專利名稱：一種通用化的衛(wèi)星地面總體控制測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通用化的衛(wèi)星地面總體控制測試系統(tǒng)。它能準確有效的完成衛(wèi)星測試過程中遙控指令的上行及遙測數(shù)據(jù)的接收、處理、存儲、分析和診斷等功能。該發(fā)明屬于衛(wèi)星地面系統(tǒng)仿真測試領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著空間技術(shù)的不斷發(fā)展，人造衛(wèi)星被廣泛用于電信、氣象、資源普查、軍事偵察等領(lǐng)域。由于衛(wèi)星在軌運行的特殊性，對衛(wèi)星故障的修復極為困難，因此，在衛(wèi)星發(fā)射以前， 必須通過地面綜合測試對衛(wèi)星的各項性能指標進行檢驗，發(fā)現(xiàn)并消除衛(wèi)星上存在的各種故障及隱患。因此，測試已成為影響衛(wèi)星質(zhì)量、可靠運行的一個重要因素。目前自動化和平臺化已成為軍用設(shè)備測試系統(tǒng)的開發(fā)方向，由于歷史原因，我國衛(wèi)星測試還基本采用“量身定做”的專用系統(tǒng)開發(fā)方式。隨著我國自主研發(fā)的衛(wèi)星型號的增加，這種專用的衛(wèi)星測試系統(tǒng)的開發(fā)模式已不能適應(yīng)當前需要，其主要弊端體現(xiàn)在以下幾個方面(1)衛(wèi)星整體研制周期的縮短造成系統(tǒng)研制時間緊迫，專用測試系統(tǒng)構(gòu)建方案的周期過長，且準確性、可靠性得不到保證；(2)缺乏統(tǒng)一的標準，各個型號之間軟硬件資源兼容性不強，資源浪費嚴重；(3)衛(wèi)星測試過程中對系統(tǒng)的診斷和數(shù)據(jù)分析不足，大量遙測數(shù)據(jù)的分析診斷需要地面專家人員，加大了相關(guān)人員的工作強度；隨著國防和空間科學研究對航天器功能及數(shù)量需求的不斷增加，要求提供的測試任務(wù)也逐漸增多，過去以型號為主線的自上而下的測試管理模式已逐漸不能滿足要求，因此，衛(wèi)星測試系統(tǒng)的通用化、自動化是必須面對的一個課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種通用化的衛(wèi)星地面總體控制測試系統(tǒng)，它克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，能夠完成衛(wèi)星測試過程中遙控指令和指令序列的準確上行，遙測數(shù)據(jù)的接收、處理、存儲、顯示、實時診斷和延時分析等功能。如圖1所示，本發(fā)明一種通用化的衛(wèi)星地面總體控制測試系統(tǒng)，整個系統(tǒng)包含5部分前端光電轉(zhuǎn)換模塊80、測控前端設(shè)備模塊81、中心處理單元模塊82、顯示終端模塊83 和控制臺模塊84，按照一定的流程完成對衛(wèi)星測試過程中遙測數(shù)據(jù)的接收、處理、分類存儲、顯示、實時診斷和延時分析，遙控指令和指令序列的準確上行等功能。各模塊之間的連接關(guān)系如下所述前端光電轉(zhuǎn)換模塊80與星上設(shè)備互聯(lián)，對內(nèi)則通過光纖91與測控前端設(shè)備模塊81相連接；測控前端設(shè)備模塊81與前端光電轉(zhuǎn)換模塊80通過光纖完成數(shù)據(jù)交互， 后端與中心處理單元模塊82和控制臺模塊84通信；中心處理單元模塊82接收從測控前端設(shè)備模塊81的下行遙測數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)的分類存儲，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至顯示終端模塊83，同時還需完成對控制臺模塊84上行遙控信息的存儲工作；顯示終端模塊83從中心處理單元模塊82接收遙測數(shù)據(jù)，以實時分析和延時分析兩種方式完成工作；控制臺模塊84向測控前端設(shè)備模塊81上行遙控指令，并向中心處理單元模塊82轉(zhuǎn)發(fā)指令上行信息報備。所述的前端光電轉(zhuǎn)換模塊80由第一光電轉(zhuǎn)換模塊10和第二光電轉(zhuǎn)換模塊11組成，兩模塊配對使用，完成光信號與電信號的互換，將電信號傳給被測系統(tǒng)，將光信號通過光纖下行傳輸。