分級管理的通用衛(wèi)星綜合測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

程鵬，羅悅，郝金鳳，郭袆

(北京電子工程總體研究所，北京 100854)

0 引言

衛(wèi)星綜合測試系統(tǒng)是一個(gè)技術(shù)復(fù)雜、規(guī)模龐大的系統(tǒng)，不僅要在衛(wèi)星各次電測試驗(yàn)中完成對衛(wèi)星的控制、測量、數(shù)據(jù)收集處理、信息加工等操作，還要實(shí)現(xiàn)各種模擬、激勵(lì)和仿真功能[1]。系統(tǒng)中既包括處理能力很強(qiáng)的承擔(dān)整個(gè)系統(tǒng)測試任務(wù)的軟件及硬件[2]，也包含用于衛(wèi)星分系統(tǒng)檢測的多種專用測試設(shè)備。

隨著衛(wèi)星技術(shù)復(fù)雜程度的提高，配套研制的衛(wèi)星綜合測試系統(tǒng)的要求也越來越高，從研制周期層面、成本費(fèi)用層面、后續(xù)技術(shù)發(fā)展層面等方面分析，為每顆衛(wèi)星或每型衛(wèi)星配套研制專用的測試系統(tǒng)顯然不經(jīng)濟(jì)、不可取[3]。因此，設(shè)計(jì)一種適用于不同型號衛(wèi)星的綜合測試系統(tǒng)通用平臺尤為必要[4]，該平臺采用分級管理、功能模塊化且可擴(kuò)展、流程可配置、軟件接口標(biāo)準(zhǔn)化等技術(shù)，通過軟硬件的配置可快速重構(gòu)生成不同型號衛(wèi)星綜合測試系統(tǒng)，縮短研制周期，降低研制成本，提升衛(wèi)星綜合測試系統(tǒng)的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化水平[5-6]。

1 衛(wèi)星測試系統(tǒng)

1.1 測試對象及測試級別

衛(wèi)星作為長期在軌運(yùn)行的空間平臺，系統(tǒng)組成復(fù)雜，按功能分成若干個(gè)分系統(tǒng)，每個(gè)分系統(tǒng)又由若干設(shè)備組成，一般包括推進(jìn)分系統(tǒng)、測控分系統(tǒng)、制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制(guidance navigation and control,GNC)分系統(tǒng)(含星載計(jì)算機(jī)、星敏感器、衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)、飛輪、磁力矩器等)、電源及電氣分系統(tǒng)[7]、熱控分系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)等部分[8]，在衛(wèi)星平臺基礎(chǔ)上，還搭載有若干有效載荷。測試對象組成如表1所示。

表1 測試對象組成Table 1 Composition of the test object

為保證衛(wèi)星在軌運(yùn)行的質(zhì)量，發(fā)射前要對其進(jìn)行設(shè)備級、分系統(tǒng)級、系統(tǒng)級三級測試。各級測試的目的有所不同，設(shè)備級和分系統(tǒng)級測試需進(jìn)行詳細(xì)測試，重點(diǎn)是設(shè)備性能指標(biāo)測試；系統(tǒng)級測試重點(diǎn)是系統(tǒng)功能測試，檢驗(yàn)分系統(tǒng)間接口匹配性、相容性。各級測試所用的測試設(shè)備也有所不同，單元級測試設(shè)備一般由通用測試儀器和某些專用設(shè)備組成；分系統(tǒng)級專用測試設(shè)備(special check out equipment,SCOE)通常由計(jì)算機(jī)、通用測試儀器、專用測試設(shè)備和接口組成；系統(tǒng)級測試設(shè)備主要由總控設(shè)備、分系統(tǒng)專用測試設(shè)備、有效載荷專用測試設(shè)備等組成。三級測試設(shè)備不但從技術(shù)上可以共用，而且某些硬件和軟件可以通用，單元級測試用的某些設(shè)備可以裝到分系統(tǒng)專用測試設(shè)備上，分系統(tǒng)級測試設(shè)備的軟件可以在系統(tǒng)級測試設(shè)備的總控設(shè)備控制下運(yùn)行。

1.1.1 設(shè)備級測試

設(shè)備級測試是指對衛(wèi)星上獨(dú)立的單元設(shè)備在裝配到衛(wèi)星上之前進(jìn)行的測試過程，或者在系統(tǒng)測試是出現(xiàn)故障后對其進(jìn)行測試的過程。

