我國載人航天器綜合測試技術(shù)

潘順良 趙吉明 呂曄 李鴻飛 應(yīng)鵬 刁偉鶴 謝志勇 吳偉

(北京空間飛行器總體設(shè)計部，北京 100094)

1992年，中國載人航天工程列入國家計劃，成為中國高科技領(lǐng)域的標(biāo)志性工程之一。從立項到2021年實現(xiàn)空間站在軌，中國航天人經(jīng)歷了近30年艱苦卓絕的奮斗，循序漸進(jìn)，突破了一個又一個關(guān)鍵技術(shù)，獨立自主構(gòu)建起具有中國特色、配套完善的載人航天工程體系[1]。綜合測試是載人航天器研制生產(chǎn)過程的重要環(huán)節(jié)，載人航天器綜合測試是指整船(器)級的電測試，即載人航天器完成總裝后，在統(tǒng)一供電狀態(tài)下，對載人航天器規(guī)定的電性能和功能做全面的檢測，對各分系統(tǒng)之間電氣接口的匹配性和電磁兼容性進(jìn)行多項復(fù)雜的綜合檢查，以確保載人航天器在發(fā)射、入軌、組合體飛行及再入返回各階段安全可靠工作和成功回收[2-3]。作為載人航天器研制過程中重要的驗證環(huán)節(jié)之一，綜合測試起著質(zhì)量總檢查的作用，通過綜合測試可以盡早發(fā)現(xiàn)問題，改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計或工藝，保證航天產(chǎn)品的質(zhì)量，是確保航天飛行任務(wù)成功的重要保障。

綜合測試技術(shù)與載人型號研制共同發(fā)展，載人航天綜合測試技術(shù)支持了神舟系列飛船研制、天宮一號、天宮二號研制、貨運系列飛船研制、空間站天和核心艙、空間站問天實驗艙、巡天空間望遠(yuǎn)鏡研制以及新一代載人飛船試驗船等研制，支持了中國載人航天事業(yè)的一個又一個輝煌時刻，也在此過程中進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)新。

1 載人航天器綜合測試特點

載人飛船、貨運飛船、空間實驗室、空間站等載人航天器本身屬于高復(fù)雜度系統(tǒng)，“載人航天、人命關(guān)天”的最高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對綜合測試提出了以下更高要求：

(1)載人航天器需要航天員和飛船工程師參與測試：需要根據(jù)航天員需求方要求開展載人環(huán)境、生理信號、手動控制功能、應(yīng)急救生測試、應(yīng)急返回等載人專有測試；

(2)載人航天器協(xié)作分系統(tǒng)多、大系統(tǒng)接口匹配多：一般包括十四五個分系統(tǒng)，此外，還需要與測控通信系統(tǒng)、航天員系統(tǒng)、發(fā)射場系統(tǒng)、火箭系統(tǒng)、空間應(yīng)用系統(tǒng)以及船器、船站之間開展大系統(tǒng)匹配等；

(3)載人航天器測試模式多：需要自主應(yīng)對在軌各種故障，空間站型號需要開展3000多項地面驗證試驗，多達(dá)50艘飛行器對接組合模式；

(4)載人航天器測試周期、加電時間長：正樣載人型號從進(jìn)入總裝、測試與試驗(AIT)測試到進(jìn)場發(fā)射往往需要1.5～2年時間，整船/器加電時間1500～3500 h；

(5)載人航天器測試數(shù)據(jù)流多、數(shù)據(jù)類型多、數(shù)據(jù)量大：包括應(yīng)答機、中繼S寬波束、中繼S窄波束、中繼SMA、中繼Ka、空空通信等傳輸鏈路，包含上行指令、上下行話音、上下行圖像、下行遙測參數(shù)等多種數(shù)據(jù)類型，空間站單艙下行數(shù)據(jù)速率達(dá)1.2 Gbit/s；

(6)載人航天器測試要求高：空間站穩(wěn)定運行15年以上，同時涉及到航天員高可靠性要求，載人型號需要逐幀判讀，不放過任何一幀跳變。

載人航天30年間，高密度發(fā)射成為載人三期常態(tài)，從載人一期的幾年發(fā)射一艘飛船，到現(xiàn)在空間站階段2年11次載人發(fā)射任務(wù)，載人重大工程呈現(xiàn)批產(chǎn)特點。以上因素對載人航天器綜合測試的設(shè)計和實施帶來了極大的難度。