所述的測控前端設(shè)備模塊81由第三光電轉(zhuǎn)換模塊12、第四光電轉(zhuǎn)換模塊13、第一工控機20、第二工控機21和第三工控機22組成。三臺工控機均采用現(xiàn)有通用的研華工控機，每臺工控機上都裝有硬件板卡和工控機前端軟件，其中硬件板卡包括安裝在第一臺工控機20和第二臺工控機21上的RS422 (平衡電壓數(shù)字接口電路的電器特性)串口卡，安裝在第三工控機上的LVDS(低壓差分信號)接口卡和校時板卡。第三光電轉(zhuǎn)換模塊12和第四光電轉(zhuǎn)換模塊13配對使用，完成電信號與光信號的互換，將光信號通過光纖遠距離傳輸給前端光電轉(zhuǎn)換模塊80，將電信號傳給三臺工控機上的硬件板卡。第一工控機20和第二工控機21實現(xiàn)對硬件板卡的驅(qū)動、數(shù)據(jù)調(diào)度的主要功能，在下行遙測數(shù)據(jù)的流程中從硬件板卡上完成數(shù)據(jù)采集、處理和顯示，并組織數(shù)據(jù)以TCP/IP(傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議) 的方式發(fā)送至中心處理單元模塊82的MTP 30 ；在上行遙控指令的流程中從控制臺模塊84 接收上行遙控指令，在本地完成處理，并寫入硬件板卡上行至前端光電轉(zhuǎn)換模塊80。第一工控機20和第二工控機21同時處理下行遙測數(shù)據(jù)，均可處理上行遙控指令數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了對下行數(shù)據(jù)的分離和備份和對上行數(shù)據(jù)通道選擇的靈活性。第三工控機22接收從第三光電轉(zhuǎn)換模塊12轉(zhuǎn)送的大容量導航數(shù)據(jù)，在LVDS板卡上完成數(shù)據(jù)采集和處理，并轉(zhuǎn)發(fā)給中心處理單元模塊82的MTP 30，同時第三工控機22裝有校時板卡，完成對整個地面應(yīng)用系統(tǒng)的校時工作。所述的中心處理單元模塊82由MTP (主測試服務(wù)器軟件)30和數(shù)據(jù)庫40組成，運行在Solaris操作系統(tǒng)的Sim服務(wù)器上，完成狀態(tài)維護及報告、遙測源碼的接收轉(zhuǎn)發(fā)和處理分析、遙控指令上行記錄的存儲、大容量導航數(shù)據(jù)的處理存儲和轉(zhuǎn)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)管理和測試平臺調(diào)度管理等功能。MTP 30實現(xiàn)的功能具體可包括接收第一工控機20和第二工控機21發(fā)送的遙測源碼，對遙測源碼進行處理分析，分類存儲源碼和處理分析的結(jié)果至數(shù)據(jù)庫40，并將遙測源碼和解析后的工程值實時轉(zhuǎn)發(fā)給顯示終端模塊83的C/S顯示終端60 ；接收控制臺模塊84的兩個控制臺軟件發(fā)送的上行遙控指令信息，存儲到數(shù)據(jù)庫40，并轉(zhuǎn)發(fā)給各C/S顯示終端60實時顯示上行指令；接收第三工控機22發(fā)送的大容量導航數(shù)據(jù)，進行處理存儲和轉(zhuǎn)發(fā)的工作。數(shù)據(jù)庫40采用體積小、速度快、總體成本低的MySQL數(shù)據(jù)庫，以便于顯示終端模塊83的B/S顯示終端70以Web形式對遙測數(shù)據(jù)進行延時的數(shù)據(jù)回放及分析。數(shù)據(jù)庫40 以序號-時間-整幀源碼的表格式存儲遙測源碼，以序號-時間-遙測參數(shù)詳細信息(參數(shù)源碼工程值)的表格式存儲解析后的遙測參數(shù)源碼及對應(yīng)的工程值，以序號-指令發(fā)送時間-指令代號-指令內(nèi)容的表格式存儲上行的遙控指令信息。所述的顯示終端模塊83是地面總體控制測試系統(tǒng)與大部分用戶的接口，其主要作用就是為用戶提供方便、直觀的測試信息顯示界面。該模塊由c/s(客戶端/服務(wù)器模式)顯示終端60和B/S(瀏覽器/服務(wù)器模式)顯示終端70組成，以實時分析和延時分析兩種模式完成對數(shù)據(jù)的友好顯示及分析工作。其中C/S顯示終端60可完成對遙測數(shù)據(jù)的實時接收、診斷和顯示工作，具體流程是C/S顯示終端60通過接收MTP 30所發(fā)送的各種數(shù)據(jù)，包括固定遙測數(shù)據(jù)、重點遙測數(shù)據(jù)和用戶關(guān)心的遙測數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)按在用戶定義的頁面中顯示出來。