(1) 所有功能模式和性能都要進(jìn)行單元測試；

(2) 模擬被測設(shè)備的外部接口；

(3) 故障隔離到板級或元件級；

(4) 某些通用測試儀器可以與系統(tǒng)級測試設(shè)備共用；

(5) 對于含有星上總線接口的設(shè)備，可使用系統(tǒng)級測試設(shè)備進(jìn)行測試。

1.1.2 分系統(tǒng)級測試

分系統(tǒng)級測試可以單獨(dú)進(jìn)行或者在系統(tǒng)級測試中進(jìn)行。

(1) 分系統(tǒng)級測試在桌面狀態(tài)或者某個(gè)艙段狀態(tài)進(jìn)行，通過檢查所有功能模式下的性能來驗(yàn)證分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；

(2) 模擬分系統(tǒng)的接口功能；

(3) 某些通用測試儀器可以與系統(tǒng)級測試設(shè)備共用；

(4) 對于含有星上總線接口的分系統(tǒng)，可使用系統(tǒng)級測試設(shè)備進(jìn)行測試。

1.1.3 系統(tǒng)級測試

系統(tǒng)級測試是在系統(tǒng)級試驗(yàn)過程的各個(gè)階段完成的電氣功能測試。

(1) 主要完成系統(tǒng)工作期間的功能性測試，也可以完成有限的分系統(tǒng)性能測試；

(2) 系統(tǒng)級測試使用綜合測試系統(tǒng)，經(jīng)由遙測/遙控鏈路[9]、專用表面電連接器、脫落電連接器(umbilical connector,UMB)或星載數(shù)據(jù)管理(on board data handling,OBDH)測試接口耦合器同系統(tǒng)連接；

(3) 故障隔離通常到單元設(shè)備級。

1.2 衛(wèi)星綜合測試任務(wù)

衛(wèi)星綜合測試主要指系統(tǒng)級的電性能測試，即對總裝后的衛(wèi)星進(jìn)行測試，這時(shí)衛(wèi)星上電氣系統(tǒng)已連接，測試分別在總裝廠、大型環(huán)境試驗(yàn)室、技術(shù)陣地廠房、發(fā)射陣地進(jìn)行，根據(jù)需要對衛(wèi)星上一些主要分系統(tǒng)的功能和性能參數(shù)進(jìn)行測試[10]。綜合測試按其測試場地和環(huán)境、供電檢測方式、測試通道有不同分類。 按照測試場地和環(huán)境，分為總裝測試廠房綜合測試、環(huán)境試驗(yàn)綜合測試、技術(shù)陣地綜合測試、發(fā)射陣地綜合測試；按照供電方式，分為外電測試、內(nèi)電測試；按照測試通道，分為有線測試、無線測試。衛(wèi)星綜合測試分類如圖1所示。

衛(wèi)星綜合測試的任務(wù)主要包括以下內(nèi)容：

(1) 檢驗(yàn)衛(wèi)星總體電氣設(shè)計(jì)的正確性、合理性、匹配性及接地系統(tǒng)的正確性；

(2) 檢驗(yàn)各分系統(tǒng)電氣性能和參數(shù)指標(biāo)是否符合總體提出的要求；

(3) 檢驗(yàn)各分系統(tǒng)在系統(tǒng)級條件下能否完成規(guī)定的功能和性能；

(4) 檢驗(yàn)各分系統(tǒng)之間接口的匹配性，包括電接口、熱接口在內(nèi)的正確性；

(5) 檢驗(yàn)信息傳輸通道的可靠性、準(zhǔn)確性和精確程度；

(6) 檢測指令傳輸系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性；

(7) 檢測部件級和衛(wèi)星系統(tǒng)級的電磁兼容性；

(8) 檢測衛(wèi)星與運(yùn)載器電氣接口的匹配性；

(9) 檢驗(yàn)火工品裝置的安全性、工作的可靠性；

(10) 檢驗(yàn)衛(wèi)星空間飛行程序的正確性、軟件的協(xié)調(diào)性。

在綜合測試最初階段，需要檢測衛(wèi)星與地面接口間的兼容性，檢驗(yàn)控制通道的正確性，測試軟件、測試參數(shù)和開關(guān)狀態(tài)的正確性，檢驗(yàn)測試文件的正確性。

