[发明专利]一种通用化的卫星地面总体控制测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种通用化的卫星地面总体控制测试系统。它能准确有效的完成卫星测试过程中遥控指令的上行及遥测数据的接收、处理、存储、分析和诊断等功能。该发明属于卫星地面系统仿真测试领域。

背景技术

随着空间技术的不断发展，人造卫星被广泛用于电信、气象、资源普查、军事侦察等领域。由于卫星在轨运行的特殊性，对卫星故障的修复极为困难，因此，在卫星发射以前，必须通过地面综合测试对卫星的各项性能指标进行检验，发现并消除卫星上存在的各种故障及隐患。因此，测试已成为影响卫星质量、可靠运行的一个重要因素。

目前自动化和平台化已成为军用设备测试系统的开发方向，由于历史原因，我国卫星测试还基本采用“量身定做”的专用系统开发方式。随着我国自主研发的卫星型号的增加，这种专用的卫星测试系统的开发模式已不能适应当前需要，其主要弊端体现在以下几个方面：

(1)卫星整体研制周期的缩短造成系统研制时间紧迫，专用测试系统构建方案的周期过长，且准确性、可靠性得不到保证；

(2)缺乏统一的标准，各个型号之间软硬件资源兼容性不强，资源浪费严重；

(3)卫星测试过程中对系统的诊断和数据分析不足，大量遥测数据的分析诊断需要地面专家人员，加大了相关人员的工作强度；

随着国防和空间科学研究对航天器功能及数量需求的不断增加，要求提供的测试任务也逐渐增多，过去以型号为主线的自上而下的测试管理模式已逐渐不能满足要求，因此，卫星测试系统的通用化、自动化是必须面对的一个课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种通用化的卫星地面总体控制测试系统，它克服了现有技术的不足，能够完成卫星测试过程中遥控指令和指令序列的准确上行，遥测数据的接收、处理、存储、显示、实时诊断和延时分析等功能。

如图1所示，本发明一种通用化的卫星地面总体控制测试系统，整个系统包含5部分：前端光电转换模块80、测控前端设备模块81、中心处理单元模块82、显示终端模块83和控制台模块84，按照一定的流程完成对卫星测试过程中遥测数据的接收、处理、分类存储、显示、实时诊断和延时分析，遥控指令和指令序列的准确上行等功能。各模块之间的连接关系如下所述：前端光电转换模块80与星上设备互联，对内则通过光纤91与测控前端设备模块81相连接；测控前端设备模块81与前端光电转换模块80通过光纤完成数据交互，后端与中心处理单元模块82和控制台模块84通信；中心处理单元模块82接收从测控前端设备模块81的下行遥测数据，完成数据的分类存储，并将数据转发至显示终端模块83，同时还需完成对控制台模块84上行遥控信息的存储工作；显示终端模块83从中心处理单元模块82接收遥测数据，以实时分析和延时分析两种方式完成工作；控制台模块84向测控前端设备模块81上行遥控指令，并向中心处理单元模块82转发指令上行信息报备。

所述的前端光电转换模块80由第一光电转换模块10和第二光电转换模块11组成，两模块配对使用，完成光信号与电信号的互换，将电信号传给被测系统，将光信号通过光纤下行传输。

所述的测控前端设备模块81由第三光电转换模块12、第四光电转换模块13、第一工控机20、第二工控机21和第三工控机22组成。三台工控机均采用现有通用的研华工控机，每台工控机上都装有硬件板卡和工控机前端软件，其中硬件板卡包括：安装在第一台工控机20和第二台工控机21上的RS422(平衡电压数字接口电路的电器特性)串口卡，安装在第三工控机上的LVDS(低压差分信号)接口卡和校时板卡。第三光电转换模块12和第四光电转换模块13配对使用，完成电信号与光信号的互换，将光信号通过光纤远距离传输给前端光电转换模块80，将电信号传给三台工控机上的硬件板卡。第一工控机20和第二工控机21实现对硬件板卡的驱动、数据调度的主要功能，在下行遥测数据的流程中从硬件板卡上完成数据采集、处理和显示，并组织数据以TCP/IP(传输控制协议/因特网互联协议)的方式发送至中心处理单元模块82的MTP 30；在上行遥控指令的流程中从控制台模块84接收上行遥控指令，在本地完成处理，并写入硬件板卡上行至前端光电转换模块80。第一工控机20和第二工控机21同时处理下行遥测数据，均可处理上行遥控指令数据，实现了对下行数据的分离和备份和对上行数据通道选择的灵活性。第三工控机22接收从第三光电转换模块12转送的大容量导航数据，在LVDS板卡上完成数据采集和处理，并转发给中心处理单元模块82的MTP 30，同时第三工控机22装有校时板卡，完成对整个地面应用系统的校时工作。