基于数据格式库的卫星通用测试软件设计

针对当前卫星地面测试软件开发周期长、成本高及缺乏通用性的缺点,提出了使用对象数据库进行卫星数据格式库设计,并基于此进行通用化的卫星测试软件设计的方法,详细介绍了软件的组成构架、各部分的功能、工作机理以及软件的工作流程;基于数据格式库的卫星通用测试软件具有良好的通用性,能够满足不同卫星项目的设计和测试需求,支持数据格式的快速变动和修改,实现卫星测试系统的快速开发,并具有良好的应用外延;实际应用表明,该软件可节省卫星研制和测试的时间和成本,提高卫星研制的效率,是对卫星通用化测试软件发展一次有益的探索和尝试。     

通用化、高可靠性航天器供配电测试设备的实现

随着航天型号发射周期越来越短,对供配电以及其它分系统的地面测试设备的通用性、灵活性、可靠性提出了更高的要求;但目前所研制的供配电测试设备定制化程度高、研制周期长,重点关注功能的实现,而通用性、可靠性考虑得较少,出现问题后排查维修耗时久,不易更换维修;基于此,介绍了一种基于功能板卡与可配置软件组合设计思路,实现了通用化,配置灵活的高可靠性供配电测试设备的设计;大大缩短了设备研制周期以及平均故障维修时间;经过多个型号的成功使用,取得了较好的效果,该研制思路值得推广与借鉴。     

平流层飞艇地面通用测试原型系统设计

针对不同技术路线平流层飞艇试验靶场地面通用化综合测试评估的迫切需求,分析了平流层飞艇平台地面通用测试技术体制和测试矩阵,提出了飞艇地面通用测试原型系统总体架构,研究了系统功能组成和通用性;基于高速信息交换架构、合成仪器、公共测试接口等新一代自动测试系统关键技术,完成了原型系统的硬件、软件和机械结构设计方案,可以作为原型系统分系统实施方案设计、研制和综合集成调试的主要依据文件;经分析,地面通用测试原型系统可对多型号平流层飞艇实现快速自动通用测试评估,对飞行试验任务顺利完成起到的重要支撑作用。     

运载火箭地面一体化测发控系统设计

现役运载火箭各分系统的测发控系统各自独立,存在资源浪费,兼容性差、信息传递低效等问题;随着测控技术发展和火箭电气系统需求牵引,新一代运载火箭地面测试、发射与控制在通用化、集成化、智能化等方面提出了更高的要求;通过梳理一体化设计的功能,提出一种运载火箭地面测发控系统的体系架构,整合传统运载火箭控制、测量、总控网等分系统的测发控共性需求,在统一供配电、有线测控、无线调制解调、数据处理与分析4个功能层面进行设计,包括系统组成、交互关系、重要单机(软件)的设计及其关键技术应用;该设计在某型号完成了原理性试验和关键技术验证,结果表明系统通用性强、集成度高、信息架构合理高效,能够在确保可靠性安全性的情况下,简化操作、提高效率、降低成本。     

基于PLC的航天器地面测控系统通用化设计研究

航天器地面有线前端测量控制系统是航天器开展整器测试的支持设备;为解决该系统在多个航天器测试中存在重复设计、通用性差的问题,为提高系统的质量和可靠性、降低研制风险、节约研制经费,在基于PLC的航天器地面测控系统工作原理的基础上,对系统研制开展通用化设计研究;通过硬件模块化、组件选型统一化、接口设计标准化、软件功能层次化和可配置化,提高了设备的通用性和互换性;研制的测控系统在多个航天器型号间得到了延用和重用,取得了较好的效果。     

卫星姿轨控分系统仿真测试平台的设计与实现

卫星控制分系统地面测试系统的设计是姿轨控分系统设计的重要部分。本文经软、硬件的充分论证后给出了基于PXI总线的硬件采集系统和XPC软件仿真环境下的卫星姿轨控系统综合仿真测试的设计方案,并结合某型号卫星姿轨控分系统的测试需求进行具体的项目开发;实践表明该测试系统具有较强的可扩展性和二次开发能力、结构灵活、体积小、测量精度高、抗干扰能力强等优点,可以应用于相应的中低轨道卫星的控制分系统测试。     

基于仿真卡的通用1553B总线测试软件设计

1553B总线通信是航天器终端设备的重要功能,在研制各阶段,对设备的总线通信功能进行测试是必不可少的。基于总线仿真卡进行二次开发,提出一种通用1553B总线测试软件设计方法,采用总线消息描述文件和设备参数描述文件分别描述总线消息和设备参数,设计通用程序模块,使软件代码不依赖总线消息或设备参数的具体定义。所述方法已在某航天器多个分系统测试中得以应用。     

