CN114189272B - 一种微小卫星的综合测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及卫星测试技术领域，尤其涉及一种微小卫星的综合测试系统，包括测试控制台、数据处理设备和两个调制解调器；测试控制台用于：通过两个调制解调器，将遥控指令以有线传输方式发送至待测试微小卫星；数据处理设备用于：通过两个调制解调器接收待测试微小卫星执行遥控指令所返回的反馈数据，并根据反馈数据确定待测试微小卫星的测试结果。测试控制台通过两个调制解调器，以有线传输方式将遥控指令发送至待测试微小卫星，遥控指令可针对待测试微小卫星的不同的分系统，通过反馈数据，以对待测试微小卫星的不同的分系统进行测试，测试效率高，适用于对不同型号的微小卫星进行测试，通用性强，成本低。

Description

一种微小卫星的综合测试系统

技术领域

本发明涉及卫星测试技术领域，尤其涉及一种微小卫星的综合测试系统。

背景技术

卫星各分系统通过设备级、分系统级验收和联试合格后，总装在卫星本体上，在统一供配电条件下，对卫星规定的电性能和功能做全面检测，对各分系统之间电气接口的匹配性和它们的兼容性进行多项复杂的综合检查,通常称为卫星综合测试。卫星综合测试的目的是测试卫星各分系统如机电系统、光电系统和热电系统的的正确性和兼容性，检测卫星是否达到所要求的技术指标，特别是卫星经受各种地面模拟环境考验后，检测其性能是否恶化。

由于组成卫星的各分系统由不同的单机厂商研制，其接口及数据格式各有差异，这造成了卫星测试设备的多样性,测试人员往往需要多套测试设备完成卫星总体的测试，同时测试周期往往较长,这造成卫星开发周期的增加。由于微小卫星的开发成本要求很高,也对微小卫星的测试技术及手段提出了更高的要求。

目前国内大多采用针对普通卫星的测试系统对微小卫星进行数据测试，而针对普通卫星的测试系统的构成并不适用于对微小卫星的测试，且针对普通卫星的测试系统的测试项目大多为复杂的专项测试，功能单一且通用性差，存在微小卫星的各分系统的工作状态与针对普通卫星的测试系统兼容性差的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种微小卫星的综合测试系统。

本发明的一种微小卫星的综合测试系统的技术方案如下：

包括测试控制台、数据处理设备和两个调制解调器；

所述测试控制台用于：通过所述两个调制解调器，将遥控指令以有线传输方式发送至待测试微小卫星；

所述数据处理设备用于：通过所述两个调制解调器接收所述待测试微小卫星执行所述遥控指令所返回的反馈数据，并根据所述反馈数据确定所述待测试微小卫星的测试结果。

本发明的一种微小卫星的综合测试系统的有益效果如下：

测试控制台通过两个调制解调器，以有线传输方式将遥控指令发送至待测试微小卫星，遥控指令可针对待测试微小卫星的不同的分系统，通过反馈数据，以对待测试微小卫星的不同的分系统进行测试，测试效率高，适用于对不同型号的微小卫星进行测试，通用性强，成本低。

