了不模糊本发明,在此不予以展开描述。
·将分析结果发送给分布式客户端。分布式客户端进而可以将所述分析结果直接显示给客户,或者分布式客户端也可以分析初步分析结果与该分析结果相比较以确定二者差异,当二者差异小于阈值时可确定存在一致性,并给出表示合格的输出信号。
图2示出了根据本发明的由中央服务器、如云服务器执行的流程的示意图。
该流程如下:接收卫星上行遥控指令;根据卫星上行遥控指令确定遥测参数;接收测试数据;根据测试数据分类规则对测试数据进行分类;针对不同类别的测试数据启动相应的判读推理机;使用所述判读推理机分析相应测试数据以确定所述遥测参数是否合格并生成分析结果;以及显示分析结果。
图3示出了根据本发明的由分布式客户端执行的流程的示意图。
分布式客户端判读系统,运行各个分布式测试客户端计算机上,主要完成卫星姿控系统、星务分系统、测控分系统等多个分系统的参数提取、曲线绘制、大数据统计、数据智能初判,规则库更新,判读报告生成等功能。客户端登录系统后,自动加载云端计算机数据库中的遥测参数列表,测试人员根据需求选择需要判读的卫星参数,云端计算机根据被选择的卫星参数,调用相应的规则库来生提取智能判断算法来完成参数自动化分类判读。出现错误警报,能中断自动化指令序列,并且语音播报提示测试指挥有参数判读不正确。
该流程如下:接收卫星上行遥控指令;将上行遥控指令发送给中央服务器并从中央服务器接收遥测参数;接收测试数据并将所述测试数据发送给中央服务器;使用本地判读知识库分析所述测试数据并生成初步分析结果;确定初步分析结果与分析结果之间的一致性;以及在一致的情况下生成表示合格的输出信号。
下面描述各判读规则库(其可以包括测试数据判读规则数据库和本地判读知识库)的动态更新策略。
在卫星地面综合测试阶段,根据卫星在轨飞行时序,执行卫星综合测试细则,生成上行指令序列。通过测试的积累以及卫星用户需求的变化建立动态可实时更新的判读规则库。
a)测试客户接收到指令时由本地判读知识库引擎触发相应的本地规则知识库的加载。
b)利用本地知识库建立每个上行遥控指令与遥测参数的关联映射规则并上传至云端的测试数据判读规则数据库。
c)根据本地判读知识库初判指令执行反馈遥测量是否正常,并将初步结果上传云端的测试数据判读规则数据库。每次测试的执行和其它同平台卫星在轨积累的数据进行自学习使判读规则库不断更新和完善,提高指令执行结果判读的自动化和智能化程度。
d)对于批量化卫星各自测试客户端指令判读组件,通过接收卫星测试客户端广播的n1~nN颗卫星指令码表和判据准则知识库,按照判读流程处理相应的遥测参数,界面提示对应的判读进程信息,当判读完成后,从判据队列清除该条判据,继续等待下一颗新遥测参数到达,依次循环,直到所有卫星所有待判遥测量判读完成,给出判读结论,利用多颗卫星的测试数据及其判读结果更新云端的测试数据判读规则数据库。
人工判读由于受到不可控的诸多因素的影响,易出现误判、漏判等问题。本发明通过在本地测试客户端对卫星遥控指令与遥测信息规则库建立映射关系进行初判,然后自动上传并查询云端判读数据服务器来进一步精准判读。由于将多颗卫星在轨历史数据和地面在测多颗批量化卫星的测试数据上传到云端服务器实时动态更新判读知识规则库,判读结果较人工执行判读更准确、更快速。
本发明针对批量化卫星海量测试数据判读过程中人为因素的影响,通过测试客户端和云端判读服务器相结合来根据上行遥控指令实时映射卫星遥测信号量,从本地和服务器端读取判读规则知识进行两级判读,并通过导入在轨卫星历史遥测数据和地面测试数据实时更新判读规则库,保证判读规则库的准确性。由于建立了实时测试和实时判读规则库的匹配动态更新,随着测试不断地深入执行,卫星测试数据判读知识库不断完善充实,测试数据判读的精准性将逐步提高。
虽然本发明的一些实施方式已经在本申请文件中予以了描述,但是本领域技术人员能够理解,这些实施方式仅是作为示例示出的。本领域技术人员在本发明的教导下可以想到众多变型方案、替代方案和改进方案而不超出本发明的范围。所附权利要求书旨在限定本发明的范围,并藉此涵盖这些权利要求本身及其等同变换的范围内的方法和结构。

Claims (6)

1.一种分析卫星测试数据的方法,包括:
接收卫星上行遥控指令;
根据卫星上行遥控指令确定遥测参数;
接收测试数据;
根据测试数据分类规则对测试数据进行分类;
针对不同类别的测试数据启动相应的判读推理机;
使用所述判读推理机分析相应测试数据以确定所述遥测参数是否合格并生成分析结果,其中通过判读推理机确定遥测参数的曲线是否存在特定的数据模式,所述数据模式包括渐进式恶化;
使用本地判读知识库分析所述测试数据并生成初步分析结果,其中利用本地判读知识库建立每个上行遥控指令与遥测参数的关联映射规则;
确定初步分析结果与分析结果之间的一致性;
显示分析结果;以及
利用多颗卫星的测试数据及其分析结果更新云端的测试数据判读规则数据库。
2.根据权利要求1所述的方法,还包括:
收集卫星测试数据;
确定所述卫星测试数据的分析过程和/或分析结果;以及
根据所述分析过程和/或分析结果更新判读推理机的测试数据判读规则数据库。
3.根据权利要求1所述的方法,其中根据卫星上行遥控指令确定遥测参数包括:
根据卫星上行遥控指令与遥测参数之间的映射关系将卫星上行遥控指令映射到相应的遥测参数及其阈值。
4.一种分析卫星测试数据的系统,包括:
分布式客户端,其被配置为执行下列动作:
接收卫星上行遥控指令;
将上行遥控指令发送给中央服务器并从中央服务器接收遥测参数;
接收测试数据并将所述测试数据发送给中央服务器;以及
使用本地判读知识库分析所述测试数据并生成初步分析结果,其中利用本地判读知识库建立每个上行遥控指令与遥测参数的关联映射规则;
中央服务器,其被配置为执行下列动作:
从分布式客户端接收上行遥控指令并且根据所述卫星上行遥控指令确定遥测参数;
将遥测参数发送给分布式客户端;
从分布式客户端接收测试数据;
根据测试数据分类规则对测试数据进行分类;
针对不同类别的测试数据启动相应的判读推理机,其中通过判读推理机确定遥测参数的曲线是否存在特定的数据模式,所述数据模式包括渐进式恶化;
使用所述判读推理机分析相应测试数据以确定所述遥测参数是否合格并生成分析结果;
将分析结果发送给分布式客户端;以及
利用多颗卫星的测试数据及其分析结果更新云端的测试数据判读规则数据库。
5.根据权利要求4所述的系统,其中所述分布式客户端还被配置为执行下列动作:
确定初步分析结果与分析结果之间的一致性;以及
在一致的情况下生成表示合格的输出信号。
6.根据权利要求4所述的系统,其中所述分布式客户端还被配置为执行下列动作:
将初步分析结果和/或输出信号发送到中央服务器;
其中所述中央服务器还被配置为执行下列动作:
根据初步分析结果和/或输出信号更新判读推理机的测试数据判读规则数据库。
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