CN113495842B - 一种批产卫星自动化测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及卫星测试领域，提出一种批产卫星自动化测试系统及测试方法。该系统包括测试管理系统；测试执行系统；地面通信接口转换机；以及星地电性对象。通过将星地所有电性对象ID化并统一管理，便于批产可扩展的测试。同时将传统的单星测试文档编写，结合测试软件转变为与对卫星的操作的一体化测试程序编写，解决了多星批产测试效率低以及测试对象过多无法兼顾的问题，减少了测试人员和测试设备管理，提供了一种批产测试自动化的解决方案，有效提高了各个测试阶段的测试效率。

Description

一种批产卫星自动化测试系统及测试方法

技术领域

本发明总的来说属于卫星测试领域。具体而言，本发明涉及一种批产卫星自动化测试系统及测试方法。

背景技术

目前现有的卫星综合测试的流程相对固定，但在面对批量生产卫星的测试需求时，传统的测试系统和测试方法由于仅以单星测试为对象，并且测试系统不涉及批产管理以及多星并发，导致测试的过程中效率低下。部分现有技术中提出在传统的测试系统和测试方法引入自动判读和多星综合处理数据库、或者引入流水线生产模式，然而其仍然无法解决多星测试中复杂的大量设备和卫星测试管理问题。

另外，目前测试过程采用不同的通用设备例如示波器、万用表，或者专用的地面设备或等效器，来考核卫星各个单机的接口、功能和性能指标。总的测试原则是在整星状态下按服务平台系统(电源分系统、总体电路分系统、测控分系统、数据管理(星务)分系统和姿轨控分系统)和有效载荷系统的步骤进行分别测试。在测试的过程中，每颗卫星的星上数据、地面数据通信和地面设备都需要单独管理，各个测试阶段的测试文件的编写、管理和总结都需要占用大量时间，并且批产产生的数据无法交互，各个分系统的设计师需要对每颗卫星的各个阶段分别测试并分析，占用大量的时间，不适应批产测试快速、低成本的要求。

发明内容

为至少部分解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种批产卫星自动化测试系统，包括：

测试管理系统，所述测试管理系统包括测试管理软件，其中所述测试管理系统被配置为通过所述测试管理软件编写批产卫星自动化测试的测试用例，并且将所述测试用例发送至测试执行系统；

测试执行系统，所述测试执行系统包括测试执行软件，其中所述测试执行系统被配置为通过所述测试执行软件将所述测试用例发送至星地电性对象；

地面通信接口转换机，所述地面通信接口转换机连接测试执行系统以及星地电性对象；以及

星地电性对象，所述星地电性对象被配置为根据所述测试用例进行批产卫星自动化测试，所述星地电性对象包括多个批产星上单机、地面测试仿真机以及地面前端设备，其中将所述星地电性对象ID化并且将所述星地电性对象的通信协议统一配置。

在本发明一个实施例中规定：所述地面测试仿真机连接多个批产卫星的星上单机的多个接口，所述地面测试仿真机包括：

姿控半物理仿真系统，所述姿控半物理仿真系统包括在轨环境数据仿真上位机以及单机数据采集板卡，所述姿控半物理仿真系统被配置为多进程并行仿真多星的姿轨控物理环境，并且模拟姿控单机信号；以及