在上述方案的基础上，本发明的一种微小卫星的综合测试系统还可以做如下改进。

进一步，还包括无线射频前端设备和综合基带设备；

所述测试控制台还用于：依次通过所述综合基带设备和所述无线射频前端设备，将遥控指令以无线传输方式发送至所述待测试微小卫星；

所述数据处理设备还用于：依次通过所述无线射频前端设备和所述综合基带设备，接收所述待测试微小卫星执行所述遥控指令所返回的反馈数据。

采用上述进一步方案的有益效果是：还可通过无线传输方式对待测试微小卫星的不同的分系统进行测试，能够模拟待测试微小卫星的正常工作状态，得到更准确的测试结果。

进一步，所述数据处理设备包括工程数据处理设备和图像数据处理设备，所述反馈数据包括工程数据和/或图像数据，所述测试结果包括第一数据处理结果和第二数据处理结果；

所述工程数据处理设备用于：接收并对所述工程数据进行处理，得到所述第一数据处理结果；

所述图像数据处理设备用于：接收并对所述图像数据进行处理，得到所述第二数据处理结果。

进一步，所述无线射频前端设备包括功率放大器、上变频器和第一天线；

所述测试控制台具体用于：依次通过所述综合基带设备、所述上变频器、所述功率放大器和所述第一天线，将所述遥控指令以无线传输方式发送至所述待测试微小卫星。

进一步，所述无线射频前端设备还包括第一下变频器、第一低噪放大器和第二天线；

所述工程数据处理设备具体用于：依次通过所述第二天线、第一低噪放大器、第一下变频器和所述综合基带设备接收所述工程数据。

进一步，所述无线射频前端设备还包括第二下变频器、第二低噪放大器和第三天线；

所述图像数据处理设备具体用于：依次通过所述第三天线、第二低噪放大器、第二下变频器和所述综合基带设备接收所述图像数据。

进一步，还包括局域网设备，所述局域网设备用于：

将所述测试控制台发出的所述遥控指令转发至所述两个调制解调器；

将所述两个调制解调器返回的反馈数据转发至所述数据处理设备。

进一步，所述局域网设备还用于：

将所述测试控制台发出的所述遥控指令转发至所述综合基带设备；

将所述综合基带设备返回的反馈数据转发至所述数据处理设备。

附图说明

图1为本发明实施例的一种微小卫星的综合测试系统的结构示意图之一；

图2为本发明实施例的一种微小卫星的综合测试系统的结构示意图之二。

图3为微小卫星与本发明实施例的一种微小卫星的综合测试系统之间的数据传输过程的示意图；

图4为工程数据处理的流程示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、测试控制台；2、数据处理设备；3、第一调制解调器；4、第二调制解调器；5、地接控制端口；6、分离插头；7、待测试微小卫星；8、工程数据处理设备；9、图像数据处理设备；10、无线射频前端设备；11、功率放大器；12、上变频器；13、第一下变频器；14、第一低噪放大器；15、第二下变频器；16、第二低噪放大器；17、综合基带设备；18、局域网设备；19、打印机；20、服务器。

具体实施方式

如图1所示，本发明实施例的一种微小卫星的综合测试系统，包括测试控制台1、数据处理设备2和两个调制解调器；

所述测试控制台1用于：通过所述两个调制解调器，将遥控指令以有线传输方式发送至待测试微小卫星7；其中，将两个调制解调器分别标记为第一调制解调器3和第二调制解调器4，测试控制台1将遥控指令发送至第一调制解调器3，第一调制解调器3将遥控指令调制成第一调制信号，通过信号线将第一调制信号传输至第二调制解调器4，第二调制解调器4对第一调制信号进行解调，得到遥控指令，将遥控指令发送至待测试微小卫星7；

其中，第一调制解调器3和第二调制解调器4均可采用以太网MSDSL调制解调器。

在外一个实施例中，如图2所示，本申请的一种微小卫星的综合测试系统还包括地接控制端口5，地接控制端口5两端分别连接第二调制解调器4和待测试微小卫星7上的分离插头6，此时，第二调制解调器4对第一调制信号进行解调后所得到的遥控指令依次通过地接控制端口5和分离插头6发送至待测试微小卫星7。

其中，根据实际情况，选用与待测试微小卫星7上的分离插头6相匹配的控制端口作为地接控制端口5，在此不做赘述。

所述数据处理设备2用于：通过所述两个调制解调器接收所述待测试微小卫星7执行所述遥控指令所返回的反馈数据，并根据所述反馈数据确定所述待测试微小卫星7的测试结果。

其中，待测试微小卫星7的反馈数据发送至第二调制解调器4，第二调制解调器4对反馈数据进行调制，生成第二调制信号，通过信号线将第二调制信号传输至第一调制解调器3，第一调制解调器3对第二调制信号进行解调，得到反馈数据，并将遥控指令发送至数据处理设备2。

在另外一个实施例中，如图2所示，待测试微小卫星7的反馈数据依次通过分离插头6和地接控制端口5发送至第二调制解调器4。

其中，待测试微小卫星7接收到遥控指令后，会执行遥控指令，具体地：

1)例如，当遥控指令对应待测试微小卫星7的机电系统时，待测试微小卫星7根据遥控指令对机电系统进行控制，得到反馈数据；根据该反馈数据确定所述待测试微小卫星7的机电系统的测试结果。具体可通过人工判定的方式根据该反馈数据得到待测试微小卫星7的机电系统的测试结果如机电系统是否正常运行等；

2)例如，当遥控指令对应待测试微小卫星7的热电系统时，待测试微小卫星7根据遥控指令对热电系统进行控制，得到反馈数据；根据该反馈数据确定所述待测试微小卫星7的热电系统的测试结果。具体可通过人工判定的方式根据该反馈数据得到待测试微小卫星7的热电系统的测试结果如热电系统是否正常运行等。