同時用戶也能夠根據(jù)需要自定義顯示頁面，使用戶可以方便監(jiān)視測試過程中各相關(guān)分系統(tǒng)的運行狀態(tài)。對于接收到的實時數(shù)據(jù)，C/S顯示終端60可根據(jù)用戶需要以不同的方式進行顯示，如使用表格、曲線繪制、圖形化顯示等方式，并具備本地統(tǒng)計、分析及報表數(shù)據(jù)等功能；此外C/S顯示終端60還將以日志的方式顯示控制臺模塊84的遙控指令上行記錄信息；最后C/S顯示終端60根據(jù)在本地配置的診斷先驗知識信息，結(jié)合接收到的遙測工程值進行故障診斷的工作，并將診斷出現(xiàn)錯誤的數(shù)據(jù)通過著色和語音的報警方式提醒測試人員注意。所述的B/S顯示終端70基于JAVA開發(fā)，采用Web方式，可在試驗后對數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)以曲線或表格的形式進行回放分析。具體包括B/S顯示終端根據(jù)測試人員給出的具體遙測參數(shù)名稱、開始時間和結(jié)束時間，訪問數(shù)據(jù)庫40中相應(yīng)的數(shù)據(jù)，以曲線或表格的形式將歷史數(shù)據(jù)顯示出來，并針對該段時間的數(shù)據(jù)計算最大值、最小值、方差寸。所述的控制臺模塊84由第一控制臺軟件50和第二控制臺軟件51組成，用于在測試過程中進行上行指令的發(fā)送以及對其他地面設(shè)備的控制。其主要功能包括發(fā)送上行的遙控指令，并通過雙環(huán)比對確認數(shù)據(jù)是否正確發(fā)出；發(fā)送上行注入數(shù)據(jù)，并通過雙環(huán)比對確認數(shù)據(jù)是否正確發(fā)出；發(fā)送有線遙控指令，并通過雙環(huán)比對確認數(shù)據(jù)是否正確發(fā)出；具備序列化發(fā)送指令功能，用戶可通過設(shè)置指令序列的方式定義一系列指令的執(zhí)行，當滿足觸發(fā)條件時，系統(tǒng)自動將序列中的指令依次發(fā)出；向測控前端設(shè)備模塊81發(fā)送控制指令，完成設(shè)備工作狀態(tài)的設(shè)置；向中心處理單元模塊82發(fā)送上行遙控指令信息報備；接收各設(shè)備定期的狀態(tài)報告，顯示設(shè)備工作情況。3、優(yōu)點及效果從以上的描述可以看出，該衛(wèi)星地面總體控制測試系統(tǒng)自動化、通用化顯著，并在引入了實時診斷和延時分析等功能，豐富了終端軟件，極大提高了測試的效率，保障了測試的穩(wěn)定性。實現(xiàn)了如下的技術(shù)效果(1)將不同的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分離，對重要支路數(shù)據(jù)進行冗余備份，保障了測試的穩(wěn)定性；(2)在遙控指令上行中，引入了小環(huán)、大環(huán)雙重驗證比對，提高了指令上行的可靠性；(3)豐富了遙測顯示終端的功能。在C/S模式的客戶端中，增加了基于規(guī)則的實時故障診斷；并引入了基于瀏覽器的B/S模式的客戶端用于延時的數(shù)據(jù)分析。(4)各部分相互獨立，功能可配置可擴展，可重用性高。


圖1衛(wèi)星地面總體控制測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
圖2有線遙測采集接口電路熱備份設(shè)計3有線遙控指令接口熱備份設(shè)計4RS422總線通信接口(測試設(shè)備接收部分)設(shè)計5RS422總線通信接口(測試設(shè)備發(fā)送部分)設(shè)計6指令電源供電接口電路設(shè)計7數(shù)管指令發(fā)出的數(shù)據(jù)流程圖
