基于系统工程的航天器专业化测试模式探索与实践

综合运用航天系统工程理论与方法,系统识别能力提升要素,从系统层面思考和改进航天器综合测试的管理方法、工作程序及工具手段等。结合航天器研制任务特点,在一定资源、时间和成本约束条件下,开展航天器综合测试流程再造、资源优化配置及组织模式创新等一系列专业化测试模式的探索与实践。针对批产航天器,建立流水线组批测试模式;针对复杂新研航天器,建立专业化集群测试模式。通过构建统一的多航天器自动化测试平台,建立测试用例库、测试流程库和测试故障模式库,推进基于测试用例的一键式自动化测试,实现测试任务的精细分解、测试资源的优化配置、测试风险的精细管控。该专业化测试模式既能确保航天器测试任务的质量与安全,又能解决后续日益增长的高峰测试任务需求与有限测试资源之间的突出矛盾,可供其他工程测试任务参考。     

航天器远程测试系统设计与应用

为解决航天器批量测试、高密度发射、多地并行测试等问题,提出了一种支持航天器综合测试的远程测试方案,即通过建立前后方高可靠的通信链路,配合前端设备和远程测试支持设备,将主要测试队伍和测试设备置于后方,有效精简前方设备和人员。文章分析了影响航天器远程测试的设计约束,设计了远程测试系统架构与部署,给出了航天器远程测试的工作模式,并通过航天器测试验证了系统的有效性。     

一种应用云计算技术的航天器综合测试方法

首先介绍了目前国内外航天器综合测试系统的现状,指出其资源利用率低、测试成本高的不足;然后针对这些不足,结合未来航天器综合测试业务新需求,提出了一种应用云计算平台的航天器综合测试方法,给出了该方法的综合测试云架构,分析了其在资源利用率、可靠性、可扩展性等方面的技术优势;最后给出航天器综合测试云系统的实施方案,供今后我国航天器测试系统建设参考。     

基于分级处理的星载数据总线综合测试方法

分析了星载数据总线测试的层次模型,提出了一种基于分级处理的数据总线综合测试方法,并设计了专用测试设备。该设备以定制的智能PCI板卡为核心,依托工控机平台,实现了星载数据总线的综合测试,并成功应用在某航天器测试中。应用结果表明:该方法能够在实现综合测试的同时很好地化解数据总线测试的实时性难题,其时序控制精度达到亚微秒级,全面提高了测试精度和测试效率,可为其它航天器数据总线测试提供参考。     

空间电源性能测试仿真系统设计与实现

提出一种基于空间电源控制器的半实物动态环境测试仿真系统,主要由电源控制器、太阳电池模拟阵、蓄电池模拟器、程控电子负载和仿真计算机组成。以电源控制器为被测对象,搭建的仿真系统可实时模拟航天器在空间动态环境下太阳电池阵的输出特性,包括不同轨道、太阳光照角等状态条件下的输出,对航天器上的电源性能进行测试,通过仿真结果验证空间电源系统设计的正确性。     

航天器测试语言及其运行平台研究

针对测试序列自动执行程度低影响航天器测试效率的问题,提出了一种可控制流程的 高级语言形式的新型航天器测试语言（STL）,并对其语言执行机构进行研究,设计并实现 了基于插件技术的以解释器为核心的集成开发环境——航天器测试语言运行平台。实践表 明航天器测试语言具有较强的通用性与实用性,该语言运行平台能够有效降低航天器地面测 试强度,节约测试成本,提高测试效率。
     

一种航天器测试注入数据序列自动生成方法

针对航天器测试注入数据序列生成效率低、易出错问题,在Visual Studio环境下运用C++语言和开放数据库连接(ODBC)接口技术,设计了航天器测试注入数据序列自动化生成软件,形成了注入数据序列自动化生成方法。与传统人工序列生成方法相比,该方法具有自动、快速、智能的优点。通过载人航天器综合测试应用,结果表明:航天器测试注入数据序列文件生成效率提高95%。可为航天器自动化综合测试系统设计提供参考。     

