卫星星座综合测试系统研究

卫星星座等多星并行研制生产带来了多星并行综合测试的新课题.介绍了一套卫星星座模式下的综合测试系统,该系统由总控设备和各分系统专用测试设备组成,通过标准网络和通信协议形成统一指挥和调度的卫星电气综合测试体系.详细介绍了系统的总控设备以及各分系统专用测试设备,并分析了地面综合测试系统的信息流.该系统可靠性和可扩展性程度高,为多星并行综合测试系统的模块化、通用化和系列化提供了一个有效的参考,满足了卫星星座多星并行综合测试的需要.     

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;     

适应于组网卫星的数字化及自动化测试技术研究

随着各类卫星星座计划的提出和部署,航天卫星数量的逐步增加,传统的卫星研制模式已逐渐不满足卫星快速发射需求,为缩短卫星研制周期,卫星批量化、自动化测试手段逐渐成为新形势下卫星研制的关键一环。面向当前微小卫星高密度快速组网应用的需求,结合批产化卫星技术特点,研究了一种适用于组网卫星的数字化和自动化测试技术。对卫星综合测试系统架构进行优化,可满足多星批量化及并行测试;在卫星综合测试系统中增加自动化测试功能,可通过在线配置自动化序列实现卫星自动化测试;研发了一种数字卫星仿真测试平台,可用于卫星单机产品齐套前整星功能开发、测试等。克服了传统卫星研制周期长、测试过程数据判读和数据处理难度大以及重复性工作较多的缺陷。     

批量卫星流水线自动化测试系统研究

随着世界各国快速进入太空的需求增加,卫星大规模组网应用不断增多。批量生产、并行测试、一箭多星、密集发射已经成为当前卫星技术的发展趋势,对卫星的批量快速测试提出了更高的要求。为了提高卫星测试效率、缩短卫星研制周期、降低卫星测试成本,研究适用于批量卫星流水作业自动化测试系统至关重要。提出了一种适用于批量卫星流水作业自动化测试体系方案,为批量卫星的流水作业自动化测试提供参考。     

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。     

卫星地面任务控制系统的关键技术

在分析多星多任务遥感卫星地面系统任务处理特点的基础上,引入任务流程模板,利用数据库和消息中间件相结合的信息管理机制,采用Spring框架及Expect脚本设计具有良好可扩展性和通用性的任务控制系统,对系统中的关键技术进行详细阐述。该系统适用于多星多任务的处理,具有良好的平台可移植性,既适用于集中式卫星地面系统架构,也适用于分布式卫星地面系统架构。     

基于虚拟仪器的卫星磁测试系统设计

根据卫星剩磁测试及磁矩计算的需求,开发了一种基于虚拟仪器的磁测试系统。该系统利用NI PXI硬件平台,通过数字万用表和开关模块的配合,完成对磁通门传感器信号的采集,相对于并行采集可极大减少实际的通道数,降低硬件成本。在LabVIEW平台下开发了测控软件,实现测试过程控制、磁矩计算及数据分析。该测试系统可用于对卫星、单机等航天器进行剩磁测试,为航天器的轨道控制设计提供重要依据,具有可靠性高、使用方便灵活、开发周期短等优点。     

卫星地面自动化测试系统

介绍我国新一代返回式对地观测卫星 AOCS 的地面测试系统——一种性能价格比较高的卫星控制系统地面测试设备。硬件由双微型计算机,图形工作站,专用接口装置及智能化信号源等组成。软件采用 C 语言,汉字菜单及图表显示。整个系统自动化程度较高,实时性强,操作方便,易于及时发现问题。该系统已圆满地完成了系统试验、整星综合测试及靶场测试。     

基于实时数据库的卫星测试平台的设计与实现

卫星测试数据的有效存储与展现对卫星测试有着重要的意义,同时随着卫星技术的发展,一颗卫星的多阶段测试,多颗卫星同时测试是不可避免的.而及时有效的处理测试产生大量的实时数据将是极大的挑战.设计并实现了基于实时数据库的分布式卫星测试平台,可以有效地管理多颗卫星的测试,同时结合ACE框架的通讯结构可以有效的对测试问内外的测试人员提供实时的数据监视与精确的历史查询统计.     