圖8有線指令發(fā)出的數(shù)據(jù)流程中符號說明如下10、第一光電轉(zhuǎn)換模塊；11、第二光電轉(zhuǎn)換模塊；12、第三光電轉(zhuǎn)換模塊；13、第四光電轉(zhuǎn)換模塊；20、第一工控機；21、第二工控機；22、第三工控機；30、MTP ;40、數(shù)據(jù)庫；50、第一控制臺軟件；51、第二控制臺軟件；60、C/S顯示終端；70、B/S顯示終端；80、前端光電轉(zhuǎn)換模塊；81、測控前端設(shè)備模塊；82、中心處理單元模塊；83、顯示終端模塊；84、控制臺模塊；90、以太網(wǎng)；91、光纖圖中代號說明如下MTP主測試服務(wù)器軟件；C/S客戶端/服務(wù)器模式；B/S瀏覽器/服務(wù)器模式具體實施方法 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的說明。如圖1所示，本發(fā)明一種通用化的衛(wèi)星地面總體控制測試系統(tǒng)，整個系統(tǒng)包含5部分前端光電轉(zhuǎn)換模塊80、測控前端設(shè)備模塊81、中心處理單元模塊82、顯示終端模塊83 和控制臺模塊84，按照一定的流程完成對衛(wèi)星測試過程中遙測數(shù)據(jù)的接收、處理、分類存儲、顯示、實時延時診斷分析，遙控指令和指令序列的準確上行等功能。各模塊之間的連接關(guān)系如下所述前端光電轉(zhuǎn)換模塊80是地面總體控制測試系統(tǒng)與被測系統(tǒng)的對外硬件接口，對內(nèi)則與測控前端設(shè)備模塊81相連接；測控前端設(shè)備模塊81與前端光電轉(zhuǎn)換模塊80 完成數(shù)據(jù)交互，后端與中心處理單元模塊82和控制臺模塊84通信；中心處理單元模塊82 接收從測控前端設(shè)備模塊81的下行遙測數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)的分類存儲，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至顯示終端模塊83，同時還需完成對控制臺模塊84上行遙控信息的存儲工作83 ；顯示終端模塊 83從中心處理單元模塊82接收遙測數(shù)據(jù)，以實時分析和延時分析兩種方式完成工作；控制臺模塊84向測控前端設(shè)備模塊81上行遙控指令，并向中心處理單元模塊82轉(zhuǎn)發(fā)指令上行信息報備。下面將參考附圖并結(jié)合實施例，來詳細說明本發(fā)明。(1)下行遙測數(shù)據(jù)工作流程整個地面總體控制測試系統(tǒng)就緒后，第一光電轉(zhuǎn)換模塊10和第二光電轉(zhuǎn)換模塊 11將從被測系統(tǒng)接收的電信號轉(zhuǎn)換為光信號通過光纖傳播，第三光電轉(zhuǎn)換模塊12和第四光電轉(zhuǎn)換模塊13接收光纖上的光信號，并將光信號恢復為電信號。第一工控機20與第三光電轉(zhuǎn)換模塊12交互，接收遙測數(shù)據(jù)。第二工控機21與第四光電轉(zhuǎn)換模塊13交互，接收遙測數(shù)據(jù)，完成遙測數(shù)據(jù)的備份工作。第三工控機22與第三光電轉(zhuǎn)換模塊12交互，接收大容量導航數(shù)據(jù)。第一工控機20與第二工控機21采用雙機熱備的方式工作，且第一工控機20的優(yōu)先級更高。MTP 30同時連接第一工控機20和第二工控機21，遵守“主份優(yōu)先，有誰用誰”的原則，優(yōu)先接收第一工控機20的數(shù)據(jù)，當?shù)谝还た貦C20出現(xiàn)異常狀況時，MTP 30自動切換到第二工控機21繼續(xù)接收遙測數(shù)據(jù)，若第一工控機20恢復工作，MTP 30又會自動切換到接收第一工控機20的數(shù)據(jù)。MTP 30接收第一工控機20和第二工控機21的遙測源碼數(shù)據(jù)，并將遙測源碼直接轉(zhuǎn)發(fā)至C/S顯示終端60。然后按照本地配置文件的選擇的格式(幀格式或包格式)進行遙測源碼解析，將解析后的遙測工程值對照遙測參數(shù)名稱存入數(shù)據(jù)庫40，并按照XML格式發(fā)送至C/S顯示終端60。C/S顯示終端60接收MTP 30分發(fā)的遙測源碼數(shù)據(jù)和遙測工程值數(shù)據(jù)，按照各分系統(tǒng)頁面進行再次分發(fā)，各頁面根據(jù)自己維護的參數(shù)進行參數(shù)源碼和工程值的更新，以表格、 曲線和硬件布局圖的形式豐富顯示各參數(shù)最新狀況。同時針對各參數(shù)結(jié)合本地配置的閾值信息進行數(shù)據(jù)診斷，將診斷結(jié)果故障的參數(shù)以紅色警告的方式高亮顯示同時可選擇是否語