地测仿真测试半物理系统，所述地测仿真测试半物理系统包括：

通信模拟模块，所述通信模拟模块包括多个数据模拟板卡以及多个等效负载板卡，其中所述通信模拟模块被配置为测试信号以及生成通信信号；以及

数据采集模块，所述数据采集模块包括多块高速数据采集板卡，其中所述数据采集模块被配置为并发轮询采集所述多个接口的数据。

在本发明一个实施例中规定，通过所述地面通信接口转换机将所述星地电性对象的通信协议转换为TCP/IP协议，并且通过所述测试管理软件统一管理所述通信协议；以及

通过所述地面通信接口转换机将所述通信信号转换为TCP/IP协议，并且将对所述通信协议的各个端口给定唯一的IP地址。

在本发明一个实施例中规定，所述测试管理系统还被配置为通过所述测试管理软件执行下列动作：

配置批产卫星自动化测试的测试参数；以及

查看批产卫星自动化测试的测试数据。

在本发明一个实施例中规定：所述测试用例包括测试操作、测试指令、测试指令发送时间、以及测试数据判读条件。

在本发明一个实施例中规定：基于标准化的测试语言并且结合测试操作以及测试执行编写所述测试用例以实现批产卫星自动化测试。

在本发明一个实施例中规定，所述测试执行系统还被配置为通过所述测试执行软件监控判读所述星地电性对象的返回数据以进行自动报警和故障诊断。

在本发明一个实施例中规定：所述测试前端设备机被配置为将多个前端设备的上下行数据解析并且转发至通信接口转换机

在本发明一个实施例中还提出一种利用所述批产卫星自动化测试系统进行批产卫星自动化测试的方法，包括下列步骤：

将星地电性对象ID化并且将星地电性对象的通信协议统一配置；

由测试执行系统中的测试执行软件配置测试参数、编写测试用例、查看测试数据以及将测试用例发送至测试执行系统；

由测试执行系统中的测试执行软件将测试用例发送至星地电性对象，并且监控判读返回数据以进行自动报警和故障诊断；以及

由星地电性对象根据测试用例进行批产卫星自动化测试。

本发明至少具有如下有益效果：针对目前批产测试系统和方法的不足，提出一种卫星批产测试系统及批产测试过程的管理方法，将星地所有电性对象ID化并统一管理，便于批产可扩展的测试。同时将传统的单星测试文档编写，结合测试软件转变为与对卫星的操作的一体化测试程序编写，解决了多星批产测试效率低以及测试对象过多无法兼顾的问题，减少了测试人员和测试设备管理，提供了一种批产测试自动化的解决方案，有效提高了各个测试阶段的测试效率。

附图说明

为进一步阐明本发明的各实施例中具有的及其它的优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。

图1示出了本发明一个实施例中批产卫星自动化测试系统的示意图。

图2示出了本发明一个实施例中测试管理软件的功能组成模块图。

图3示出了本发明一个实施例中测试执行软件的功能组成模块图。

图4示出了本发明一个实施例中地面测试仿真机的组成结构示意图。

图5示出了本发明一个实施例中进行批产卫星自动化测试的过程中的数据流示意图。

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，除非特别指出，“布置在…上”、“布置在…上方”以及“布置在…之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。此外，“布置在…上或上方”仅仅表示两个部件之间的相对位置关系，而在一定情况下、如在颠倒产品方向后，也可以转换为“布置在…下或下方”，反之亦然。

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。

本发明中，术语“B/S架构”是指Browser/Server(浏览器/服务器)架构，也就是说只安装维护一个服务器(Server)，而客户端选用浏览器(Browse)运行软件。

本发明中，术语“自动化”是指在执行单一或者少量操作后系统自动执行后续操作。

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。另外，除非另行说明，本发明的不同实施例中的特征可以相互组合。例如，可以用第二实施例中的某特征替换第一实施例中相对应或功能相同或相似的特征，所得到的实施例同样落入本申请的公开范围或记载范围。

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”。以此类推，在本发明中，表方向的术语“垂直于”、“平行于”等等同样涵盖了“基本上垂直于”、“基本上平行于”的含义。

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。

下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本发明。

在本发明的一个实施例中提出一个批产卫星自动化测试系统，采用星地电性对象一体化测试管理体系，对星地电性对象，包括批产星上单机、地面测试仿真机以及地面前端设备进行ID化管理，并且将协议统一配置，可以便于批产卫星和设备的扩展。

如图1所示，在本发明的一个实施例中可以基于浏览器/服务器(B/S)架构构建批产卫星自动化测试系统，其中包括测试管理系统、测试执行系统以及地面通信接口转换机。其中，所述测试管理系统包括测试管理软件，所述测试执行系统包括测试执行软件，所述地面通信接口转换机连接测试执行系统与星地电性对象。通过测试管理软件和测试执行软件，可以加强批产卫星的管理。同时基于标准化测试语言，将测试文档的编写结合测试的操作和执行描述，可以实现批量卫星测试的自动化。

如图2所示，测试管理软件可以包括多星并行的测试管理模块、数据显示模块、数据查询模块、自动化测试模块以及地面仿真测试模块。

在批产卫星自动化测试过程中，测试管理软件可以进行测试过程管理、测试配置、显示上行指令和下行数据，将测试文件标准化，实现测试生命线的全过程管理，包括测试计划的产生-测试任务提交-审批-细则编写-人员管理-测试用例的生成和保存-测试序列提交-测试结果和日志生成。

