卫星地面站通用测试平台设计

温志军，高越，赵济民

（航天恒星科技有限公司，北京 100086）

卫星地面站通用测试平台设计

温志军，高越，赵济民

（航天恒星科技有限公司，北京 100086）

随着我国航天应用的迅速发展，卫星地面站的能力、质量要求和建设周期的要求都大大提高，为保证地面站建设质量和周期，降低地面站建设中测试资源投入，需设计一套通用地面站测试平台。该平台统筹考虑各类地面站的多样性和技术领先性，能够提供全面、精确、高效的地面站自动化测试和验证。同时该平台也可应用在地面站投入使用后的自动化运行维护。首先从测试标准化、测试自动化和测试一体化三个方面分析了通用测试平台的设计需求。

卫星地面站；测试平台；自动测试

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.07.055

1 测试平台分析

1.1 测试标准化

标准化的内容主要包括4个方面：（1）接口标准化；（2）仪器标准化；（3）系统结构标准化；（4）方法标准化。

接口标准化的发展方向是逐渐形成通用接口形式以及通用的总线技术，模块化、规范化且具有通用性的测试平台可以显著提升其保障性和维修性。实现接口标准化是建立通用性地面测试站点的关键，接口标准化充分体现了测试平台和地面站之间的服务和供求关系，因此需要对不同地面站的具体测试需求进行系统归纳，然后再具体到每次测试服务之中。仪器的标准化主要取决于整个平台的可信度和精度。因此在构建测试平台时所使用的仪器设备、相关技术必须是领先且成熟的产品。方法标准化主要包括对测试步骤、测试遵循的远离、测试结果数据处理等需要参照一定的标准（如权威文献资料、军方标准）来执行。

1.2 测试自动化

测试自动化指的是所有的测试步骤均在管理软件的调度下完成的，测试的所有项目均在自动化管理体系之中，可以在测试服务前预先对参试设备的相关参数进行设计，同时设定自动判断逻辑尽可能提升自动化程度。自动化程度还表现在测试结果的分析和数据处理上，依据具体的原则将结果进行分类和存储，对各个地面站全方位测试结果进行研究。

1.3 一体化测试

一体化测试主要是对地面站的业务流程进行测试，经管理软件的统一调配依照具体流程模拟时序对地面站的计划、测试数据以及测试设备等予以模拟，对地面站的业务能力进行全面性、综合性的测试。

一体化测试具有系统性和全面的优点，其系统性主要表现为所有的测试内容均需要遵循基本的远离和技术要求；而全面性主要表现在对各个地面站、各个分支系统以及设备等功能和指标的检测。另外一体化测试能够模拟正常和异常两种情况。

2 设计方案

地面站测试平台的通用化可以对地面站以及分系统进行实时自动测试、故障诊断和检修；同时还能够依照具体流程对地面站的外部计划、测试数据以及测试设备等均进行模拟处理，从而实现对地面站的业务能力进行验证。

测试平台的设计依据参照组件化框架平台，该平台能够针对不同的系统（如天饲馈分系统、数据记录快视系统等）进行测试，后期若地面站有新增功能则可以适时增设相应的测试组件完成测试需求。

测试平台有很多功能区，因此存在很多分系统，主要包括数据测试、射频指标测试、运管测试、测试管理以及测试支撑等。在测试过程中分系统之间相互配合、共同协作完成测试需求和寻找故障的要求，测试平台组成见图1。

测试管理分系统是整个平台的核心，其主要负责调度和操作，依据测试的需求内容自动制定出测试计划，然后对其他分系统进行调配和支配完成测试项目。面对地面站特有的全系统流程测试需求，该管理分系统能够对实际的测试流程进行模拟，同时能够实时验证每个分系统的执行情况。

射频指标测试系统主要由开关、时频硬件设备、被检测设备以及检测天线等组成。开关（矩阵）的来回切换能够完成被测物和测试平台之间的连接方式，整个分系统则可以对被测设备的性能和数传体制进行验证。

数据测试系统的组成结构主要包括数据处理软件、接口模拟软件以及数据生成软件等3部分。（1）数据接口模拟软件：该软件的职能是依照其协议接收和记录被测设备和检测系统的各种数据，然后将所有数据传输至处理软件中分析。（2）数据生成软件：其职能是依据卫星运行情况、既定载荷等自动生成卫星模拟数据；然后接口模拟软件对被测系统传输层（IP/TCP/UDP）以及网络层，并将模拟数据发送至被测系统中，便可验证接口协议是否正确。与此同时数据接口的模拟模块能够将模拟数据依照测试设备的传输层协议和网络层进行封装处理，再将数据发送到测试设备中经变频和调制后发送至检测系统中验证接口协议的正确与否。（3）数据处理软件：该软件的作用是检测完成后对被检测系统的数据进行对比研究，如是否出现帧乱序和格式错误等，并以此评判所发送的数据是否符合正确协议。