音報警。B/S顯示終端70可輔助測試人員對數(shù)據(jù)庫40中已的歷史數(shù)據(jù)進行延時的分析。 測試人員在B/S顯示終端70的Web頁面中輸入?yún)?shù)名稱、開始時間和結(jié)束時間，B/S顯示終端70即可直接訪問數(shù)據(jù)庫40尋找該時間段內(nèi)該參數(shù)的源碼或工程值，將獲取的源碼或工程值以表格和曲線的方式顯示出來并進行分析。整個鏈路中針對遙測數(shù)據(jù)和遙控指令數(shù)據(jù)的重要性和導航數(shù)據(jù)的大容量高速率的特點，采用了獨特的設(shè)計，對重要支路的數(shù)據(jù)進行了熱備份工作，并將大容量導航數(shù)據(jù)獨立出來處理，減輕重要支路數(shù)據(jù)處理的負荷，使得地面總體控制測試系統(tǒng)穩(wěn)定健壯。主要涉及的模塊包括前端光電轉(zhuǎn)換模塊80和測控前端設(shè)備模塊81中的四個光電轉(zhuǎn)換模塊的接口電路熱備份設(shè)計、測控前端設(shè)備模塊81中三臺工控機上的硬件板卡接口電路熱備份設(shè)計、 三臺工控機的功能分離冗余設(shè)計和中心處理單元模塊82中遙測接收鏈路的熱備份，后兩種熱備份在上述流程介紹中已簡述，現(xiàn)介紹接口電路熱備份設(shè)計，包括有線遙測采集接口設(shè)計、有線遙控指令接口設(shè)計、RS422總線通信接口設(shè)計和指令電源供電接口設(shè)計。圖2給出了有線遙測采集接口電路熱備份設(shè)計圖。有線遙測采集接口的實質(zhì)可看作是AD采集，同一個遙測量可以被多個AD采集，可以直接并聯(lián)實現(xiàn)熱備份。圖3給出了有線遙控指令接口熱備份設(shè)計圖。有線遙控指令接口為達林頓管OC 輸出，可以直接采用線與的形式備份。達林頓管采用SG2003，指令電流可達500mA。另外為了提高設(shè)備的可靠性，在有線遙控指令接口的輸出端增加自環(huán)監(jiān)控電路，測試設(shè)備在發(fā)出指令的同時，可以監(jiān)測指令電纜上的狀態(tài)。圖4給出了 RS422總線通信接口測試設(shè)備接收部分設(shè)計圖，圖5給出了 RS422總線通信接口測試設(shè)備發(fā)送部分設(shè)計圖。RS422總線通信接口不能直接實現(xiàn)兩個驅(qū)動器并聯(lián)， 可以采用如下方式解決當發(fā)送數(shù)據(jù)為0時驅(qū)動總線，RS422總線上表現(xiàn)為電平0 ；當發(fā)送數(shù)據(jù)為1或者不發(fā)送數(shù)據(jù)時不驅(qū)動總線，RS422總線上依靠上下拉電阻表現(xiàn)為電平1。這樣既能保證RS422通信，又可以實現(xiàn)兩個驅(qū)動器分時驅(qū)動總線，而不會造成沖突。當然需要總控保證同一時刻只有一個端口發(fā)送數(shù)據(jù)。圖6給出了指令電源供電接口電路設(shè)計圖。第一光電轉(zhuǎn)換模塊10或第二光電轉(zhuǎn)換模塊11指令電源供電輸出端串聯(lián)二極管輸出，指令電源供電接口可以直接并聯(lián)備份。(2)上行遙控指令工作流程上行遙控指令包括數(shù)管指令和有線指令，對遙控指令的上行工作，通過大環(huán)路和小環(huán)路雙重驗證保障上行的準確性。兩臺控制臺軟件地位平等，均可完成指令上行的操作，硬件上的冗余是為了提高系統(tǒng)的可靠性，保證測試順利進行。圖7給出了數(shù)管指令發(fā)出的數(shù)據(jù)流程圖，具體工作流程如下a)第一控制臺軟件50通過以太網(wǎng)90，向第一工控機20發(fā)出數(shù)管指令命令；b)第一工控機20接收到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，將數(shù)管指令數(shù)據(jù)寫入到串口，如果寫入成功， 則向第一控制臺軟件50返回成功狀態(tài)，否則返回失敗狀態(tài)，實現(xiàn)小環(huán)路比對；第一工控機 20將數(shù)據(jù)寫入串口的同時，對寫入數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)進行統(tǒng)計；c)數(shù)管指令數(shù)據(jù)從第一工控機20串口發(fā)出，經(jīng)第三光電轉(zhuǎn)換模塊12、光纖鏈路到達第一光電轉(zhuǎn)換模塊10，第一光電轉(zhuǎn)換模塊10將數(shù)管指令信號恢復為RS422電氣特性的形式，直接向被測系統(tǒng)輸出；d)同時，第一光電轉(zhuǎn)換模塊10中的單片機接收輸出的數(shù)管指令數(shù)據(jù)，將接收到的數(shù)據(jù)打包到有線遙測數(shù)據(jù)幀里面，下發(fā)給第一工控機20和第二工控機21 ；e)第一工控機20和第二工控機21接收到有線遙測數(shù)據(jù)幀，并分離出數(shù)管指令數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)給第一控制臺軟件50和第二控制臺軟件51，兩控制臺將回環(huán)的和發(fā)出的數(shù)管指令數(shù)據(jù)進行比對，如果完全相同則提示指令發(fā)送成功，否則提示發(fā)送失敗，實現(xiàn)了大環(huán)路比對；f)第一工控機20和第二工控機21接收到有線遙測數(shù)據(jù)幀，并分離出數(shù)管指令數(shù)據(jù)，同時在軟件日志區(qū)打印數(shù)據(jù)，并對接收數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)進行統(tǒng)計，通過和之前寫入數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)的比對，可以簡單判斷是否正確發(fā)送。圖8給出了有線指令發(fā)出的數(shù)據(jù)流程圖，具體工作流程如下a)第一控制臺軟件50通過網(wǎng)絡(luò)，向第一工控機20發(fā)出有線指令命令；b)第一工控機20接收到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，將數(shù)管指令數(shù)據(jù)寫入到串口，如果寫入成功， 則向控制臺返回成功狀態(tài)，否則返回失敗狀態(tài)，實現(xiàn)小環(huán)路驗證；第一工控機20將數(shù)據(jù)寫入串口的同時，先假設(shè)第一光電轉(zhuǎn)換模塊10的指令發(fā)送計數(shù)、指令接收計數(shù)會加1，軟件界面待發(fā)送、待執(zhí)行都會加1 ；c)有線指令數(shù)據(jù)從工控機串口發(fā)出，經(jīng)第三光電轉(zhuǎn)換模塊13、光纖鏈路到達第一光電轉(zhuǎn)換模塊10，第一光電轉(zhuǎn)換模塊10對有線指令數(shù)據(jù)進行校驗，如果正確則發(fā)送指定通道的有線指令，且該通道的指令發(fā)送計數(shù)加1 ；d)同時，第一光電轉(zhuǎn)換模塊10對所有通道的有線指令進行監(jiān)控，如果監(jiān)控到有線指令，該通道的指令接收計數(shù)加1，單片機定期將所有通道的指令發(fā)送計數(shù)、指令接收計數(shù)打包到有線遙測數(shù)據(jù)幀里面，下發(fā)給第一工控機20 ；e)第一工控機20接收到有線遙測數(shù)據(jù)幀，并分離出指令發(fā)送計數(shù)、指令接收計數(shù)；如果判斷出指令發(fā)送計數(shù)加1，將之前的待發(fā)送值減去1，表明第一光電轉(zhuǎn)換模塊10正確收到有線指令數(shù)據(jù)，并成功發(fā)送；如果判斷出指令接收計數(shù)加1，將之前的待執(zhí)行值減去 1，表明第一光電轉(zhuǎn)換模塊10監(jiān)控到有線指令，可以確認指令發(fā)出并執(zhí)行成功；f)第一工控機20將監(jiān)控到的有線指令通道號，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給第一控制臺軟件 50，第一控制臺軟件50將接收指令的通道號和之前發(fā)送的通道號進行比對，如果相同則指令正確發(fā)出并執(zhí)行成功，日志區(qū)提示狀態(tài)，實現(xiàn)了大環(huán)路比對。
權(quán)利要求
1. 一種通用化的衛(wèi)星地面總體控制測試系統(tǒng)，其特征在于整個系統(tǒng)包含五部分前端光電轉(zhuǎn)換模塊(80)、測控前端設(shè)備模塊(81)、中心處理單元模塊(82)、顯示終端模塊 (83)和控制臺模塊(84)，按照一定的流程完成對衛(wèi)星測試過程中遙測數(shù)據(jù)的接收、處理、 分類存儲、顯示、實時診斷和延時分析，遙控指令和指令序列的準確上行功能；各模塊之間的連接關(guān)系如下所述前端光電轉(zhuǎn)換模塊(80)與星上設(shè)備互聯(lián)，對內(nèi)則通過光纖(91)與測控前端設(shè)備模塊 (81)相連接；測控前端設(shè)備模塊(81)與前端光電轉(zhuǎn)換模塊(80)通過光纖完成數(shù)據(jù)交互， 后端與中心處理單元模塊(8 和控制臺模塊(84)通信；中心處理單元模塊(8 接收從測控前端設(shè)備模塊(81)的下行遙測數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)的分類存儲，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至顯示終端模塊(83)，同時還需完成對控制臺模塊(84)上行遙控信息的存儲工作；顯示終端模塊(83) 從中心處理單元模塊(8 接收遙測數(shù)據(jù)，以實時分析和延時分析兩種方式完成工作；控制臺模塊(84)向測控前端設(shè)備模塊(81)上行遙控指令，并向中心處理單元模塊(8 轉(zhuǎn)發(fā)指令上行信息報備；所述的前端光電轉(zhuǎn)換模塊(80)由第一光電轉(zhuǎn)換模塊(10)和第二光電轉(zhuǎn)換模塊(11) 組成，兩模塊配對使用，完成光信號與電信號的互換，將電信號傳給被測系統(tǒng)，將光信號通過光纖下行傳輸；所述的測控前端設(shè)備模塊(81)由第三光電轉(zhuǎn)換模塊(12)、第四光電轉(zhuǎn)換模塊(13)、 第一工控機(20)、第二工控機和第三工控機0 組成；每臺工控機上都裝有硬件板卡和工控機前端軟件，其中硬件板卡包括安裝在第一臺工控機00)和第二臺工控機上的RS422串口卡，安裝在第三工控機上的LVDS接口卡和校時板卡；第三光電轉(zhuǎn)換模塊 (12)和第四光電轉(zhuǎn)換模塊(1 配對使用，完成電信號與光信號的互換，將光信號通過光纖遠距離傳輸給前端光電轉(zhuǎn)換模塊(80)，將電信號傳給三臺工控機上的硬件板卡；第一工控機OO)和第二工控機實現(xiàn)對硬件板卡的驅(qū)動、數(shù)據(jù)調(diào)度的主要功能，在下行遙測數(shù)據(jù)的流程中從硬件板卡上完成數(shù)據(jù)采集、處理和顯示，并組織數(shù)據(jù)以TCP/IP的方式發(fā)送至中心處理單元模塊(8 的MTP(30)；在上行遙控指令的流程中從控制臺模塊(84)接收上行遙控指令，在本地完成處理，并寫入硬件板卡上行至前端光電轉(zhuǎn)換模塊(80)；第一工控機 (20)和第二工控機同時處理下行遙測數(shù)據(jù)，均可處理上行遙控指令數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了對下行數(shù)據(jù)的分離和備份和對上行數(shù)據(jù)通道選擇的靈活性；第三工控機0 接收從第三光電轉(zhuǎn)換模塊(1 轉(zhuǎn)送的大容量導航數(shù)據(jù)，在LVDS板卡上完成數(shù)據(jù)采集和處理，并轉(zhuǎn)發(fā)給中心處理單元模塊(8 的MTP (30)，同時第三工控機0 裝有校時板卡，完成對整個地面應(yīng)用系統(tǒng)的校時工作；所述的中心處理單元模塊(82)由MTP (30)和數(shù)據(jù)庫00)組成，MTP 30實現(xiàn)的功能具體可包括接收第一工控機OO)和第二工控機發(fā)送的遙測源碼，對遙測源碼進行處理分析，分類存儲源碼和處理分析的結(jié)果至數(shù)據(jù)庫(40)，并將遙測源碼和解析后的工程值實時轉(zhuǎn)發(fā)給顯示終端模塊(8 的C/S顯示終端(60)；接收控制臺模塊(84)的兩個控制臺軟件發(fā)送的上行遙控指令信息，存儲到數(shù)據(jù)庫(40)，并轉(zhuǎn)發(fā)給各C/S顯示終端(60)實時顯示上行指令；接收第三工控機0 發(fā)送的大容量導航數(shù)據(jù)，進行處理存儲和轉(zhuǎn)發(fā)的工作；數(shù)據(jù)庫GO)采用MySQL數(shù)據(jù)庫，以便于顯示終端模塊(8 的B/S顯示終端(70)以Web形式對遙測數(shù)據(jù)進行延時的數(shù)據(jù)回放及分析；數(shù)據(jù)庫GO)以序號-時間-整幀源碼的表格式存儲遙測源碼，以序號-時間-遙測參數(shù)詳細信息的表格式存儲解析后的遙測參數(shù)源碼及對應(yīng)的工程值，以序號-指令發(fā)送時間-指令代號-指令內(nèi)容的表格式存儲上行的遙控指令 fn息；所述的顯示終端模塊(8 是地面總體控制測試系統(tǒng)與大部分用戶的接口，該模塊由 