2 綜合測試系統(tǒng)設(shè)計

從神舟一號開始，綜合測試設(shè)計人員開始按照模塊化結(jié)構(gòu)開發(fā)自主設(shè)計自動化測試系統(tǒng)，實現(xiàn)了所有代碼的國產(chǎn)化自主可控，改變了傳統(tǒng)分散操作模式的測試體制，逐步形成了以總控(OCOE)和分系統(tǒng)專用測試設(shè)備(SCOE)組成的兩級分布式測試體系結(jié)構(gòu)，逐步把分系統(tǒng)測試設(shè)備鏈成一體，實現(xiàn)了我國第一套真正意義上的自動化測試系統(tǒng)，開創(chuàng)了我國航天器測試專業(yè)新的里程碑[4]。這也成為了后續(xù)載人航天器綜合測試系統(tǒng)的藍(lán)本，后續(xù)所有載人型號的綜合測試系統(tǒng)都是OCOE-SCOE兩級分布式測試系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上增加交會對接、多航天器聯(lián)合測試、遠(yuǎn)程測試等新發(fā)展、新技術(shù)。圖1為空間站天和核心艙測試系統(tǒng)架構(gòu)圖。

圖1 空間站綜合測試系統(tǒng)組成圖Fig.1 Composition chart of spacecraft integrated test system

以空間站天和核心艙測試系統(tǒng)為例，綜合測試系統(tǒng)為局域網(wǎng)絡(luò)化兩級管理分布式系統(tǒng)，采用模塊化設(shè)計，采用通用設(shè)備加少量專用設(shè)備組成系統(tǒng)，具備自動化測試能力，具備擴展性，支持遠(yuǎn)程測試和自動化測試、聯(lián)合測試。

(1)整器使用太陽方陣模擬器或穩(wěn)壓供電方式供電。

(2)使用無線、有線兩種測控方式構(gòu)成上下行信息閉環(huán)回路：通過遙測前端等鏈路測試設(shè)備，完成遙測數(shù)據(jù)下行；通過上行控制前端設(shè)備實現(xiàn)遙控指令上行和數(shù)據(jù)注入功能；通過1553B總線監(jiān)視設(shè)備完成器上1553B總線數(shù)據(jù)的監(jiān)視、存儲配合測試判讀。

(3)利用動態(tài)地球模擬器、電子星模擬器、紅外太陽模擬器等設(shè)備產(chǎn)生敏感器的激勵信號，模擬機電設(shè)備的響應(yīng)特性和數(shù)據(jù)流，為器上設(shè)備創(chuàng)造測試環(huán)境，達(dá)到仿真、閉環(huán)的要求。

(4)由總控系統(tǒng)統(tǒng)一處理解析天和核心艙任務(wù)下行數(shù)據(jù)，地面綜合測試有線數(shù)據(jù)，地面測試的總線、網(wǎng)線監(jiān)視數(shù)據(jù)；統(tǒng)一對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，支持查詢；由總控系統(tǒng)統(tǒng)一發(fā)令控制和調(diào)度，通過遙控通道、有線通道、其它的地面前端設(shè)備完成整器的指令發(fā)送工作；由飛船工程師進(jìn)行手動操作完成手控令發(fā)送。

(5)使用數(shù)管對接數(shù)據(jù)模擬器、空空通信模擬器、并網(wǎng)負(fù)載模擬器、機械臂小臂模擬器和艙段模擬器等系統(tǒng)級測試支持設(shè)備完成對接飛行器的接口信號模擬，配合天和核心艙開展組合體功能的單艙測試。

(6)使用C3I 接口設(shè)備、USB和中繼對接支持設(shè)備配合完成測控通信和發(fā)射場的大系統(tǒng)接口測試。主要包括航天員系統(tǒng)、空間應(yīng)用系統(tǒng)、載人飛船系統(tǒng)、運載火箭系統(tǒng)、發(fā)射場系統(tǒng)、測控通信系統(tǒng)和貨船系統(tǒng)。