星座卫星在轨长期管理测控策略研究

近年来,低轨大型卫星星座蓬勃发展,使得在轨卫星数量急剧增加,卫星在轨长期管理任务面临巨大挑战。首先分析了卫星星座在轨长期管理面临的挑战,针对星座卫星在轨长期管理面临的几种常见应用场景,通过理论分析扩频体制测控应答机的抗干扰机理,结合地面概念星卫星平台模拟验证,在微波暗室通过地面概念星卫星平台对星座卫星在轨长期管理肯能出现的情况进行模拟。模拟不同星座卫星在轨运行场景以及相应的测控应对策略,验证了多星同时入境时的卫星长期管理策略的可行性,给出星座卫星在轨长期管理的有效应对策略。为卫星在轨长期管理以及后续可能遇到的星座在轨长管问题提供参考。     

卫星测控地检板卡设计与实现

随着当前小卫星发射任务激增,卫星的生产模式由单件小批量人工驱动向高自动化批量数字驱动转变,其地面测试模式也由传统的大卫星单星测试向多星柔性化、批量化、自动化方式转变。传统的卫星测控测试仪为单机形式,体积大、可扩展性差,并且设备价格昂贵,已经不能满足目前小卫星及批量化卫星对于卫星测控分系统快速测试的需求。该文研究一种基于PXI总线的板卡式卫星测控测试板卡,仅需要一块标准3U板卡即可实现基于USB信号体制的70MHz中频信号的USB体制卫星的地面测控系统测试需求,并可通过增加板卡数量的形式灵活扩展测控测试通道,实现测控测试系统的快速重构、快速升级     

基于强化学习的卫星网络资源调度机制

与传统同步轨道通信卫星(GEO)相比,以SpaceX、Starlink、O3b等为代表的新一代中低轨卫星互联网星座具备广域覆盖、全时空互联、多星协同等显著优势,已成为当今世界各国研究的焦点之一。传统卫星资源调度方法主要研究单颗GEO卫星下的资源调度问题,难以满足以多星协同、联合组网、海量用户为特征的低轨卫星星座的资源调度需求。为此,构建了基于用户满意度的多星协同智能资源调度模型,提出了一种基于强化学习的卫星网络资源调度机制IRSUP。IRSUP针对用户服务定制的个性化需求,设计了用户服务偏好智能优化模块;针对多星资源联合优化难题,设计了基于强化学习的智能调度模块。模拟仿真结果表明:IRSUP能有效提高资源调度合理性、链路资源利用率和用户满意度等指标,其中业务容量提升30%～60%,用户满意度提升一倍以上。     

一种卫星任务解译闭环仿真验证系统的设计与实现

卫星任务解译闭环仿真验证系统,有效解决了目前卫星任务规划的验证仿真、修改反演等关键环节,能够保证卫星任务规划的正确实施,替代传统星务测试床,将任务块解译为星务主机可执行的指令集合;另外可通过本系统对任务块中的参数、任务块的设置进行修改、重新生成任务块并对其进行迭代分析以保证正确性,提高任务块生成的效率及可靠性,将最终生成的正确任务块的解译结果与任务规划系统生成的动作序列进行比对,可验证任务规划的正确性及合理性;减少岗位人员及人工操作,缩短了测试所需时间,提高了测试效率;高效测试方案已应用于卫星地面测试中,应用效果良好。     

星地测控链路中的功率控制策略研究

对于卫星来说,能源是极其重要的资源,为有效节约星上能源、延长卫星寿命,研究了星地测控链路的功率控制策略;首先,分析了造成星地测控链路信号衰减的因素,在此基础上,建立了卫星下行链路信噪比计算模型,然后,在保证地面设备能够正确解调星上遥测数据的前提下,在星地测控链路中,提出了基于信噪比平衡准则的闭环功率控制策略,最后,利用构建的计算模型,仿真分析了所提功率控制策略对卫星功耗的影响和对雨衰的抑制作用;研究结果表明,所提的功率控制策略能大幅降低卫星功耗,且复杂度低,具有工程实践性,同时,对雨衰有较强的抑制作用,能有效提高设备跟踪时长,保证卫星下行信号接收。     

静止轨道风云四号气象卫星模拟器研究

为满足气象卫星地面系统工程研制和应用过程中的卫星模拟仿真需求,分析了新一代静止轨道气象卫星的功能特点和仿真需求,采用模块化集成原则设计了一种气象卫星模拟器技术架构,实现卫星平台、有效载荷和星地接口的综合模拟。研究了遥测遥控、高速数传、姿轨控和数据管理等卫星功能的模拟方法,实现卫星平台系统核心功能和接口模拟,讨论了有效载荷的功能模拟与载荷数据仿真方法,模拟仪器工作模式,并行实时输出载荷仿真数据。根据风云四号气象卫星星地系统特点,研究了系统评估方法和联试方法,从功能完整性、设计指标符合性、系统可用性等方面对系统效益进行评价。综合评估结果表明,该系统能够达到设计和应用要求。     

基于移动式网络技术的卫星星座网络结构设计与仿真

随着星上处理能力地日益增强，降低卫星星座通信网络对地面网络的依赖性，增强为用户段提供IP接入服务的能力，是未来卫星星座网络的需要解决的关键问题。提出了基于移动式网络技术的LEO卫星星座网络体系结构，引入了新的网络组件，提出了新的卫星星座网络组网策略，讨论了星地间的切换模型，并提交了基于NS2的网络性能仿真结果。仿真试验表明，该方案是一种满足未来卫星星座发展需求的有效方案，星地间的切换是影响该方案中卫星星座通信网络数据传输延时的主要因素。