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。     

适用于多星并行测试的测控地面测试平台设计

随着小卫星大规模组网应用的不断增多,传统单颗卫星测控地面测试系统已不能满足批量化、并行测试的需求。提出了一种适用于多星并行测试的通用测控地面测试平台的设计方法,设计并给出了适用于典型三颗卫星并行测试的系统方案以及实施过程。该平台设计在原有地面测试平台中增加多星并行测试配置项,测试人员只需根据需要选择相应的卫星进行测试。该平台功能更加完善、通用性更好,已成功应用于某卫星星座的并行测试,大大节省了人力、缩短了星座卫星测试时间,收到了良好的效果。     

基于CPCI的测控测试设备的设计与实现

针对传统的地面测控测试设备结构复杂、可移植性差、难以满足当前测试要求的现状,提出了基于CPCI总线设计的卫星PCM测控测试设备。设备采用"通用前板+专用背板"板卡设计方法,提高通用性,降低成本;使用FPGA代替传统分立元件,提高设计效率和可靠性。为便于调试,硬件功能尽量简化,只完成数据发送接收操作,遥测帧同步、遥控指令解析等工作由软件实现。     

基于工作流的小卫星自动化测试系统设计方法研究

介绍了基于工作流的小卫星自动化测试系统的设计方案,通过分析卫星综合测试的基本流程和当前卫星研制过程中对自动化测试的迫切需求,提出构建卫星自动化测试系统的技术方案,具体介绍了自动化测试系统组成,详细说明了五大模块包括自动化测试模块、遥测数据管理模块、分系统管理模块、遥控指令管理模块、参数自动化监视模块、测试控制台模块的功能特点;还分析了适应小卫星批量化研制,卫星自动化测试技术下一步主要发展方向;旨在介绍一种当前国内先进的小卫星测试系统的构建模式以及自动化测试在卫星综合测试过程中所起到的举足轻重的作用.     

面向批量化小卫星的便携式快速巡检系统研究

为解决批量化小卫星在贮存阶段测试周期长、自动化程度低、测试设备多等问题,提出了一种面向批量化小卫星的快速巡检方法,设计并开发了针对小卫星多种测试模式下的便携式快速巡检系统。该系统具有适用性广、稳定性好、效率高、成本低、便于携带和操作简便等优点,已在某小卫星的批量巡检中得到应用验证。通过参数配置、巡检序列设置、程序上注更新和巡检模式重组,可满足不同小卫星快速批量巡检,特别是用于小卫星外场巡检时优势明显。经实验结果表明,单颗小卫星的巡检时间从2天缩小到2小时,明显提高了巡检效率,大幅降低了时间成本和人力成本,对小卫星的批量巡检效果更加显著。     

基于USB的卫星通用化地面测试软件的设计

针对当前卫星地面测试设备研制任务剧增、研制需求周期短、密度大、技术更新快的问题,将软件工程中的组件技术引入卫星测试软件领域,提出利用测试功能组件构建通用化测试软件的设计思路;首先,对现有卫星型号的地面测试任务做共性研究;然后,分析研究现有卫星数传分系统和测控分系统单机地面测试涵盖的所有测试功能,描述通用化测试软件的研制需求;以通用化和模块化的设计思路进行软件概要设计;通过分析软件组成、设计流程图、搭建软件界面等步骤进行软件详细设计;最后,软件实现;提出的基于USB接口的卫星通用化地面测试软件,通过某型号功放级地面测试和某型号Ka应答机地面测试,经验证,通用性强,覆盖功能全面,能较好地满足多个分系统单机设备的测试要求。     

基于VPX架构的测控通信综合测试系统设计

针对传统测控通信系统测试设备种类多、数量大、设备间连接关系复杂,难以满足当前型号任务快速、通用、集成的测试需求,提出了一种基于VPX总线架构的测控通信综合测试系统;系统将以往型号测试采用的前端设备、变频设备、基带设备综合集成,以VPX板卡形式集成到一台机箱,利用背板高速串行总线替代传统设备间电缆,显著简化了系统组成,提高测试设备通用性。     