1.3 衛(wèi)星綜合測試系統(tǒng)體制

衛(wèi)星綜合測試系統(tǒng)的組成包括總控設(shè)備，也包括眾多類型的專業(yè)測試設(shè)備[11]。根據(jù)測試需求的不同，綜合測試系統(tǒng)式以不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)出現(xiàn)，一般有分散式、集中管理式、分級管理式3種體制模式。

(1) 分散式體制綜合測試系統(tǒng)

分散式體制是指在衛(wèi)星電性能測試工作中，測試設(shè)備按各分系統(tǒng)分成若干部分，并由綜合控制臺負(fù)責(zé)衛(wèi)星供配電、模擬量測試及合格判決。各分系統(tǒng)的專用測試設(shè)備之間沒有電氣和信息的橫向聯(lián)系，對各自分系統(tǒng)進(jìn)行自主測試，測試結(jié)果自己判決。當(dāng)各系統(tǒng)測試完畢后，匯總判決系統(tǒng)測試是否完成。分散式體制綜合測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖2所示。

這種測試體制在早期的衛(wèi)星電性能測試中普遍采用，主要是受當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息處理技術(shù)水平所限。其優(yōu)點(diǎn)是各分系統(tǒng)并行自主開發(fā)，使用中分散控制，系統(tǒng)使用方便，設(shè)備利用率較高；其缺點(diǎn)是測試信息分散，信息交流困難，故障分析難度大，測試周期較長[12-13]。

(2) 集中管理體制綜合測試系統(tǒng)

集中管理式體制是通過標(biāo)準(zhǔn)接口和通道技術(shù)，對整星的測試進(jìn)行集中管理。圖3是通過通用接口實(shí)現(xiàn)部分集中管理綜合測試系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例。衛(wèi)星上大部分信息匯集到測控機(jī)箱的功能模塊，機(jī)箱控制器對各模塊進(jìn)行讀寫操作，測控計(jì)算機(jī)通過對采用開關(guān)的選擇，啟動(dòng)A/D采集所需模擬量，通過時(shí)頻模塊來測量航天器上的時(shí)間和頻率參數(shù)，接收遙測解調(diào)模塊的輸出，實(shí)時(shí)采集遙測數(shù)據(jù)并處理成物理量，通過開入模塊、開出模塊，實(shí)施對航天器供電、開關(guān)量控制、狀態(tài)量測量等，通過鍵盤操作，控制測試流程。

集中管理式體制比分散式體制前進(jìn)了一步，系統(tǒng)管理比較方便，信息集中，便于整體判決。但對于分系統(tǒng)多、測試內(nèi)容復(fù)雜、測試流程多變的衛(wèi)星，整個(gè)測試設(shè)備很復(fù)雜，軟件開發(fā)難度大，數(shù)據(jù)的采集、處理、測試程序的實(shí)時(shí)控制、激勵(lì)信號等全部納入一個(gè)主控計(jì)算機(jī)管理，使得系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)困難。因此，集中管理式體制一般適用于功能簡單的小型衛(wèi)星測試，對于功能復(fù)雜的衛(wèi)星測試不建議采用。

(3) 分級管理體制綜合測試系統(tǒng)

分級管理體制綜合測試系統(tǒng)的基本特征是以總控設(shè)備的主測試計(jì)算機(jī)作為中心計(jì)算機(jī)，控制和管理各分系統(tǒng)專用測試設(shè)備(及前端設(shè)備)。在此體制中，各分系統(tǒng)專用測試設(shè)備與被測對象直接接口，在分系統(tǒng)測試階段，它們是獨(dú)立的測試設(shè)備，對相應(yīng)的分系統(tǒng)有完全自主測試功能；進(jìn)入系統(tǒng)測試階段后，各分系統(tǒng)專用測試設(shè)備需和總控設(shè)備連成測試系統(tǒng)，按照測試流程，在總控設(shè)備統(tǒng)一調(diào)度下協(xié)調(diào)工作。