卫星多体制测控地面测试系统设计

随着航天技术的不断发展,卫星功能日趋复杂,对卫星测控分系统的功能提出更高的需求,要求同时支持对地非相干扩频测控、中继测控、扩跳频测控及测量数传测控体制,对卫星测控系统地面测试平台多体制支持、通用化及自动化测试能力、可靠性提出了更高要求;本文研究了卫星多体制测控地面测试平台系统设计方法,采用了多通道测控地检通道复用、基于数据库的通用化配置及自动化测试技术,应用于某遥感卫星的地面测试,测试结果表明：该平台运行稳定,取得了良好的使用效果,满足了卫星多体制测控地面测试需求;     

卫星姿轨控半物理仿真测试系统

为了保证卫星发射前的地面姿轨控半物理试验的顺利进行,研制了姿轨控分系统半物理仿真地面测试系统。为了满足相关类似卫星型号的通用化测试,本套仿真测试系统采用通用模块化的设计架构,同时采用现今主流的PXI总线测试技术（配合VPC转接电路板）。使用标准通用cPCI总线板卡以及部分自制FPGA可编程cPCI总线板卡实现各测试模块的功能。这种架构不仅能实现功能模块化,便于后续的功能扩展及维修,同时具有可靠性高、搭建时间快、可维护性强的优点,且体积小,稳定性强,能适应不同测试对象的测试环境条件,适合长途运输。本文介绍了系统的总体设计结构,重点介绍了模拟总体电源、动力学仿真机、电信号源、程序加载以及外围设备等硬件系统功能,以及相关配套软件的基本功能。测试系统经过与卫星的星地联试,功能性及使用性均得到了验证,测试结论符合设计之初功能性及通用化的构想。     

小卫星快速一体化测试软件的设计与实现

为解决不同型号批量化小卫星在贮存阶段测试设备多、测试设备通用性差、对测试人员专业化要求程度高等问题,提出了一种批量化小卫星的快速一体化测试方法,设计并开发了小卫星快速一体化测试软件,阐述了软件通用性设计方法,定义了插件的标准接口,利用设备管理插件的技术实现前端测试设备的统一管理,实现了"一键式"测试,降低了测试用户的专业化程度.该软件具有通用性强、可扩展性好、操作简单等优点,已在某小卫星的批量测试中得到应用验证.经验证,该软件通用性强,大幅降低了人力成本和设备成本,能较好地满足各类测试人员的使用需求.     

卫星任务规划可视化仿真系统设计与实现

解决卫星任务规划方案正确性、可靠性问题的有效途径是建立可视化仿真分析环境,研究多星多地面站任务规划问题,设计了成像需求约束图模型,利用任务规划调度算法进行优化分析生成最优解决方案,同时研究利用基于MapX的地理信息系统功能,设计实现了卫星任务规划可视化仿真系统,实现了二维视景仿真、方案动作仿真以及可视化决策支持等功能.该系统为卫星任务规划的可视化决策、可视化仿真提供了基础,确保了其正确、可靠性.     

基于字典查询的卫星并行自动化测试软件设计

针对卫星研制过程中测试周期长、任务重、自动化程度低的现状和研制进度加快、多星并行测试的发展趋势,提出了基于字典查询的卫星并行自动化测试软件设计方法,分析了卫星测试现状,详细介绍了软件的系统构成、工作原理和流程以及数据结构。通过格式化数据结构及接口、遥测分类判读方法和字典查询方法,重点解决了不同指令执行判读问题。软件具有开发简单,配置方便,节省资源,支持多星并行自动化测试和其它卫星快速移植的特点,同时兼容现有地测软件、测控前端转发数据。最后利用Python实现了软件的基本功能,实际应用表明,软件可提高卫星测试效率和可靠性,具有较强的工程实用性。     

一种卫星半实物模拟训练等效器的设计与实现

由于在实装上进行卫星地面测试的日常训练可能会造成设备的严重损耗,不能用真实卫星作为日常训练对象。通过分析大量卫星的供配电特性,设计半实物供配电设备模拟器,用其代替真实部件引入闭环回路,实现卫星内部供配电分系统的实物等效。以计算机为核心实现数据采集及数据处理系统,并可实时接收遥控指令、模拟生成遥测数据,配合地面测试系统响应测试流程。硬件实物仿真设计了数据采集、信号产生等硬件板卡,实现配电等效、指令等效、测量等效的功能。模拟器整体设计以PXI总线为接口,满足了系统的模块化及通用化设计,可方便实现其他模拟器的组合及扩展。经过现场运行表明及用户实际测试表明,该设备可完全替代卫星供配电分系统实现卫星电气性能模拟,有效配合地面测试人员的日常训练。     

基于Windows＋RTX的伺服作动系统测控软件开发

文章以某伺服作动系统测试设备的软件研发为背景,针对Windows系统由于线程优先级少、隐含不确定的线程调度机制以及优先级倒置等原因而造成的非实时性差,无法满足实时测控要求的缺陷,通过设计一种基于RTX和VC＋＋的多任务实时测控系统,利用RTX来增强Windows的实时性,实时任务部分运行于实时子系统RTSS下,非实时部分则运行于Win32子系统下,实时部分和非实时任务之间的通信通过共享内存的方式实现。该系统利用VC＋＋开发人机交换界面。解决了在Windows无法进行实时测试的缺陷,搭建一种在Windows下实时测控的软件平台,实现了在Windows平台下对伺服作动系统的功能和性能实时检测。     