小卫星AIT流程简化探讨

调研了国外航天器总装、测试与试验(AIT)流程的发展,总结了快速AIT研制经验,包括简化或删除大型环境试验、采用自动化测试等。介绍了国内小卫星的传统AIT流程,指出由于体系构架、软件落焊等原因导致AIT流程过于繁琐。结合调研结果,从首发卫星、继承卫星和快速响应卫星三个方面给出了简化的国内小卫星AIT测试流程,优化方法包括删减环境试验、简化综合测试、提高总装效率等,并提出了卫星设计模块化,测试设备通用化和小型化,测试自动化,以及总装工作自动化等小卫星设计优化及测试方法的改进建议。     

航天器数字化综合测试状态管理系统设计

传统航天领域使用纸质表单对测试状态进行管理,导致测试状态管理数据分散,流程审批复杂,状态管理数据查询困难,管理效率低下。文章针对状态管理中存在的问题,提出面向服务和流程的数字化解决方法,并根据该方法开发了综合测试状态管理系统。该系统将实现的功能视为服务,将审批手续视为流程,充分利用数字化的技术手段,使测试状态管理流程审批及数据归档标准化,并将各类综合测试状态信息转化为结构化的数据,便于计算机系统自动读取、利用、存档、查询、汇总及分析。在载人飞船综合测试中的应用结果表明,测试状态管理的水平与效率有了很大的提高,可为今后实现航天器远程测试提供技术基础。     

基于故障注入技术的航天器系统级软件测试方法研究

针对航天器系统级软件故障模式测试特点及难点,对故障注入技术在航天器系统级软件测试的工程应用进行经验总结。详细说明了系统级软件故障模式测试的基本原理,从应用对象的角度出发将故障注入技术进行合理分类,提出了3种适用于航天器系统级故障注入技术。根据现有工程实践经验,结合系统级故障模式测试设计理论,对系统级故障注入技术从实现原理、地面系统连接方式、故障注入与系统响应时序关系等方面进行了研究,并在此基础上提出了航天器系统级星载软件故障模式测试验证的具体应用方法、适用场景及优缺点,可为航天器系统级电测中的软件测试设计提供参考。     

VXI示范工程HY—1卫星综合测试系统

介绍以“海洋一号”卫星为应用背景,采用VXI总线测试技术的卫星综合测试系统。阐述了总控设备,STOS软件,分系统专用测试设备SCOE等的组成与功能。说明了其通用性和示范性。     

继往开来,开拓创新,努力打造国际一流的航天器AIT中心

自“东方红一号”卫星发射45年来,作为我国各类航天器系统级总装与专业测试、环境试验与可靠性研究代表性单位的北京卫星环境工程研究所取得了快速发展。文章综述了该所的航天器总装技术和环境试验能力,重点介绍航天器总装技术与工艺、总装专业测试技术、真空热环境试验技术、空间光学及光学特殊试验技术、动力学环境试验技术以及磁环境试验技术近十年的发展概况,展望了未来的发展愿景。作为中国最早开展航天器环境试验技术研究的单位之一,北京卫星环境工程研究所正努力发展、提升各项专业技术,以打造国际一流的航天器总装集成与专业测试中心。     

航天器系统级测试现状分析

从测试方法、测试计划、测试模式、测试用例设计方法、测试工具等方面对航天器系统级测试进行了探讨。测试方法主要包括测试覆盖性分析法、自上而下或自下而上的测试方法、面向对象或面向过程的测试方法等;测试计划参考了NASA航天器的分类方法,包括对低成本卫星、商业卫星及载人航天器等三大类航天器进行了论述;测试模式包括任务组织方式、测试系统部署方式及人员配置等;测试用例设计方法包括软件测试方法、基于模型的测试方法及试验测试方法等;测试工具主要包括手动工具、自动化工具、信息化管理工具等三个发展阶段。此外,文章还对当前航天器系统级测试的现状及面临的问题进行了分析。     

嫦娥五号探测器系统级电性能测试设计与实践

针对嫦娥五号探测器综合测试中遍历在轨飞行状态引发的全面覆盖难度大,任务剖面及关键环节多引发的模拟飞行及健壮性测试要求高等问题,提出并实践了状态遍历及增量式集成的系统级测试方法,测试设计按照分状态分阶段分剖面的多层次验证策略,探索出了一套从"最基本启动,增量式叠加,分步骤集成"的整体性测试与验证的解决方案,达到了在项目早期将系统验证工作置于真实环境下开展测试评估的效果。同时也解构了探测器组成复杂,器间交互多,器内耦合多的系统级全覆盖难题。引入非侵入式监测技术解决了特定任务剖面及系统级条件下关键动作高保真数据获取的难题。与阿波罗载人登月相比,嫦娥五号探测器系统级测试设计实现了测试与评估可靠性活动在整器研制环节的流程左移,体现了中国航天器研制技术的特点。     