總控設(shè)備向各專用測試設(shè)備發(fā)出控制命令，啟動(dòng)它們的測試程序，通過各專用測試設(shè)備實(shí)現(xiàn)對衛(wèi)星的供電、控制、數(shù)據(jù)加載、測量和激勵(lì)；專用測試設(shè)備將測得的數(shù)據(jù)、狀態(tài)、對控制和激勵(lì)的響應(yīng)以及各種測試結(jié)果送給總控設(shè)備進(jìn)行分析判斷；總控設(shè)備接收、處理并監(jiān)視來自各專業(yè)測試設(shè)備(含遙測前端設(shè)備)的信息，并將處理結(jié)果、時(shí)間基準(zhǔn)及有關(guān)數(shù)據(jù)分送給各專用測試設(shè)備。分級管理體制綜合測試系統(tǒng)如圖4所示。

此體制是一個(gè)兩級管理體制，一級是面向被測對象的前置級(現(xiàn)場級)，它與被測對象有直接的電氣接口，比較靠近被測對象，圖中的各個(gè)SCOE屬于這一級，包括電源分系統(tǒng)專用測試設(shè)備(power supply subsystem special check out equipment,PSS SCOE)、GNC分系統(tǒng)專用測試設(shè)備、遙測與測控分系統(tǒng)專用測試設(shè)備(telemetry telecommand,TT&C SCOE)、有效載荷專用測試設(shè)備(PayLoaD,PLD SCOE)；另一級是遠(yuǎn)離被測對象的遠(yuǎn)置級(遠(yuǎn)端控制級)，它與被測對象沒有直接的電氣接口，圖中的總控設(shè)備(overall check out equipment,OCOE)屬于這一級，包括主測試計(jì)算機(jī)(main test process,MTP)、遙測遙控前端設(shè)備(telemetry telecommand front end equipment,TM/TC FEE)、測試操作臺(test conductor console,TCC)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、顯示終端等設(shè)備。

分級管理體制兼有分散式和集中式兩者的優(yōu)點(diǎn)：

(1) 各分系統(tǒng)測試設(shè)備可與總控設(shè)備研制同時(shí)進(jìn)行，研制周期短；

(2) 可實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星自動(dòng)測試，保證運(yùn)行協(xié)調(diào)和數(shù)據(jù)統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)各分系統(tǒng)之間的狀態(tài)、事件與數(shù)據(jù)的相關(guān)測試；

(3) 總控設(shè)備具有很好的通用性；

(4) 分系統(tǒng)測試設(shè)備可在不同測試狀態(tài)重復(fù)使用。

2 基于分級管理測試系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

按照被測對象及其分系統(tǒng)組況，采用分級管理體制，衛(wèi)星綜合測試系統(tǒng)總體原理框圖見圖5所示，設(shè)備組成見表2所示。

圖4所示綜合測試系統(tǒng)采用分級管理體制模式，總控設(shè)備與專用測試設(shè)備間通過網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)服務(wù)器連接在一起，在測試系統(tǒng)軟件統(tǒng)一調(diào)度下，實(shí)施測試過程和信息交互，形成一個(gè)完整的衛(wèi)星綜合測試系統(tǒng)，其主要功能如下：

(1) 供電與供電測試功能

(2) 狀態(tài)控制功能

綜合測試系統(tǒng)具有控制衛(wèi)星工作狀態(tài)的功能，實(shí)現(xiàn)對航天器的供電控制、衛(wèi)星上設(shè)備的開關(guān)機(jī)控制、在線設(shè)備與離線設(shè)備的切換控制、可調(diào)部件工作狀態(tài)調(diào)整以及向星載計(jì)算機(jī)注入數(shù)據(jù)和代碼。

直接的控制方式是通過臍帶電纜等有線方式連接衛(wèi)星，關(guān)鍵性的操作如緊急關(guān)機(jī)、內(nèi)外電切換、工作狀態(tài)設(shè)置等，采用此種控制方式；普遍采用的控制方式是通過遙控通道將配置好的遙控指令發(fā)送到衛(wèi)星上，對衛(wèi)星工作狀態(tài)進(jìn)行控制，包括直接指令、間接指令、延時(shí)指令和加載指令。

(3) 測量與測試功能

參數(shù)測量：對衛(wèi)星上被測量采集，直接或經(jīng)變換后，通過信號通路傳送到綜合測試系統(tǒng)設(shè)備，測出量值或狀態(tài)；

開環(huán)性能測量：由綜合測試系統(tǒng)經(jīng)上行線路或通道向衛(wèi)星施加供電、激勵(lì)及控制，再經(jīng)下行線路或通道檢測衛(wèi)星上系統(tǒng)的相應(yīng)參數(shù)，測量和驗(yàn)證衛(wèi)星對這些供電、激勵(lì)及控制的響應(yīng)；