基于PCI总线的某数字量地面测试设备的设计

将动态测试中采集到的大容量数据,快速传入计算机进行分析处理,成为进一步提高系统性能的制约因素;在此背景下,利用PCI计算机总线将数据传入地面测试设备的数据接口卡,实现了将外部数据高速传入测试设备.在分析任务及技术指标的基础上,设计了系统总体方案.在硬件实现部分,介绍了基于PCI总线高速数据传输过程中的相关技术;在软件部分,结合系统读取数据的过程,介绍了驱动程序的结构以及实现了上位机和所测设备的数据高速无缝传输.     

无人直升机实时机载和地面站软件架构设计

研究了无人直升机飞行控制系统实时软件系统设计架构,针对机载嵌入式飞控计算机系统和地面站计算机系统,提出了基于VxWorks实时操作系统的多线程任务机载软件设计方案和基于WindowsXP操作系统的地面站软件设计方案,有助于加快完成无人直升机飞行控制系统的设计和验证。机载系统软件设计为数据采集和测量、伺服舵机驱动、飞行控制与发动机控制实现、通信和数据请求存储等功能。地面站系统软件设计为与机载系统的数据通信、终端用户操控,以及实时飞行状态监视等功能。利用组件对象模型设计技术实现了系统软件设计的模块化、软件结构分层组件化,方便了软件系统的集成与扩展。采用多任务线程机制,有效地满足了飞行控制系统实时性要求。利用实时操作系统的定时器任务机制,确保飞行模式的任务管理和调度。依据所提出的软件设计架构完成了实时机载软件和地面站软件组件模块的设计与开发,而且软件集成快捷方便。研究成果已成功应用于某型无人直升机飞行控制系统。     

航天器瞬变热流全系数自适应控制

航天器地面试验瞬变热流控制具有耦合变量多、参数不确定、控制要求复杂、复分效应大等特点，本文采用控制矩阵非对角元强迫滞后一步的多变量的系数自适应控制方法，结合采用广义对象技术，充分利用成熟的二阶单变量全系数自适应控制方法在性能鲁棒性设计上的经验，通过数学仿真、原理性实验，模型星实验等技术途径确定了控制系统的参数，圆满地解决了航天器地面试验瞬变热流控制，已成功地应用在某卫星地面试验瞬变的热流控制中。     

遥感卫星数传基带数据模拟源的设计与实现

随着使用高级在轨系统(AOS)业务的空间和地面设备越来越多,根据空间数据咨询委员会(CCSDS)定制的标准,提出了一种遥感卫星数传基带数据模拟源的解决方案;首先,对AOS格式进行了基本介绍与分析,然后对模拟系统的各个功能模块与处理流程进行了详细说明,并在刀片服务器上实现了该系统;实验表明,该设计有效地解决了遥感卫星数传基带处理系统开发验证、功能测试和故障诊断的信号源问题。     

多通道飞轮组件测试系统的设计

针对飞轮组件在测试过程中所面临的测试个数多、测试项目多的特点,而且要求对测试数据有强大的后处理功能的实际需求,设计了这套可同时测量最多6个同种型号飞轮组件的测试系统,并通过选用不同的转接箱,达到可测量多种型号飞轮组件的目的;详细描述了系统的组成、各部分的功能、总体结构、硬件的配置及其软件的设计等内容,并给出了系统的测试原理及测试结果;该系统不仅使飞轮组件的测试从手动到自动,还利用了网络,实现了真正意义上的远程操控,使工作人员不到现场就不能测试这一顽疾得以解决;实际应用证明,该测试系统可靠性高,使用方便,灵活,能够满足飞轮组件的测试要求.     

飞行器供配电系统地面通用测试接口设计

供配电地面测试负责为飞行器提供模拟供电、控制状态切换、采集并传输系统状态信息,配合完成全飞行器全周期的综合测试任务;飞行器与地面测试系统之间接口复杂,各项目接口方式也不统一,导致测试系统中专用设备比例仍然很高,设备继承性和互换性不强,研制费用高;首先简要介绍了供配电地面测试系统的基本功能和设备组成,明确各组成部分之间的能源流和信息流,然后对供电、控制、测量的典型接口电路进行分析,从实现方式上进行简化和归类,最后提出基于先进背板总线架构的模块化板卡方案实现测试设备的接口通用化设计;经实际产品研制和系统测试,能够满足飞行器从综合试验到靶场测试发射的全生命周期测试需求,已在两个项目中实现产品共用,经济效益明显,为电气系统地面测试设备通用化研究提供了支撑。