基于如图1所示的B/S架构，测试管理软件可以使用浏览器登入，可在局域网的任意PC机上运行，通过浏览器的用户界面实现用户的测试管理、设备和单机管理、测试控制、数据监视和查询。并且可以使用web服务器将数据统一管理，并将数据转发存储在数据库服务器上。

如图3所示，测试执行软件可以包括指令加载和执行模块、自动化测试流程模块、数据监测和报警模块以及测试脚本编写模块。

在批产卫星自动化测试过程中，测试执行软件可以分解测试管理软件发送来的信息，实现星地电性对象与数据管理层的上下行数据的通信，以及故障的预判、诊断、报警。

如图4所示，地面测试仿真机可以包括姿控半物理仿真系统以及地测仿真测试半物理系统，其可以与多个批产卫星的星上单机连接。

姿控半物理仿真系统包括在轨环境数据仿真上位机和单机数据采集板卡，其适应卫星姿轨控测试单机的接口和姿轨控模拟测试的接口和信号处理要求，多进程并行仿真多星的姿轨控物理环境，并模拟部分姿控单机信号，结合星务软件实现姿轨控半物理仿真测试。

地测仿真测试半物理系统包括通信模拟和数据采集模块。通信模拟模块由多个不同种类的数据模拟板卡和等效负载板卡组成，可同时模拟多星单机的不同类型的测试信号，或者依据数据协议产生通信信号，例如可以模拟生成AD采样模拟电压、等效电阻，RS422通信信号、CAN通信信号等。数据采集模块由多块高速数据采集板卡组成，其通过多通道设计可并发轮询采集各类接口的数据，并将接口信号在上位机显示数据曲线，实现快速接口测试。

在批产卫星自动化测试的过程中，地面测试仿真机可以通过管理不同接口类别和通信方式，支持多星并行接口测试，对测试者而言测试对象是不同类别的通信对象。轮询并发测试满足20台以上同类型接口单机的并发测试，结合测试管理软件和测试执行软件，管理不同卫星的测试数据，可以大大加快桌面测试阶段卫星接口对接、星务软件功能测试、姿轨控仿真测试的速度。

地面通信接口转换机可以将不同卫星的单机的地面通信信号转为TCP/IP协议，各个端口给定唯一的IP地址，例如星务通信数据为RS422接口，在接口转接机转为网络通信接口并给定一个IP地址，不同卫星的星务地测接口各自分配一个IP地址作为一个唯一ID号；测控或数传借助前端设备将高速射频信号转为网络通信并在接口转换机赋予一个ID号；地面测试仿真机将不同卫星半物理仿真数据打包并发送到地面通信接口转换机，不同卫星的仿真测试数据有不同的ID号。

在批产卫星自动化测试的过程中可以通过测试管理软件，配置测试管理相关参数、编写测试用例以及查看测试数据。

通过测试管理结合星地一体化设计，将批产卫星涉及的星上和地面设备的各个电性对象IP和上下行通信协议统一管理，并可实时更新到执行机实施数据解析。

数据显示结合星地一体化设计的不同对象IP，通过选择不同数据源IP显示，并可对多星数据比较显示。

数据查询将历史数据曲线显示，结合星地一体化设计可选择不同的数据源，将不同卫星不同时刻的数据对比显示，未解码的源数据包也可查询。

自动化测试用例管理，编写的用例是对一个测试任务建立的测试工作的描述。将编写测试细则的文本工作变为用例编写。在建立测试项目后，软件内部编辑相关测试用例，包括：测试操作、测试指令、发送时间、数据判读条件，测试操作语言设计为标准化，可选择标准化模板(能源操作类、开关类型、记录判断类型、等待操作类)，并支持手动填入特定对象信息。用例上传后可导入执行机，在执行机选择上下行通道，或者在用例上传时选择卫星及通道号，实现测试指令的自动或手动发送，每一条判据完成后自动执行下一条。在测试过程中产生的报警信息会在执行机端跳出提示对话框，检测关键电流和电压数据，并可自动执行关机流程。

用户和管理软件的信息存储和更新在服务器上，通过网络传输到执行机软件。指令的加载和执行，选择对象IP号、指令码，并加载后点击发送，即可实现单条指令的发送。

自动化测试流程的过程如图5所示。不同的测试用例通过执行机发送到不同的IP对象上，支持并发测试，例如同时测量卫星1和卫星2，选择两颗卫星的IP号后，执行机将测试序列按照时间序列要求自动发送到目标地址，并实时监控返回数据，判断执行条件，并根据不同对象的数据预警值发出报警信号。