閉環(huán)測試：利用綜合測試系統(tǒng)的模擬器及星上回路形成閉環(huán)，檢測回路的各項(xiàng)特性，特別是動(dòng)態(tài)特性。

(4) 參數(shù)監(jiān)視功能

對衛(wèi)星的各種測試參數(shù)按照一定時(shí)間間隔(如遙測格式周期)周期地進(jìn)行監(jiān)視，并按判據(jù)檢測出狀態(tài)變化的狀態(tài)量、越限的模擬量等參數(shù)。狀態(tài)量判據(jù)為狀態(tài)出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)變化，模擬量判據(jù)是上下限值、增量限值、危險(xiǎn)限值。當(dāng)被測量超限時(shí)，給出異常報(bào)告，當(dāng)超出危險(xiǎn)限值時(shí)，按預(yù)定程序或發(fā)送遙控指令進(jìn)行處理。

(5) 測試過程管理功能

在衛(wèi)星測試過程中，由于測試設(shè)備多，容易產(chǎn)生相互影響，各分系統(tǒng)設(shè)備不能隨便操作，需要綜合測試按要求進(jìn)行統(tǒng)一管理。

SCOE級在線管理：SCOE在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，需要注冊入網(wǎng)，等待主測試計(jì)算機(jī)授時(shí)，經(jīng)確認(rèn)后將其置于在線狀態(tài)，開始與OCOE信息交互；

TCC級別管理：每個(gè)TCC按編號注冊進(jìn)入系統(tǒng)，中心TCC可對各操作臺設(shè)置不同權(quán)限，確保測試流程安全；

遙控指令發(fā)送管理：遙控指令管理是測試過程的一個(gè)重要內(nèi)容，包括完全禁止、授權(quán)發(fā)送、使能/禁止控制、按分系統(tǒng)分類控制、應(yīng)急自動(dòng)發(fā)送等。

(6) 時(shí)間基準(zhǔn)

為保證綜合測試系統(tǒng)各計(jì)算機(jī)時(shí)間基準(zhǔn)統(tǒng)一，需配置一個(gè)專用的時(shí)間基準(zhǔn)源，由主控計(jì)算機(jī)定期讀取基準(zhǔn)時(shí)間，通過網(wǎng)絡(luò)分發(fā)給各分系統(tǒng)專用測試設(shè)備計(jì)算機(jī)，

(7) 測試數(shù)據(jù)記錄與歸檔

綜合測試系統(tǒng)需要記錄測試過程中所有數(shù)據(jù)和事件，并按時(shí)間區(qū)間劃分成獨(dú)立的歸檔文件，便于數(shù)據(jù)分析和回放。

時(shí)間記錄主要包括：人工干預(yù)記錄、遙控指令發(fā)送記錄、參數(shù)越限記錄、測試程序運(yùn)行狀態(tài)記錄、專用測試設(shè)備在線狀態(tài)記錄、遙測遙控鏈路狀態(tài)記錄、通信錯(cuò)誤記錄、測試程序產(chǎn)生的信息輸出記錄等；數(shù)據(jù)記錄主要包括：遙測原始數(shù)據(jù)、專用測試設(shè)備原始數(shù)據(jù)、測試過程中鍵盤命令、遙控指令等。

(8) 后臺準(zhǔn)備功能

在衛(wèi)星綜合測試前需要在后臺完成測試數(shù)據(jù)和測試程序準(zhǔn)備工作，提高測試質(zhì)量和效率。主要包括：數(shù)字量參數(shù)定義、模擬量參數(shù)定義、遙控指令定義、曲線定義、測試圖形定義、測試環(huán)境生產(chǎn)、模擬測試等。

3 總控設(shè)備設(shè)計(jì)

總控設(shè)備負(fù)責(zé)完成測試數(shù)據(jù)庫準(zhǔn)備、測試過程管理、數(shù)據(jù)處理與驗(yàn)證、實(shí)時(shí)測試控制、數(shù)據(jù)歸檔及離線處理等。主要包括主測試計(jì)算機(jī)(MTP)、衛(wèi)星綜合測試軟件(spacecraft test operational software,STOS)、測試操作臺(TCC)、遙測/遙控前端設(shè)備(TM/TC FEE)、衛(wèi)星模擬器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)顯示器和打印機(jī)等。