C/S顯示終端(60)和B/S顯示終端(70)組成，以實時分析和延時分析兩種模式完成對數(shù)據(jù)的友好顯示及分析工作；其中C/S顯示終端(60)可完成對遙測數(shù)據(jù)的實時接收、診斷和顯示工作，具體流程是C/S顯示終端(60)通過接收MTP (30)所發(fā)送的各種數(shù)據(jù)，包括固定遙測數(shù)據(jù)、重點遙測數(shù)據(jù)和用戶關(guān)心的遙測數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)按在用戶定義的頁面中顯示出來；同時用戶也能夠根據(jù)需要自定義顯示頁面，使用戶可以方便監(jiān)視測試過程中各相關(guān)分系統(tǒng)的運行狀態(tài)；對于接收到的實時數(shù)據(jù)，C/S顯示終端(60)可根據(jù)用戶需要以不同的方式進行顯示，并具備本地統(tǒng)計、分析及報表數(shù)據(jù)功能；此外C/S顯示終端(60)還將以日志的方式顯示控制臺模塊(84)的遙控指令上行記錄信息；最后C/S顯示終端(60)根據(jù)在本地配置的診斷先驗知識信息，結(jié)合接收到的遙測工程值進行故障診斷的工作，并將診斷出現(xiàn)錯誤的數(shù)據(jù)通過著色和語音的報警方式提醒測試人員注意；所述的B/S顯示終端(70)基于JAVA開發(fā)，采用Web方式，可在試驗后對數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)以曲線或表格的形式進行回放分析；具體包括B/S顯示終端根據(jù)測試人員給出的具體遙測參數(shù)名稱、開始時間和結(jié)束時間，訪問數(shù)據(jù)庫GO)中相應(yīng)的數(shù)據(jù)，以曲線或表格的形式將歷史數(shù)據(jù)顯示出來，并針對該段時間的數(shù)據(jù)計算最大值、最小值、方差；所述的控制臺模塊(84)由第一控制臺軟件(50)和第二控制臺軟件(51)組成，用于在測試過程中進行上行指令的發(fā)送以及對其他地面設(shè)備的控制；其主要功能包括發(fā)送上行的遙控指令，并通過雙環(huán)比對確認數(shù)據(jù)是否正確發(fā)出；發(fā)送上行注入數(shù)據(jù)，并通過雙環(huán)比對確認數(shù)據(jù)是否正確發(fā)出；發(fā)送有線遙控指令，并通過雙環(huán)比對確認數(shù)據(jù)是否正確發(fā)出； 具備序列化發(fā)送指令功能，用戶可通過設(shè)置指令序列的方式定義一系列指令的執(zhí)行，當滿足觸發(fā)條件時，系統(tǒng)自動將序列中的指令依次發(fā)出；向測控前端設(shè)備模塊(81)發(fā)送控制指令，完成設(shè)備工作狀態(tài)的設(shè)置；向中心處理單元模塊(8 發(fā)送上行遙控指令信息報備；接收各設(shè)備定期的狀態(tài)報告，顯示設(shè)備工作情況。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通用化的衛(wèi)星地面總體控制測試系統(tǒng)，由前端光電轉(zhuǎn)換模塊、測控前端設(shè)備模塊、中心處理單元模塊、顯示終端模塊和控制臺模塊組成；前端光電轉(zhuǎn)換模塊是地面總體控制測試系統(tǒng)與被測系統(tǒng)的對外硬件接口，對內(nèi)則與測控前端設(shè)備模塊相連接；測控前端設(shè)備模塊與前端光電轉(zhuǎn)換模塊完成數(shù)據(jù)交互，后端與中心處理單元模塊和控制臺模塊通信；中心處理單元模塊接收從測控前端設(shè)備模塊的下行遙測數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)的分類存儲，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至顯示終端模塊，同時還需完成對控制臺模塊上行遙控信息的存儲工作；顯示終端模塊從中心處理單元模塊接收遙測數(shù)據(jù)，以實時分析和延時分析兩種方式完成工作；控制臺模塊向測控前端設(shè)備模塊上行遙控指令，并向中心處理單元模塊轉(zhuǎn)發(fā)指令上行信息報備。
文檔編號G05B23/02GK102520715SQ20111044686
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者馮文全, 周淦, 孫樺, 張猛, 朱楠, 趙琦 申請人:北京航空航天大學