(7)通過系統(tǒng)功能模擬各飛行模塊的獨立動態(tài)測試，壓縮重復(fù)性模塊測試時間占用，完成對飛行程序模塊的覆蓋性檢查。根據(jù)飛行任務(wù)安排、飛行方案設(shè)計和飛行模塊設(shè)計，執(zhí)行任務(wù)模飛測試，覆蓋典型的飛行任務(wù)。

(8)聯(lián)合測試模式：空間站三艙、載人飛船、貨運飛船以軟連接方式在地面實現(xiàn)接口互聯(lián)，開展五艙聯(lián)合測試。聯(lián)合測試模式下各航天器采用配備獨立的地面測試系統(tǒng)，以天和核心艙地面測試系統(tǒng)作為控制核心協(xié)同其它地面測試系統(tǒng)完成組合航天器的聯(lián)合工作。

3 綜合測試模式設(shè)計

從神舟一號到神舟七號，傳統(tǒng)綜合測試模式是總體負(fù)責(zé)整船(器)技術(shù)狀態(tài)控制，綜合測試負(fù)責(zé)測試組織實施和地面設(shè)備研制管理，分系統(tǒng)負(fù)責(zé)相關(guān)測試崗位的數(shù)據(jù)判讀，形成了以總體為中心，三者相互依存的組織模式。

隨著載人二期任務(wù)全面開展，傳統(tǒng)的測試模式帶來總體和分系統(tǒng)測試人員占用較多，測試實施管理鏈條較長不能快速處理故障等問題。綜合測試設(shè)計人員與項目辦一起對測試模式進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，由綜合測試全面負(fù)責(zé)測試狀態(tài)控制、測試設(shè)計、測試實施與測試評估。為實現(xiàn)測試設(shè)計工作前移，測試設(shè)計與測試實施分離，測試前后方協(xié)同，機器判讀逐步替代人工判讀，提高測試效率與質(zhì)量，縮減測試人員，各載人型號全面實行自動化測試與遠(yuǎn)程測試模式。

3.1 自動化測試模式

以空間站天和核心艙測試系統(tǒng)為例，各載人型號全面實施自動化測試。自動化測試貫穿綜合測試設(shè)計、準(zhǔn)備、實施、評估全流程(圖2)。依托載人自動化測試軟件、自動判讀軟件，實現(xiàn)測試軟件集中管理、測試精細(xì)化設(shè)計、測試程序自動轉(zhuǎn)化、測試數(shù)據(jù)自動判讀、測試結(jié)果自動評估功能，實現(xiàn)測試準(zhǔn)備、執(zhí)行、評估全周期一體化和自動化；測試過程實現(xiàn)自動化主導(dǎo)全流程，提高測試效率；機器判讀包絡(luò)全部類型數(shù)據(jù)，真正實現(xiàn)測試現(xiàn)場“去專家化”，保證高可靠性的前提下實現(xiàn)高效率，以及測試人員的縮減[5-7]。

圖2 載人航天器自動化測試模式Fig.2 Manned spacecraft automatic test mode

3.2 遠(yuǎn)程測試模式

遠(yuǎn)程測試支持系統(tǒng)用于滿足異地總裝測試需求，實現(xiàn)測試指揮和測試判讀人員在北京，如圖3所示，被測航天器及測試操作人員在天津或者發(fā)射場的異地整器級和大系統(tǒng)級綜合測試[8-9]。

圖3 載人航天器遠(yuǎn)程測試模式Fig.3 Manned spacecraft remote test mode

遠(yuǎn)程測試系統(tǒng)，包括前方和后方兩部分，前方為總裝及前端管理與操作測試現(xiàn)場，后方為指揮和判讀中心，兩者通過光纖鏈路連為一體，均具備完整的測試能力，各自獨立又互為犄角。前方主要負(fù)責(zé)管理前置供電、通信鏈路建立和模擬器維護(hù)，開展測試狀態(tài)設(shè)置工作，輔助進(jìn)行故障定位分析和應(yīng)急處置。主要測試隊伍置于后方，所有人員(前方、后方)按照后方指揮統(tǒng)一安排，開展測試計劃、控制測試狀態(tài)設(shè)置、測試的實施和控制、數(shù)據(jù)監(jiān)視判讀、測試數(shù)據(jù)查詢、測試總結(jié)、故障定位分析。