表2 衛(wèi)星綜合測試系統(tǒng)組成Table 2 Composition of the test object

(1) 主控計(jì)算機(jī)(MTP)

MTP是OCOE的的核心，在測試前支持?jǐn)?shù)據(jù)監(jiān)視表的生成、測試程序庫的生成、測試圖形庫的生成、遙測指令塊定義、遙控指令塊定義、遙控禁止指令表生成、測試環(huán)境生成等測試數(shù)據(jù)庫準(zhǔn)備工作，在測試運(yùn)行過程中完成數(shù)據(jù)的處理和監(jiān)視、衛(wèi)星狀態(tài)和測試程序的控制、數(shù)據(jù)歸檔、事件記錄等在線功能，此外，支持測試后的離線處理功能。

(2) 衛(wèi)星綜合測試軟件(STOS)

STOS分為前臺和后臺軟件，前臺軟件包括：監(jiān)視程序、圖形驅(qū)動(dòng)軟件、測試程序調(diào)度運(yùn)行軟件、鍵盤命令分析程序、數(shù)據(jù)歸檔、事件記錄程序、遙測數(shù)據(jù)獲取程序、遙控指令發(fā)送程序、通信接口管理程序、窗口驅(qū)動(dòng)程序、公共數(shù)據(jù)區(qū)管理程序、接口驅(qū)動(dòng)等；后臺軟件包括：監(jiān)視參數(shù)表生產(chǎn)程序、圖形生成程序、測試程序編譯器、遙控指令表和遙控指令快生成程序、遙控禁止指令表生成程序、測試環(huán)境生成程序、測試數(shù)據(jù)庫驗(yàn)證等。STOS前后臺的結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示。

(3) 測試操作臺(TCC)

OCOE可配置多個(gè)TCC，方便不同工位人員的現(xiàn)場操作和觀察，各個(gè)TCC包括命令輸入終端、數(shù)據(jù)顯示器和語音通信設(shè)備。命令輸入終端提供人工干預(yù)測試流程的人機(jī)界面，用于發(fā)送指令、啟動(dòng)測試序列等，可以直接鍵入字符命令或鼠標(biāo)點(diǎn)擊方式；數(shù)據(jù)顯示器提供多幅在線數(shù)據(jù)和圖形顯示，顯示測試的數(shù)據(jù)和命令執(zhí)行情況。

(4) 遙測/遙控前端設(shè)備(TM/TC FEE)

TMFEE是OCOE獲取衛(wèi)星上數(shù)據(jù)的主要接口，它可以經(jīng)饋線直接從衛(wèi)星上獲取遙測數(shù)據(jù)，也可經(jīng)TT&C SCOE解調(diào)后得到衛(wèi)星遙測數(shù)據(jù)；TCFEE通過饋線或TT&C SCOE實(shí)現(xiàn)對衛(wèi)星的遙控。

(5) 衛(wèi)星模擬器

為在離線狀態(tài)下驗(yàn)證檢查總控設(shè)備測試數(shù)據(jù)庫或操作訓(xùn)練，總控設(shè)備配置衛(wèi)星模擬器和SCOE模擬器。衛(wèi)星模擬器通過網(wǎng)絡(luò)模擬衛(wèi)星在軌狀態(tài)，可設(shè)置故障模擬；SCOE模擬器模擬多個(gè)SCOE和OCOE的通信，模擬各SCOE執(zhí)行總控命令的應(yīng)答信號。

4 分系統(tǒng)專用測試設(shè)備設(shè)計(jì)

4.1 電源分系統(tǒng)專用測試設(shè)備

電源分系統(tǒng)專用測試設(shè)備(PSS SCOE)包括供太陽陣模擬器(SAS)、模擬負(fù)載、供配電測試計(jì)算機(jī)、供配電VXI組合、適配器。SAS用于模擬太陽能電池陣的電輸出特性，在衛(wèi)星測試過程中提供電源，能模擬衛(wèi)星在軌運(yùn)行時(shí)在不同光照和測試條件下的V-A輸出特性；模擬負(fù)載模擬衛(wèi)星上電源負(fù)載變化，用于檢測電源分系統(tǒng)在負(fù)載變化情況下的適應(yīng)性、調(diào)節(jié)特性及過渡過程，模擬負(fù)載可程序控制，使其負(fù)載連續(xù)變化或階躍變化；供配電測試計(jì)算機(jī)和VXI組合控制SAS和模擬負(fù)載工作，采集工作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對衛(wèi)星供電測量和控制，通過網(wǎng)絡(luò)與OCOE通信；適配器實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星與PSS SCOE之間的隔離、匹配和驅(qū)動(dòng)。