航天器综合测试信息管理平台构建与应用

针对航天器研制中综合测试工作周期长,管理难度大,缺乏全过程信息协同管理系统的问题,提出了航天器综合测试信息管理平台设计架构及关键技术,实现了单航天器综合测试全生命周期的信息化管理和多航天器并行测试过程的集中监控,为提高综合测试的集成优化和效率提供了支持工具。     

基于LabWindows动态链接库技术的航天器有效载荷通用测试系统的开发研究

航天器有效载荷产品的生产研制具有种类多、批次多、批量小等特点。为了提升有效载荷产品自动测试系统的软件灵活性,以应对测试项目复杂性增加所带来的挑战,提出了一种基于动态链接库技术的测试系统软件架构。该架构具备线程管理、仪器资源管理和测试序列编辑的功能,通过三层动态链接库的关联结构设计实现了自动测试系统中用户管理、业务逻辑和仪器控制的软件功能,同时给出了系统架构中各个模块的详细设计方案,最后通过产品测试验证了系统功能。提出的基于动态链接库技术组成的系统架构具有更小的程序粒度和良好的扩展性。通过三层动态链接库模块之间的灵活配置与重构,使得测试系统软件整体功能得到不断升级,极大地满足了当前航天有效载荷产品生产研制对于集成测试系统的需求,从而为航天器测试系统架构设计提供了的一种新思路。     

基于状态图的航天器测试用例设计

为进一步提高航天器测试效率和测试覆盖性,提出了一种基于状态图的航天器测试用例设计方法,以状态图模型作为测试用例设计的依据,通过模型覆盖准则,由算法生成测试用例,并以自主热控功能的测试为例,对新方法进行了可行性验证,给出了原始用例和新用例的比较结果。该方法有利于准确衡量测试用例覆盖率,缩短用例设计时间,可为工程应用提供参考。     

面向一体化测试与运管的航天器指令技术研究

现有的航天器测试与运管程序通过word文档采用自然语言的方式进行描述，需要人工录入、集成、整合和校验，既浪费人力、时间，又容易因人为原因出错，不利于测试与运管程序在多用户间的快速交互，且存在安全隐患。针对该问题，借鉴NASA及ESA的PLEXIL、PLUTO、Timeliner-TLX、SCL等航天器指令设计经验，研究了面向航天器地面测试与在轨运管的航天器指令技术，该指令架构具备层次化、模块化、抽象化等高级程序特点，且具备对航天器进行工作过程监测与异常状态处置能力，便于航天器测试与运管程序的人机交互、数字化设计、交换共享与解译执行，可作为国内航天器测试与运管程序一体化设计的技术参考。     

航天器质量特性测试技术新进展

航天器质量特性测试提供航天器轨道控制和姿态控制所需的质量特性参数,同时验证航天器结构和布局设计的合理性,为持续改进提供依据,在航天器的研制中占有重要地位.文章在对国内和欧美等航天发达国家航天器质量特性测试技术深入调研的基础上,阐述了国内外航天器质量特性技术的进展情况,重点分析了NASA哥达德空间飞行中心和欧空局下属法国...     

近场分析法在航天器磁测试中的误差因素及精度评估

航天器磁性测量误差因素及精度评估与航天器结构尺寸、磁矩量级、内部磁性分布特征,以及所用的磁测试方法和测试设备等有密切关系。近场分析法是航天器磁偶极矩测定中经典有效的测试方法。文章就该法在航天器磁测试中的系统误差、随机误差因素及精度评估逐一进行详细论述和深入剖析;针对中大尺度航天器正置态磁测试中垂向磁矩测试结果存在的误差,提出提高测试精度和改进误差评估的有效方法和措施;给出航天器磁测试有效性综合评估的基本条件和评判标准,得到不同尺度航天器磁测试误差的预估参考范围。文章所述航天器磁测试误差因素及精度评估技术对于提高航天器磁测试精度、有效控制航天器磁性具有指导意义。