4 經(jīng)驗與成果

4.1 神舟一號到神舟七號階段測試經(jīng)驗與成果

從發(fā)射神舟一號無人飛船至發(fā)射神舟七號飛船并獲得成功，綜合測試經(jīng)歷了4艘無人飛船和3艘有人飛船的研制測試、發(fā)射全過程，圓滿地完成了各艘飛船的綜合測試任務(wù)。該階段綜合測試技術(shù)設(shè)計和實施驗證了神舟飛船綜合測試方案設(shè)計的正確性和測試的有效性、準(zhǔn)確性，通過測試，成功地實現(xiàn)了對神舟飛船的全面檢查和綜合驗證。該階段神舟飛船綜合測試水平和能力，代表了國內(nèi)當(dāng)時的綜合測試的水平，也為后續(xù)不斷地探索和研究綜合測試技術(shù)，達(dá)到提高測試效率，縮短測試周期，減少人員投入的目標(biāo)提供了指導(dǎo)意見。

(1)分布式系統(tǒng)，集中管理控制。整船地面綜合測試系統(tǒng)是一個分級、分布式的體系結(jié)構(gòu)，以總控設(shè)備為數(shù)據(jù)管理和控制中心，通過局域網(wǎng)與各分系統(tǒng)專用測試設(shè)備進(jìn)行信息交換。測試過程集中管理、統(tǒng)一指揮調(diào)度，船上所有上行控制命令和供電控制均由總控設(shè)備統(tǒng)一發(fā)出。

(2)遠(yuǎn)距離測試，減少設(shè)備移動。北京地區(qū)測試、發(fā)射場測試采用光纜傳輸數(shù)據(jù)和無線轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，適應(yīng)多工位測試，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離測試。主要測試設(shè)備固定不動，少數(shù)前端設(shè)備隨飛船移動。

(3)自動化應(yīng)用，提高測試質(zhì)量。飛船測試中采用自動化測試序列，減少測試操作，提高測試質(zhì)量、效率；在分系統(tǒng)測試人員數(shù)據(jù)監(jiān)視的同時，對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行自動監(jiān)視判讀。

(4)模擬真實環(huán)境，增加管理難度。飛船測試有飛船工程師或航天員直接參與綜合測試過程，形成自動控制與航天員手動控制的聯(lián)合測試模式，增加了測試指揮組織管理的水平和難度。配置GPS動態(tài)模擬源、火箭故檢系統(tǒng)模擬源、船上儀表攝像設(shè)備，滿足了儀表與照明分系統(tǒng)測試和航天員進(jìn)艙聯(lián)合測試的各種測試要求，取得好的效果。

4.2 交會對接任務(wù)階段測試經(jīng)驗與成果

神舟八號無人對接、神舟九號有人對接，神舟十號、神舟十一號以及天宮一號、天宮二號、天舟一號交會對接任務(wù)測試期間，綜合測試技術(shù)獲得較大發(fā)展。

(1)OCOE-SCOE結(jié)構(gòu)的分布式測試系統(tǒng)更加完善：在完成型號測試任務(wù)的基礎(chǔ)上，形成了一套適用于載人航天器全生命周期測試的新一代的航天器綜合測試系統(tǒng)。通過控制臺發(fā)送各類指令和注入文件，通過服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫存儲并處理所有測試相關(guān)數(shù)據(jù)信息，提供數(shù)據(jù)查詢顯示及分析功能，實現(xiàn)測試現(xiàn)場指揮調(diào)度，完成單航天器及組合體大系統(tǒng)電性能測試。

(2)開展了數(shù)字化測試模式應(yīng)用：基于自動判讀、自動化測試等數(shù)字化平臺，實施數(shù)字化模式測試，開展綜合測試專業(yè)化設(shè)計與實施，完成第三方的測試評估?；跀?shù)字化測試實施崗位重組，實現(xiàn)測試實施與測試設(shè)計分離轉(zhuǎn)型。測試過程管理貫穿數(shù)字化測試全過程。數(shù)字化測試模式應(yīng)用于神舟十一號、天宮二號等型號，測試實施周期縮減30%，人員由每型號9崗18人縮減到9崗11人，精減39%。