数据的监测和报警，将用例编写中的判据作为自动执行的判据，限值设置可触发报警，当返回数据满足判据则支持自动执行下一条，当不满足则停止自动化测试流程。另外，当触发报警限值时，跳出测试报警提示，并可选择执行自动关机序列。

测试脚本编写，针对智能化、自适应卫星系统和故障诊断系统，可通过大数据关联分析得到故障诊断结论，为多星测试自动测试过程中问题的诊断提供依据。

尽管上文描述了本发明的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本发明的精神和范围。因此，此处所公开的本发明的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。

Claims (8)

1.一种批产卫星自动化测试系统，其特征在于，包括：

测试管理系统，所述测试管理系统包括测试管理软件，其中所述测试管理系统被配置为通过所述测试管理软件编写批产卫星自动化测试的测试用例，并且将所述测试用例发送至测试执行系统；

测试执行系统，所述测试执行系统包括测试执行软件，其中所述测试执行系统被配置为通过所述测试执行软件将所述测试用例发送至星地电性对象；

地面通信接口转换机，所述地面通信接口转换机连接测试执行系统以及星地电性对象；以及

星地电性对象，所述星地电性对象被配置为根据所述测试用例进行批产卫星自动化测试，所述星地电性对象包括多个批产星上单机、地面测试仿真机以及测试前端设备机，其中将所述星地电性对象ID化并且将所述星地电性对象的通信协议统一配置；

其中所述地面测试仿真机连接多个批产卫星的星上单机的多个接口，所述地面测试仿真机包括：

姿控半物理仿真系统，所述姿控半物理仿真系统包括在轨环境数据仿真上位机以及单机数据采集板卡，所述姿控半物理仿真系统被配置为多进程并行仿真多星的姿轨控物理环境，并且模拟姿控单机信号；以及

地测仿真测试半物理系统，所述地测仿真测试半物理系统包括：

通信模拟模块，所述通信模拟模块包括多个数据模拟板卡以及多个等效负载板卡，其中所述通信模拟模块被配置为测试信号以及生成通信信号；以及

数据采集模块，所述数据采集模块包括多块高速数据采集板卡，其中所述数据采集模块被配置为并发轮询采集所述多个接口的数据。

2.根据权利要求1所述的批产卫星自动化测试系统，其特征在于，通过所述地面通信接口转换机将所述星地电性对象的通信协议转换为TCP/IP协议，并且通过所述测试管理软件统一管理所述通信协议；以及

通过所述地面通信接口转换机将所述通信信号转换为TCP/IP协议，并且将对所述通信协议的各个端口给定唯一的IP地址。

3.根据权利要求1所述的批产卫星自动化测试系统，其特征在于，所述测试管理系统还被配置为通过所述测试管理软件执行下列动作：

配置批产卫星自动化测试的测试参数；以及

查看批产卫星自动化测试的测试数据。

4.根据权利要求1所述的批产卫星自动化测试系统，其特征在于：所述测试用例包括测试操作、测试指令、测试指令发送时间、以及测试数据判读条件。

5.根据权利要求4所述的批产卫星自动化测试系统，其特征在于：基于标准化的测试语言并且结合测试操作以及测试执行编写所述测试用例以实现批产卫星自动化测试。

6.根据权利要求1所述的批产卫星自动化测试系统，其特征在于，所述测试执行系统还被配置为通过所述测试执行软件监控判读所述星地电性对象的返回数据以进行自动报警和故障诊断。

7.根据权利要求1所述的批产卫星自动化测试系统，其特征在于，所述测试前端设备机被配置为将多个前端设备的上下行数据解析并且和转发至通信接口转换机。

8.一种利用权利要求1-7之一所述的批产卫星自动化测试系统进行批产卫星自动化测试的方法，其特征在于包括下列步骤：

将星地电性对象ID化并且将星地电性对象的通信协议统一配置；

由测试执行系统中的测试执行软件配置测试参数、编写测试用例、查看测试数据以及将测试用例发送至测试执行系统；

由测试执行系统中的测试执行软件将测试用例发送至星地电性对象，并且监控判读返回数据以进行自动报警和故障诊断；以及

由星地电性对象根据测试用例进行批产卫星自动化测试。