一种通用化的卫星地面总体控制测试系统

摘要

本发明涉及一种通用化的卫星地面总体控制测试系统，由前端光电转换模块、测控前端设备模块、中心处理单元模块、显示终端模块和控制台模块组成；前端光电转换模块是地面总体控制测试系统与被测系统的对外硬件接口，对内则与测控前端设备模块相连接；测控前端设备模块与前端光电转换模块完成数据交互，后端与中心处理单元模块和控制台模块通信；中心处理单元模块接收从测控前端设备模块的下行遥测数据，完成数据的分类存储，并将数据转发至显示终端模块，同时还需完成对控制台模块上行遥控信息的存储工作；显示终端模块从中心处理单元模块接收遥测数据，以实时分析和延时分析两种方式完成工作；控制台模块向测控前端设备模块上行遥控指令，并向中心处理单元模块转发指令上行信息报备。

主权项

一种通用化的卫星地面总体控制测试系统，其特征在于：整个系统包含五部分：前端光电转换模块(80)、测控前端设备模块(81)、中心处理单元模块(82)、显示终端模块(83)和控制台模块(84)，按照一定的流程完成对卫星测试过程中遥测数据的接收、处理、分类存储、显示、实时诊断和延时分析，遥控指令和指令序列的准确上行功能；各模块之间的连接关系如下所述：前端光电转换模块(80)与星上设备互联，对内则通过光纤(91)与测控前端设备模块(81)相连接；测控前端设备模块(81)与前端光电转换模块(80)通过光纤完成数据交互，后端与中心处理单元模块(82)和控制台模块(84)通信；中心处理单元模块(82)接收从测控前端设备模块(81)的下行遥测数据，完成数据的分类存储，并将数据转发至显示终端模块(83)，同时还需完成对控制台模块(84)上行遥控信息的存储工作；显示终端模块(83)从中心处理单元模块(82)接收遥测数据，以实时分析和延时分析两种方式完成工作；控制台模块(84)向测控前端设备模块(81)上行遥控指令，并向中心处理单元模块(82)转发指令上行信息报备；所述的前端光电转换模块(80)由第一光电转换模块(10)和第二光电转换模块(11)组成，两模块配对使用，完成光信号与电信号的互换，将电信号传给被测系统，将光信号通过光纤下行传输；所述的测控前端设备模块(81)由第三光电转换模块(12)、第四光电转换模块(13)、第一工控机(20)、第二工控机(21)和第三工控机(22)组成；每台工控机上都装有硬件板卡和工控机前端软件，其中硬件板卡包括：安装在第一台工控机(20)和第二台工控机(21)上的RS422串口卡，安装在第三工控机上的LVDS接口卡和校时板卡；第三光电转换模块(12)和第四光电转换模块(13)配对使用，完成电信号与光信号的互换，将光信号通过光纤远距离传输给前端光电转换模块(80)，将电信号传给三台工控机上的硬件板卡；第一工控机(20)和第二工控机(21)实现对硬件板卡的驱动、数据调度的主要功能，在下行遥测数据的流程中从硬件板卡上完成数据采集、处理和显示，并组织数据以TCP/IP的方式发送至中心处理单元模块(82)的MTP(30)；在上行遥控指令的流程中从控制台模块(84)接收上行遥控指令，在本地完成处理，并写入硬件板卡上行至前端光电转换模块(80)；第一工控机(20)和第二工控机(21)同时处理下行遥测数据，均可处理上行遥控指令数据，实现了对下行数 据的分离和备份和对上行数据通道选择的灵活性；第三工控机(22)接收从第三光电转换模块(12)转送的大容量导航数据，在LVDS板卡上完成数据采集和处理，并转发给中心处理单元模块(82)的MTP(30)，同时第三工控机(22)装有校时板卡，完成对整个地面应用系统的校时工作；所述的中心处理单元模块(82)由MTP(30)和数据库(40)组成，MTP 30实现的功能具体可包括接收第一工控机(20)和第二工控机(21)发送的遥测源码，对遥测源码进行处理分析，分类存储源码和处理分析的结果至数据库(40)，并将遥测源码和解析后的工程值实时转发给显示终端模块(83)的C/S显示终端(60)；接收控制台模块(84)的两个控制台软件发送的上行遥控指令信息，存储到数据库(40)，并转发给各C/S显示终端(60)实时显示上行指令；接收第三工控机(22)发送的大容量导航数据，进行处理存储和转发的工作；数据库(40)采用MySQL数据库，以便于显示终端模块(83)的B/S显示终端(70)以Web形式对遥测数据进行延时的数据回放及分析；数据库(40)以序号‑时间‑整帧源码的表格式存储遥测源码，以序号‑时间‑遥测参数详细信息的表格式存储解析后的遥测参数源码及对应的工程值，以序号‑指令发送时间‑指令代号‑指令内容的表格式存储上行的遥控指令信息；所述的显示终端模块(83)是地面总体控制测试系统与大部分用户的接口，该模块由C/S显示终端(60)和B/S显示终端(70)组成，以实时分析和延时分析两种模式完成对数据的友好显示及分析工作；其中C/S显示终端(60)可完成对遥测数据的实时接收、诊断和显示工作，具体流程是C/S显示终端(60)通过接收MTP(30)所发送的各种数据，包括固定遥测数据、重点遥测数据和用户关心的遥测数据，将这些数据按在用户定义的页面中显示出来；同时用户也能够根据需要自定义显示页面，使用户可以方便监视测试过程中各相关分系统的运行状态；对于接收到的实时数据，C/S显示终端(60)可根据用户需要以不同的方式进行显示，并具备本地统计、分析及报表数据功能；此外C/S显示终端(60)还将以日志的方式显示控制台模块(84)的遥控指令上行记录信息；最后C/S显示终端(60)根据在本地配置的诊断先验知识信息，结合接收到的遥测工程值进行故障诊断的工作，并将诊断出现错误的数据通过着色和语音的报警方式提醒测试人员注意；所述的B/S显示终端(70)基于JAVA开发，采用Web方式，可在试验后对数据库中存储的数据以曲线或表格的形式进行回放分析；具体包括B/S显示终端根据测试人员给出的具体遥测参数名称、开始时间和结束时间，访问数据库(40)中相应的数据，以曲线或表格的形式将历史数据显示出来，并针对该 段时间的数据计算最大值、最小值、方差；所述的控制台模块(84)由第一控制台软件(50)和第二控制台软件(51)组成，用于在测试过程中进行上行指令的发送以及对其他地面设备的控制；其主要功能包括：发送上行的遥控指令，并通过双环比对确认数据是否正确发出；发送上行注入数据，并通过双环比对确认数据是否正确发出；发送有线遥控指令，并通过双环比对确认数据是否正确发出；具备序列化发送指令功能，用户可通过设置指令序列的方式定义一系列指令的执行，当满足触发条件时，系统自动将序列中的指令依次发出；向测控前端设备模块(81)发送控制指令，完成设备工作状态的设置；向中心处理单元模块(82)发送上行遥控指令信息报备；接收各设备定期的状态报告，显示设备工作情况。