(3)實現(xiàn)了測試數(shù)據(jù)的監(jiān)視判讀：實現(xiàn)了測試參數(shù)和指令的自動監(jiān)視判讀，建立了航天器測試基礎(chǔ)信息庫，管理整器測試過程中用到的遙測數(shù)據(jù)、SCOE數(shù)據(jù)、遙控指令以及設(shè)置命令信息；應(yīng)用了航天器自動判讀軟件及判讀知識庫，可實時對測試過程中的參數(shù)進(jìn)行判讀，并儲存判讀知識；實現(xiàn)了對遙控指令的發(fā)送進(jìn)行管理和控制，并通過前端設(shè)備發(fā)送遙控指令，對航天器的狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置。經(jīng)過此階段7個型號判讀驗證，判讀效率較人工判讀提高54%。

(4)部分設(shè)備采用了通用化的設(shè)計思路：供配電設(shè)備根據(jù)航天器的常規(guī)供、充電需求，設(shè)計了通用的供電通道，可根據(jù)航天器的供、充電通道數(shù)量組合使用；射頻鏈路處理設(shè)備采用了通用架構(gòu)設(shè)計，按照功能內(nèi)聚為射頻前端、變頻器、中頻處理設(shè)備和數(shù)據(jù)處理前端四個部分，可滿足航天器所有的射頻鏈路測試需求。形成了包括供配電、測控、數(shù)管、控制推進(jìn)、儀表、空間技術(shù)試驗等6個測試專業(yè)的載人航天器地面電氣支持設(shè)備(EGSE)產(chǎn)品型譜。

(5)開展單航天器遠(yuǎn)程監(jiān)測模式的遠(yuǎn)程測試應(yīng)用：成功開展了神舟九號、神舟十號、神舟十一號、天宮一號、天宮二號酒泉基地-北京的遠(yuǎn)程測試任務(wù)：建立了遠(yuǎn)程測試組織模式，前方測試隊伍依據(jù)發(fā)射場工作計劃實施測試工作，后方組織測試隊伍依據(jù)綜合測試常規(guī)管理規(guī)定實施判讀工作；建立了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)，支持后方22個關(guān)鍵單機崗位開展發(fā)射場遠(yuǎn)程監(jiān)視判讀。

(6)國內(nèi)首次實現(xiàn)了兩航天器間同步一體化聯(lián)合電測中的系統(tǒng)級實時動態(tài)聯(lián)動，覆蓋了兩航天器的靜態(tài)接口匹配性和動態(tài)時序的協(xié)調(diào)性的各項測試，在交會對接任務(wù)的電測工作中達(dá)到了預(yù)期驗證效果，為多航天器聯(lián)合飛行的電測任務(wù)方案奠定了基礎(chǔ)。

(7)國內(nèi)首次成功利用兩航天器動力學(xué)模型對測試系統(tǒng)及交會對接各模擬器(姿軌控模擬器、空空通信模擬器、相對定位仿真模擬源等)實現(xiàn)了動態(tài)的實時同步驅(qū)動控制，有效完成兩航天器交會對接的地面聯(lián)合電測，達(dá)到了預(yù)期的應(yīng)用效果，為未來多航天器間協(xié)同交互的電測設(shè)計和實施提供了寶貴經(jīng)驗。

4.3 空間站任務(wù)階段測試經(jīng)驗與成果

載人航天綜合測試技術(shù)在空間站階段自動化測試、自動判讀、遠(yuǎn)程測試能力獲得巨大進(jìn)步?；谳d人航天器自動化測試、自動判讀平臺，實施了載人航天器自動化測試模式，基于自動化測試實施崗位重組，實現(xiàn)測試實施與測試設(shè)計分離轉(zhuǎn)型，從十年前單個型號綜合測試人員18人精簡至5～7人。實施自動化測試和遠(yuǎn)程測試經(jīng)驗榮獲2018年“全國質(zhì)量標(biāo)桿”殊榮。