主要測試內(nèi)容包括：

(1) 蓄電池充電功能測試，主要是對充電調(diào)節(jié)器功能測試；

(2) 蓄電池放電功能測試，主要是對放電調(diào)節(jié)器功能測試；

(3) 蓄電池充電效率測試；

(4) 分流調(diào)節(jié)器功能測試；

(5) 進(jìn)出影音區(qū)供電方式切換功能測試；

(6) 電源主母線調(diào)節(jié)特性測試，主要是對蓄電池管理功能的測試；

(7) DC/DC變換器特性測試；

(8) 遙控指令和遙測參數(shù)測試；

(9) 太陽電池陣光照試驗(yàn)檢查。

4.2 GNC分系統(tǒng)專用測試設(shè)備

GNC分系統(tǒng)專用測試設(shè)備(GNC SCOE)包括GNC測試計(jì)算機(jī)和VXI組合、隔離器、激勵(lì)設(shè)備。GNC測試計(jì)算機(jī)和VXI組合控制測試過程；隔離器完成衛(wèi)星與地面設(shè)備間的信號隔離匹配，主要通過星表專用連接器和UMB連接；激勵(lì)設(shè)備包括敏感期模擬設(shè)備和執(zhí)行部件模擬設(shè)備，主要有陀螺激勵(lì)源/信號源、太陽模擬器/太陽敏感器信號源、地球模擬器/地球敏感器信號源，動(dòng)量輪模擬器、太陽陣驅(qū)動(dòng)模擬器、推進(jìn)系統(tǒng)模擬器。

主要測試內(nèi)容包括：

(1) 部件性能測試：敏感器件測試、動(dòng)量輪測試、磁力矩器測試、推進(jìn)驅(qū)動(dòng)器測試、太陽驅(qū)動(dòng)陣驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)測試、部件極性測試等；

(2) 星載計(jì)算機(jī)星地通信測試；

(3) 內(nèi)部接口和外部接口測試；

(4) GNC 開環(huán)測試；

(5) GNC 閉環(huán)測試；

(6) 故障應(yīng)急模式測試。

4.3 遙測與測控分系統(tǒng)專用測試設(shè)備

遙測遙控分系統(tǒng)是衛(wèi)星在軌運(yùn)行期間與地面交互的唯一通道，其功能和性能正確性直接影響衛(wèi)星的在軌運(yùn)行管理[14-15]，各個(gè)階段都要進(jìn)行測試。遙測與測控分系統(tǒng)專用測試設(shè)備(TT&C SCOE)由可程控的通用儀器(頻譜儀、示波器、信號源、功率計(jì)等)和專用接口設(shè)備(接收機(jī)、發(fā)射機(jī)等)組成；通過天線或饋線與衛(wèi)星通信，通過網(wǎng)絡(luò)與OCOE連接，接收來自TCFEE發(fā)送的遙控信號，向TMFEE發(fā)送遙測信號。

主要測試內(nèi)容包括：

(1) 遙測數(shù)據(jù)采集精度、數(shù)據(jù)格式和副載波測試；

(2) 遙控門限靈敏度測試；

(3) 遙控自檢測試；

(4) 數(shù)據(jù)發(fā)送功能測試；

(5) 遙控大回路比對測試；

(6) 接收機(jī)/發(fā)射機(jī)供電、遙控、遙測接口檢查；

(7) 發(fā)射機(jī)輸出特性測試；

(8) 接收機(jī)特性測試；

(9) 測距功能測試；

(10) 測距門限靈敏度測試。

5 結(jié)束語

本文設(shè)計(jì)了一種基于分級管理的通用衛(wèi)星綜合測試系統(tǒng)，系統(tǒng)采用功能模塊化且可擴(kuò)展、流程可配置、軟件接口標(biāo)準(zhǔn)化等技術(shù)，通過軟硬件的配置可快速重構(gòu)生成不同型號衛(wèi)星綜合測試系統(tǒng)，經(jīng)測試驗(yàn)證，可滿足多型衛(wèi)星綜合測試需求。