测试控制台1通过两个调制解调器，以有线传输方式将遥控指令发送至待测试微小卫星7，遥控指令可针对待测试微小卫星7的不同的分系统，通过反馈数据，以对待测试微小卫星7的不同的分系统进行测试，测试效率高，适用于对不同型号的微小卫星进行测试，通用性强，成本低。

较优地，如图2所示，在上述技术方案中，还包括无线射频前端设备10和综合基带设备17；

所述测试控制台1还用于：依次通过所述综合基带设备17和所述无线射频前端设备10，将遥控指令以无线传输方式发送至所述待测试微小卫星7；

所述数据处理设备2还用于：依次通过所述无线射频前端设备10和所述综合基带设备17，接收所述待测试微小卫星7执行所述遥控指令所返回的反馈数据。

还可通过无线传输方式对待测试微小卫星7的不同的分系统进行测试，能够模拟待测试微小卫星7的正常工作状态，得到更准确的测试结果。

其中，微小卫星上均设有卫星信号收发设备，即待测试微小卫星7上设有卫星信号收发设备，用于卫星实时数据传输，卫星通过外部接口与地面设备进行数据交互。即通过待测试微小卫星7具体通过卫星信号收发设备接收遥控指令，以及具体通过卫星信号收发设备返回反馈数据。

较优地，如图2所示，在上述技术方案中，所述数据处理设备2包括工程数据处理设备8和图像数据处理设备9，所述反馈数据包括工程数据和/或图像数据，所述测试结果包括第一数据处理结果和第二数据处理结果；

所述工程数据处理设备8用于：接收并对所述工程数据进行处理，得到所述第一数据处理结果；

所述图像数据处理设备9用于：接收并对所述图像数据进行处理，得到所述第二数据处理结果。

较优地，如图2所示，在上述技术方案中，所述无线射频前端设备10包括功率放大器11、上变频器12和第一天线；

所述测试控制台1具体用于：依次通过所述综合基带设备17、所述上变频器12、所述功率放大器11和所述第一天线，通过第一天线将所述遥控指令以无线传输方式发送至所述待测试微小卫星7。

较优地，如图2所示，在上述技术方案中，所述无线射频前端设备10还包括第一下变频器13、第一低噪放大器14和第二天线；

所述工程数据处理设备8具体用于：依次通过所述第二天线、第一低噪放大器14、第一下变频器13和所述综合基带设备17接收所述工程数据。

较优地，在上述技术方案中，所述无线射频前端设备10还包括第二下变频器15、第二低噪放大器16和第三天线；

所述图像数据处理设备9具体用于：依次通过所述第三天线、第二低噪放大器16、第二下变频器15和所述综合基带设备17接收所述图像数据。

较优地，在上述技术方案中，如图2所示，还包括局域网设备18，所述局域网设备18用于：

将所述测试控制台1发出的所述遥控指令转发至所述两个调制解调器；具体地，通过局域网设备18的局域网LAN将遥控指令转发至第一调制解调器3，再发送至第二调制解调器4；

将所述两个调制解调器返回的反馈数据转发至所述数据处理设备2，具体地，待测试微小卫星7将反馈数据转发至第二调制解调器4，再发送至第一调制解调器3，第一调制解调器3将反馈数据转发至局域网设备18发送至数据处理设备2，具体发送至工程数据处理设备8和图像数据处理设备9。

较优地，如图2所示，在上述技术方案中，所述局域网设备18还用于：

将所述测试控制台1发出的所述遥控指令转发至所述综合基带设备17，具体地，通过局域网设备18的局域网LAN将所述测试控制台1发出的所述遥控指令转发至所述综合基带设备17；

将所述综合基带设备17返回的反馈数据转发至所述数据处理设备2，具体地，通过局域网设备18的局域网LAN将将所述综合基带设备17返回的反馈数据转发至所述数据处理设备2，当反馈数据为工程数据时，则将工程数据转发至工程数据处理设备8，当反馈数据为图像数据时，将图像数据转发至图像数据处理设备9。

其中，综合基带设备17用于实现局域网设备18与上变频器12、第一下变频器13、第二下变频器15之间的数据传输，可采用现有技术所公开的卫星综合基带设备或测控通信系统中综合基带设备，也可根据实际情况自行配置综合基带设备17，所配置出的综合基带设备17能够实现局域网设备18与上变频器12、第一下变频器13、第二下变频器15之间的数据传输即可。

