摘要:为了缩短周期和减少成本,开发了一种用于卫星系统级测试的“卫星综合测试通用系统研究”。本文章在简要说明了系统的主要目标和技术指标后,详细介绍了系统各个组成部分的技术方案、技术途径和解决的关键技术,归纳了所取得的技术成果和未来发展的设想。
关键词:卫星;综合测试;主测试处理;数据库;局域网(lan)
0引言
1990年代以前,我国航天器综合测试是分散的手工操作模式,这种模式的综合测试不可能实现自动化。经过多年的努力,在借鉴etol(欧洲测试操作语言)系统的基础上研制了航天器综合测试系统,改变了传统测试分散模式的体系结构,形成了以主测试处理器(mtp)为中心的分布式体系结构。但是这个系统基本是为具体型号服务的,没有发挥计算机的潜能,测试过程的计算机辅助实施、计算机辅助分析能力仍然较差。测试系统不具备通用性;测试过程基本是以人为主的测试,或者测试过程仅仅是人工测试的模仿,还没有实现真正意义上的测试过程自动化;对测试过程进行了大量记录,但没有有效的利用记录信息进行故障的分析和诊断。为了能够解决这些问题,适应未来多型号发展的需要,我们开展了卫星综合测试通用系统项目的研究。
通过该项目的实施,建立了具有示范性的卫星综合测试通用平台及软件系统,为各类卫星综合测试软件提供验证环境,为今后卫星测试提供综合测试通用平台及软件,系统的主要组成部分mtp(主测试处理器软件)软件、数据库软件、遥测遥控虚拟仪器具有非常强的通用性,可应用于所有的卫星测试,模块化的vxi模件可用率为100%,mtp软件和数据库可用率达90%以上,从而缩短组建系统的时间50%。
1系统技术方案介绍
1.1系统组成
卫星综合测试通用系统由主测试处理机(mtp)、遥测/遥控前端设备(tm/tcfee)、测试操作台(tcc)、专用测试设备(scoe)、测试数据显示器和数据库服务器及其它设备通过网络组成,各个设备与mtp遵循用户规定的通信协议,在演示系统中我们用pc机模拟多个scoe,系统如图1所示。
这样构成的系统的主要功能是:
a.通过脐带电缆对卫星仪器供电控制,以及相关模拟量和数字量参数的测量;
b.发送遥控命令,验证星上仪器对命令的执行情况;
c.接收解调遥测信号,处理遥测数据,实时显示,归档;
d.mtp对各专用测试设备(scoe)实施管理和与之进行信息交换;
e.管理各个scoe工作,运行各个阶段的整星测试程序;
f.通过数据库服务器实时连续地记录测试过程中的事件和测试数据。
系统的硬件部分除了vxi接口模块和匹配器是卫星测试专用的之外,其余部分都是成熟的商用(cots)产品,包括个人计算机(pc)、操作系统、编程语言和网络产品。系统可以分解成了七个子系统:主测试处理器(mtp)软件、基于linux的测试操作台(tcc)、测试数据库服务器软件、scoe模拟器软件、数据显示器软件、遥测/遥控前端虚拟仪器以及供配电测试设备(vxi接口)。从在系统中的地位和功能来说,mtp软件是系统的核心软件,测试数据库服务器是和遥测遥控虚拟仪器模块具有广泛通用性,本文将重点予以介绍。其余几部分,用户可以直接使用,或者根据自己的喜好进行开发。
1.2主测试处理器(mtp)软件
mtp软件的开发环境是基于linux操作系统,采用服务器/客户结构,mtp软件在服务器端。mtp软件是集计算机通讯、实时控制、实时数据处理、分析、回放等功能于一体的复杂系统,因此采用多进程并行处理的方式。进程间通过消息机制实现数据的传递和进程间的同步。系统在准备阶段建立参数描述库,在运行期间生成的各类监视参数表存放在共享存储区内,各个进程使用信号灯实现对这些共享区操作的互斥保护,从而以实现多个进程对数据的共享。图2是mtp软件的软件体系结构图。
mtp软件主要包括:系统初始化、遥测参数监视和处理、遥控命令管理、控制命令分析、测试序列管理、测试操作台管理、专用测试设备(scoe)管理、数据和事件的回放以及特殊参数的处理等进程。主要的进程的功能概述如下:
a.遥测前端处理进程:管理mtp与tmfee的数据链路,接收来自tmfee的卫星遥测数据流,判断数据流的状态,将数据送处理进程和共享数据区。
b.遥控前端处理进程:管理mtp与tcfee之间的通信接口。根据请求,向tcfee发送用符号定义的遥控指令,处理指令授权、比对和相关参数。
c.scoe处理进程:管理多个卫星分系统的scoe,建立scoe数据链路;支持mtp向scoe设备发送命令和数据,接收来自scoe的请求和数据。
d.控制台管理进程:管理与测试控制台前端(tcc)的数据链路。该进程可以管理多个tcc;负责tcc信息在网上进行广播;可在