(1)適用于載人型號全生命周期測試的新一代航天器綜合測試系統(tǒng)自動化水平更高、系統(tǒng)更柔性更完善，涵蓋了供配電、測控與通信、數(shù)管等多個領(lǐng)域的專業(yè)測試設(shè)備；建立了地面設(shè)備型譜，實現(xiàn)了測試設(shè)備通用化、國產(chǎn)化、型譜化；經(jīng)過對測試設(shè)備技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)和創(chuàng)新，形成了以“射頻-數(shù)據(jù)”一體化處理平臺為代表的新一代一體化測試產(chǎn)品，推動了測試模式的轉(zhuǎn)型、測試設(shè)備技術(shù)的跨越。

(2)自動化測試工具更顯效能，實現(xiàn)了載人型號測試準(zhǔn)備、測試實施、測試評估全流程自動化，實現(xiàn)測試過程中測試項目設(shè)計、指令操作、狀態(tài)監(jiān)控、過程記錄、數(shù)據(jù)判讀、結(jié)果分析、報告生成等人工操作“一鍵式”自動化，提高測試自動化水平，提升型號測試效率，降低人力成本，有效應(yīng)對多型號測試任務(wù)，測試效率綜合提升約30%，實現(xiàn)型號正樣測試周期由載人二期11個月縮短至6個月。滿足了載人飛船、貨運飛船面向未來批量化任務(wù)對高效率、高可靠性的需求。

(3)運用有限狀態(tài)機模型構(gòu)建了載人航天器自動判讀系統(tǒng)，建立了一整套適用于載人航天器測試的標(biāo)準(zhǔn)化判讀語法體系。針對載人航天對測試過程數(shù)據(jù)判讀的高標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)計了支持復(fù)雜邏輯的判據(jù)設(shè)計模型，判據(jù)經(jīng)過了測試前的精細(xì)化驗證，在型號測試過程中迭代升級，形成了完整的載人型號的自動判讀知識庫。單型號自動判讀判據(jù)約6000～30 000條，自動判讀覆蓋率達(dá)90%。解決了載人航天器數(shù)據(jù)量大、類型多、數(shù)據(jù)復(fù)雜造成的判讀難題，有效減少人員主觀判讀風(fēng)險，能快速定位參數(shù)單次跳變等人員判讀不易發(fā)現(xiàn)的問題，提升測試效率和準(zhǔn)確性，減少測試人員消耗。

(4)針對載人型號所特有的音頻數(shù)據(jù)，采用音頻可視化技術(shù)和互相關(guān)解析技術(shù)首次解決了多路音頻連續(xù)性自動判讀的難題，改變了音頻測試采用“耳聽”的傳統(tǒng)模式，將音頻判讀有效覆蓋率由8.3%提升至100%。針對有人參與的儀表測試，通過人工智能技術(shù)，構(gòu)建了用于“人-器-地”的交互信息智能處理和判讀的閉環(huán)測試系統(tǒng)，將識別結(jié)果轉(zhuǎn)換為機器數(shù)據(jù)流與測試系統(tǒng)進(jìn)行交互，實現(xiàn)儀表數(shù)據(jù)判讀的自動化；針對視頻連續(xù)性判讀和船地間延時精確判讀的難題，采用圖像識別技術(shù)，引入視頻序列度量描述機制，建立視頻閉環(huán)測試系統(tǒng)，替代了“目視”的傳統(tǒng)方法，精度可達(dá)100 ms，有效完成了連續(xù)性和時延精確判讀；全面實現(xiàn)遙測參數(shù)、音視頻、儀表顯示頁面由人工判讀到機器自動判讀質(zhì)的飛躍。

(5)以北京為中心、四地五方為一體的遠(yuǎn)程判讀模式，在載人飛船、貨運飛船、空間站等任務(wù)中進(jìn)行了全面實施應(yīng)用。在空間站天津測試過程中首次實現(xiàn)了以北京為中心的遠(yuǎn)程指控測試模式，空間站天津現(xiàn)場37人減至12人。神舟十四號發(fā)射場巡檢任務(wù)首次全面使用遠(yuǎn)程測試模式開展，測控、數(shù)管、總體電路、儀表、熱控、應(yīng)急救生、結(jié)構(gòu)機構(gòu)、乘員、環(huán)控等9個分系統(tǒng)的型號人員均在北京參與測試，測試數(shù)據(jù)、艙內(nèi)圖像、總裝現(xiàn)場圖像，北京同步更新顯示并歸檔，實現(xiàn)了艙內(nèi)飛船工程師與北京儀表崗位無縫交流確認(rèn)的測試模式，發(fā)射場測試人員進(jìn)一步減少至12人(神舟十三號遠(yuǎn)程測試模式20人、神舟十二號測試30人)。從空間站核心艙發(fā)射場測試任務(wù)開始，飛控試驗隊員在北京遠(yuǎn)程參與發(fā)射場待發(fā)段測試，發(fā)射場試驗人員在發(fā)射場遠(yuǎn)程參與飛控上升段及入軌初期關(guān)鍵動作遠(yuǎn)程飛控支持，雙方異地協(xié)同，共同保障發(fā)射及飛控任務(wù)圓滿完成。