运管测试系统主要有计划模拟和设备模拟软件两部分构成。其职能是实现计划模拟中的环境模拟、通信模拟、自动测试以及各种设备监控等。

图1 通用地面站测试平台组成框图

3 工作流程

3.1 系统流程测试流程

系统流程测试是指专门针对地面站采取的包含所有业务流程的测试项目；包括外部计划的下发-数据的发送-数据的记录和分析等四项流程的模拟性验证。

1）首先操作员依据具体需求在管理软件中制定详细的测试计划，随机测试的脚本生成然后将其下发至运管测试等其他分系统中。

2）运管测试系统将生成的计划自动下发给运行管理系统；数据测试系统依据脚本生成模拟数据并将该数据发送至射频测试系统中；测试支撑系统则会依照其脚本生成相应的配制参数，在依照其时序要求将各个参数发送至射频指标测试系统（简称射频系统）中，射频系统依据其配制参数对模拟数据进行变频和调制处理最终生成射频模拟数据，然后传输至将被测试的地面站。

3）模拟数据被受测地面站接收完成后立即进行分析处理，继而产生的输出数据再反馈至测试系统中。

4）数据测试系统执行其基本职能，即对输出数据进行对比并生成对比结果，该系统再将结果信息传输至分析软件中。

5）分析软件分别调用资源库（经验资源库）的信息，将分别比对测试结果和参考资料之间的差异，比对完成后将比对报告回馈给管理软件（见图2）。

图2 系统流程测试流程

3.2 射频指标测试流程

3.2.1 接口指标测试流程

接口指标测试即借助测试设备对地面站中频、中射频接口性能和体制进行测试，然后使用生成的测试报告和相关指标要求进行对比。

1）用户依据相关需求在管理软件中制定计划，测试管理软件依据所制定的计划来生成脚本，将脚本随机发送至运管和支撑等分析系统中；

2）测试支撑系统按照脚本生成配置参数，再将参数下发至射频指标系统之中；再依据测试脚本分别对每个接口进行测试；而运管测试系统则会依据脚本自动生成将被检测的设备的相关参数，经管理系统对受检测设备进行配置。

3）射频系统主要对接口指标进行测试，并实时上报检测数据给支撑系统。

4）支撑系统按照所采集的测试数据予以处理，测试结果出来之后随机将结果信息发送至结果分析软件之中。

5）结果分析软件可以调配资源库中的信息，细致的对比设备指标要求和测试的结果数据，再将对比的结果上传至管理软件。

3.2.2 数据格式测试工作流程

数据格式的测试即对地面站的所有数据格式进行处理，对比之后能够对地面站所接收的数据进行评估，具体的流程：

1）同样为用户依据测试的需求先在管理软件中制定具体的测试计划，随之管理软件会自动生成计划相应的脚本文件，将脚本文件下发至数据测试系统中，然后由数据处理、模拟生成软件进行处理。

2）数据处理软件依据脚本的数据配置来对其格式进行研究；模拟生成软件则自动生成模拟数据，而运管测试系统则依据相应的脚本文件自动生成将受测试设备的相关参数，再经运行管理系统配置到受测设备中。

3）模拟数据经由接口模拟软件将信息传输至受测设备，设备将模拟数据处理完成后会自动生成输出数据至数据处理软件中。

4）数据处理软件将对所有的输出数据进行一一比对，继而生成测试结果并将结果信息传输至结果分析软件中。

5）测试结果软件则立即支配资源库中的经验信息吧所得的测试结果和参考结果进行比对，最终的比对结果报告上传给测试管理软件。

【1】DennisRoddy.卫星通信（第4版)，郑宝玉，等译.[M]．北京：机械工业出版社，2011（4）.

【2】张毅刚，彭喜元，姜守达等．自动测试系统[M]．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2001.

Satellite Earth Stations Universal Test Platform Design

WENZhi-jun,GaoYue,ZhaoJi-min
(SpaceStarTechnologyCo.Ltd.,Beijing100086,China)

WiththerapiddevelopmentoftheChinaaerospaceapplications,theabilityofthesatellitegroundstation,qualityrequirementsandtherequirement oftheconstructionperiodaregreatlyimproved.Inordertoensurethegroundstationconstructionqualityandcycle,and reducetestresourceinthe construction of ground station,we need to design a set of general ground station test platform.The platformas awhole considers the diversity of all kinds of ground stations and leadingtechnology, can provide comprehensive, precise and efficient ground station automation testingand verification.At the same time, the platformalso can be used in the automatic operation maintenance of the station put into use . This paper from the test standardization, the integration of test automation and test integrationthreeaspectsanalyzesthedesignrequirementsofgeneraltestplatform.

satelliteearthstations;testplatform;automatictest

TP3

A

1007-9467（2016）07-0085-02

2016-6-14

温志军（1984~），男，山东阳信人，工学硕士，工程师，从事卫星地面应用、地面系统总体设计、信息系统集成等研究，（电子信箱）wenzhj503@126.com。