较优地，在上述技术方案中，还包括服务器20，服务器20用于将所有的测试过程中所产生的所有数据进行归类，并进行存储，当工程数据处理设备8和图像数据处理设备9发生故障时，能从服务器20中调取备份数据，以保证数据安全。

较优地，在上述技术方案中，还包括打印机19，所示打印机19用于在测试控制台1或打印机19的控制下进行打印，例如打印工程数据、图像数据或测试结果等等。

本申请的一种微小卫星测试系统可分为有线地检控制设备和无线地检信道设备，如图3所示，具体地：

1)有线地检控制设备包括：测试控制台1、第一调制解调器3、第二调制解调器4、工程数据处理设备8、图像数据处理设备9、服务器20和打印机19，有线测试通过卫星地检分离插头6和地面有线测试设备对卫星各分系统的功能进行检查测试；

地测数据(串口)：有线测试下行的地测信息和图片数据，码速率由串口速率决定；

地测指令(串口)：有线测试上行的地测指令，码速率由串口速率决定；

遥控信号：向卫星发送直接或间接指令以及数据注入指令；

遥测信号：卫星通过应答及下传的遥测信号，即卫星和载荷工程数据；

数传信号：卫星通过发射机下传的有效载荷的图像数据；

有线地检控制设备所述有线地检控制设备接收卫星通过卫星信号收发设备发出的地测数据，并传输给数据处理设备2(具体指：)，同时接收数据处理设备2的地测指令代码，并传输地测指令代码对应的遥控指令发送至待测试微小卫星7，具体地：

通过地检控制前端机即测试控制台1、地测指定上行以及卫星地测信息、下行图片数据对待测微小卫星功能和性能进行测试，有线通道由两个调制解调器(星上一个，地面一个)、传输网线、服务器20、测试控制台1(计算机)、工程数据监显设备和图像数据处理设备9、打印机19组成，为满足长线测试，调制解调器采用以太网MSDSL调制解调器；

2)无线地检信道设备包括：测试控制台1、工程数据处理设备8、图像数据处理设备9、无线射频前端设备10、综合基带设备17、打印机19和服务器20；

所述无线地检信道设备用于接收待测试微小卫星7的遥测、数传信号，并向待测试微小卫星7发送包括遥控指令的遥控信号，无线测试通过卫星上的应答机上、下行信道、数传机下行信道和地面无线测控设备对卫星相关模块和功能进行检测，如图3所示；

遥控上行信道：测试控制台1发送指令序列即遥控指令至综合基带设备17，由综合基带设备17进行BPSK调制，再由调制器将其调制到70MHz中频上、经上变频器12进行上变频、功率放大器11进行功率放大，由发射天线即第一天线发出，完成遥控数据上行；

遥测下行信道：卫星下行遥测信号由遥测接收天线即第二天线接收，经第一底噪放大器放大、第一下变频器13进行下变频至70MHz中频，输出至综合基带设备17，由综合基带设备17进行解调，再经BPSK解调器恢复出基带码流，同步完成提取、帧同步以及加时标等功能；

数据下行信道：数传天线即第三天线接收待测试微小卫星7的X波段数传信号，经第二低噪放大器16放大，并经第二下变频器15进行下变频至70MHz中频，送至综合基带设备17进行解调，然后送入图形数据处理设备2完成解扰、帧同步监视功能。

无线测试模式又分为无线测试正常模式和无线测试故障模式，其中正常模式是通过遥测信道下行遥测数据，通过数传信道下行数传：故障模式是在某一通道发生故障时由另一通道传输；

星上遥测数据、数传数据的下行、以及遥控指令的上行功能和性能测试，其中配置软件基本功能如下：

测试控制软件：测试控制软件具备遥控指令、程控指令、数据注入指令的生成与发送及地测指令的发送功能，并具备日志归档功能；

工程数据监显软件：工程数据监显软件对被测数据预处理后接收到的数据流进行实时的解包，并能够将遥测参数和状态量曲线以表格形式显示，同时该软件还具备数据回放，并支持随时查看异常数据功能；

图像数据处理软件：图像数据处理软件对接收到的图像数据进行解扰、解压和归档，并显示图像。

更进一步的是，测试系统具备无线(通信无线信道)遥测遥控、有线遥测遥控测试功能，且可以对上下行数据处理、显示和记录，星上综合电子计算机广播遥测格式与遥测前端计算机广播格式一致，但端口不同，通过更改接收遥测端口号来切换有线或无线传输的遥测。