批产卫星自动化测试系统研究与实现

为了解决批量化卫星生产数量多、周期短、人员短缺等问题，提出了一种新型卫星自动化测试系统。系统的硬件架构由综合测试服务器、遥控遥测地检设备、自动化测试终端等组成。软件核心架构基于TestStand和LabVIEW联合开发，LabVIEW编辑的代码模块实现与遥控遥测地检设备、服务器数据库等创建信息通道的功能；TestStand遵循测试细则的操作流程开展自动化序列的编辑工作，实现了遥控指令发送、遥测数据判读、过程监控、测试报告生成、多星并行测试等流程的高度自动化。该架构测试序列编辑灵活性高、通用性强，可以满足多种卫星自动化测试工况的需求，目前已经成功应用在吉林一号高分03系列卫星的批量化生产与测试的流程中，在大幅度提高测试效率的同时，节省了大量人力。     

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.     

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。     

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STK/Matlab的地面站选址与卫星可见性仿真分析

随着我国航天事业迅猛发展,在轨运行卫星数量急剧增加,有限的航天测控资源难以满足日益增长的测控需求。因此,基于网格球顶相控阵天线技术及现有地面测控站数学结构,提出了符合实际工程需求的半椭球面共形相控阵阵列地面测控站模型,通过STK/Matlab联合仿真,以卫星两行数作为目标库进行数据采集,通过地球坐标系与子阵视线坐标系实现数据转换,以此探讨地面站选址与中国现役卫星之间的可见性关系。仿真结果表明,在海拔一致的情况下,纬度和经度均与卫星可见性成正相关关系。同时,实验结果为全国范围内地面站测控站工作积累科学数据,为后续相控阵阵列天线最大化利用提供数据基础与应用支持。     

基于GNU Radio和USRP平台的时频分析研究

近年来,随着航天技术、嵌入式技术、软件无线电的飞速发展,现代无线通信技术突破了传统硬件电路的限制,实现了利用软件控制、操纵“硬件电路”.与此同时,便携式卫星编队地面站也成为空间技术发展的一个重要的突破方向,具有成本低、灵活、使用方便等特点.通过对便携式卫星编队地面站信号处理关键技术和USRP进行研究,提出一种高效、低成本的基于软件无线电思想的FSK调制解调设计方案,并对其关键技术进行理论分析和实现.通过FPGA产生的基带信号控制,在AD9364这款芯片上用正交调制产生的两个不同频率信号的输出实现FSK调制,并通过高度集成的射频收发器AD9364发射出去,由RTL2832U+ R820T进行接收,通过RTL2832U+R820T内部器件的混频、滤波、采样等操作后变成基带I/Q信号,最终通过USB发送到PC机,利用GNU Radio软件完成解调.     

基于北斗系统的船载USB轴系参数标校方法

在目前跟踪精轨目标进行直接标校电轴参数方法的基础上,充分利用北斗卫星资源较多、分布均匀和包含有不同轨道周期卫星的特点,通过合理设计USB跟踪北斗卫星方案提高了USB轴系参数标校的效率。通过试验验证,该方案能够有效克服目前USB轴系参数标校受天气影响、跟踪低轨道标校星受时间限制等不利条件的影响,实现USB轴系参数的快速标校,标校结果能够满足USB测角指标的要求。     

基于586-Driver的无人机飞控计算机智能检测系统研制

传统无人机飞控计算机检测以人工操作为主,操作繁琐、数据量大、易受人为因素影响,导致测试效率低、结果主观性强、安全性不足;提出基于信号门限自动检测技术的飞控计算机一键式全功能检测方案;以586-Driver板卡为核心,设计了接口板、电源板、信号调理板和检测板,研制了智能检测系统;模块功能包括底层驱动、时序控制、上电控制与电流检测、功能检测等模块,实现了在全程无人干预情况下对飞控计算机按预设时序逻辑的自动测试;采用人为注入故障测试方式进行了系统测试,结果表明:该系统满足某型飞控计算机的检测需求,提高了飞控计算机检测效率,具有实际工程应用价值。