(6)嘗試將基于模型的系統(tǒng)工程(MBSE)方法論引入測試用例設(shè)計，開展了飛行程序到模飛用例生成一體化研究與設(shè)計，打通飛行程序與模飛測試的接口，以空間站模飛測試為試點，按照飛行階段分別生成測試用例，對段時間、指令鏈、數(shù)管注入文件、特殊指令、指令判據(jù)通過模型進(jìn)行統(tǒng)一處理，生成內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)的測試用例，保證飛行程序到測試用例設(shè)計的一致性、正確性和設(shè)計效率。

(7)按照“像飛行一樣測試”的理念和原則，在模飛過程中增加了時序的機器自動判讀。開展了機器自動時序判讀，以飛行時序為判讀對象，判讀激勵是否按照既定的時序關(guān)系正常發(fā)出，狀態(tài)是否按照既定的時序安排轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)對固化或注入程序的執(zhí)行情況進(jìn)行判讀，從多個維度完成模飛過程自動數(shù)據(jù)判讀，解決了載人航天器模飛模式多、模飛測試參與分系統(tǒng)多、判讀工作復(fù)雜度高、模飛測試長的問題，實現(xiàn)了模飛階段機器為判讀一崗的自動化測試模式，大幅度提升了自動化測試的測試覆蓋率及測試質(zhì)量。

(8)完成了空間站天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙、載人飛船、貨運飛船在內(nèi)的世界地面規(guī)模最大的五艙聯(lián)試工作。設(shè)計了一體化的航天器上行、下行、飛行器間信息交互的測試系統(tǒng)，統(tǒng)一了數(shù)據(jù)時統(tǒng)，統(tǒng)一控制了各飛行器的電源、對接總線、相對定位、推進(jìn)補加、對接模擬器，建立了實時同步驅(qū)動的飛行器激勵及反饋測試系統(tǒng)，實現(xiàn)了飛行器間動態(tài)的測試閉環(huán)，支撐了交會對接、組合體運行等關(guān)鍵飛行任務(wù)在地面的有效驗證。

5 結(jié)論與展望

載人航天工程實施30周年，載人航天器自動化測試技術(shù)、自動判讀技術(shù)等綜合測試技術(shù)與型號成功共發(fā)展，綜合測試技術(shù)的自動化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化以及初步的智能化水平在載人航天30年中大幅提高，圓滿完成了載人一期、二期、三期任務(wù)過程中面臨的并行測試、異地協(xié)同、多器聯(lián)合測試、應(yīng)急救援快速發(fā)射等難題。

后續(xù)載人重大型號任務(wù)多型號并行測試成為常態(tài)，測試人員多、周期長、強度大，后續(xù)載人登月等任務(wù)具有更高復(fù)雜性、更高可靠性安全性的要求，將給載人綜合測試技術(shù)帶來新的挑戰(zhàn)。后續(xù)載人航天器綜合測試技術(shù)在現(xiàn)有自動化測試、遠(yuǎn)程測試基礎(chǔ)上，逐步向智能化測試技術(shù)發(fā)展：開展基于人工智能的航天器天地一體化智慧協(xié)同測試技術(shù)研究，開展基于數(shù)字孿生的航天器智能自主測試研究，開展測試任務(wù)自主規(guī)劃、基于機器學(xué)習(xí)的智能健康監(jiān)測和故障處置、器地故障的智能健康監(jiān)測和快速處置等技術(shù)研究，全面提升載人航天器綜合測試效能。

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