数据测试处理设备：所述数据测试处理设备内部设有用于卫星测试地面发送、接收的数据处理测试系统，所述测试系统接受来自卫星的图像数据、遥测数据、地测数据(包括地测信号和图片数据)，发送遥控指令，并对各类参数和数据进行处理，显示和归档；

工程数据处理基本流程为：首先读取配置文件，将其转换成程序内部信息，根据配置的数据格式及数据处理方法，判断受到的数据是否为有效数据；判断工程数据单元需要的参数是否存在于当前帧或数据包中，如果工程数据单元需要的参数存在于当前数据帧或数据包当中，则依照数据格式解析数据，并根据参数处理类型和处理方法计算出最终工程值；判断计算出的参数值是否属于正常范围，将判断结果发送至数据显示单元，如图4所示。

在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种微小卫星的综合测试系统，其特征在于，包括测试控制台、数据处理设备和两个调制解调器；

所述测试控制台用于：通过所述两个调制解调器，将遥控指令以有线传输方式发送至待测试微小卫星，具体地：

将两个调制解调器分别标记为第一调制解调器和第二调制解调器，测试控制台将遥控指令发送至所述第一调制解调器，所述第一调制解调器将遥控指令调制成第一调制信号，通过信号线将第一调制信号传输至第二调制解调器，所述第二调制解调器对第一调制信号进行解调，得到遥控指令，将遥控指令发送至所述待测试微小卫星；

所述数据处理设备用于：通过所述两个调制解调器接收所述待测试微小卫星执行所述遥控指令所返回的反馈数据，并根据所述反馈数据确定所述待测试微小卫星的测试结果；

还包括地接控制端口，所述地接控制端口两端分别连接所述第二调制解调器和所述待测试微小卫星上的分离插头，此时，所述第二调制解调器对所述第一调制信号进行解调后所得到的遥控指令依次通过所述地接控制端口和分离插头发送至所述待测试微小卫星；

还包括无线射频前端设备和综合基带设备；

所述测试控制台还用于：依次通过所述综合基带设备和所述无线射频前端设备，将遥控指令以无线传输方式发送至所述待测试微小卫星；

所述数据处理设备还用于：依次通过所述无线射频前端设备和所述综合基带设备，接收所述待测试微小卫星执行所述遥控指令所返回的反馈数据；

所述数据处理设备包括工程数据处理设备和图像数据处理设备，所述反馈数据包括工程数据和/或图像数据，所述测试结果包括第一数据处理结果和第二数据处理结果；

所述工程数据处理设备用于：接收并对所述工程数据进行处理，得到所述第一数据处理结果；

所述图像数据处理设备用于：接收并对所述图像数据进行处理，得到所述第二数据处理结果；

所述无线射频前端设备包括功率放大器、上变频器和第一天线；

所述测试控制台具体用于：依次通过所述综合基带设备、所述上变频器、所述功率放大器和所述第一天线，将所述遥控指令以无线传输方式发送至所述待测试微小卫星；

还包括服务器，所述服务器用于将所有的测试过程中所产生的所有数据进行归类，并进行存储，当工程数据处理设备和图像数据处理设备发生故障时，从所述服务器中调取备份数据；

还包括打印机，所述打印机用于在测试控制台或打印机的控制下打印工程数据、图像数据和测试结果。

2.根据权利要求1所述的一种微小卫星的综合测试系统，其特征在于，所述无线射频前端设备还包括第一下变频器、第一低噪放大器和第二天线；

所述工程数据处理设备具体用于：依次通过所述第二天线、第一低噪放大器、第一下变频器和所述综合基带设备接收所述工程数据。

3.根据权利要求2所述的一种微小卫星的综合测试系统，其特征在于，所述无线射频前端设备还包括第二下变频器、第二低噪放大器和第三天线；

所述图像数据处理设备具体用于：依次通过所述第三天线、第二低噪放大器、第二下变频器和所述综合基带设备接收所述图像数据。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种微小卫星的综合测试系统，其特征在于，还包括局域网设备，所述局域网设备用于：

将所述测试控制台发出的所述遥控指令转发至所述两个调制解调器；

将所述两个调制解调器返回的反馈数据转发至所述数据处理设备。

5.根据权利要求4所述的一种微小卫星的综合测试系统，其特征在于，所述局域网设备还用于：

将所述测试控制台发出的所述遥控指令转发至所述综合基带设备；

将所述综合基带设备返回的反馈数据转发至所述数据处理设备。