载人飞船自动化测试平台的设计与应用

载人飞船测试模式复杂、参数多,自动化测试一直难以全面应用。文章提出的自动化过程控制与分析平台,以全周期测试过程为对象进行设计,采用子项目设计的方法将复杂的项目层层分解并进行组合复用,以解决载人飞船难以应用自动化测试的难题。自动化测试平台具有指令自动发送过程控制、参数自动分析判读、过程数据与管理信息自动收集等功能,是一个自顶而下的全周期测试平台,可将测试工作前移,在分系统联试阶段即开始程序设计、判据设计与验证工作,将人的经验固化,实现由主观经验到客观知识的转变。该平台在神舟11号载人飞船综合测试任务中首次进行应用,覆盖了任务期间地面测试阶段的全部测试项目,测试效率综合提升约30%。该平台积累的知识库和管理经验可直接应用于后续载人飞船,并可应用于空间站等其他载人航天器。     

自动判读系统在载人航天器电测中的应用

为提高载人航天器电测的效率和准确性,文章引入自动判读系统。该系统判读知识表达可支持多种运算符和函数,知识覆盖面广;推理机的设计充分考虑了载人航天器测试的特点,数据判读准确性高,实时性好。系统目前已实现参数判读、指令判读、事件判读和指令监视等功能,在后续载人航天器电测中将发挥更重要的作用。     

IPL：运载火箭测试数据自动判读语言

为确保运载火箭测试数据的完整性与正确性，克服传统人工判读模式判读效率低、易误判漏判以及通用编程语言自动判读模式判读适应性、扩展性、复用性差的不足，提出并设计运载火箭测试数据处理领域的自动判读语言IPL（Interpretation Language），以及配套的语言解析与执行器，实现了运载火箭测试判据的形式化定义与描述，减轻了业务人员的学习、判读成本，使得海量测试数据的判读在分钟级即可全部自动完成，目前已在多种新一代运载火箭工程实践中得到成功应用。     

一种遥测缓变参数自动判读的新方法

针对遥测参数中缓变参数的自动判读问题，提出一种基于历史数据统计特性的遥测缓变参数自动判读新方法。首先，设计了一种以参数目标数据时标为基准的时间间隔递推算法和线性插值方法，使历史数据与目标数据的时标得到有效统一。其次，基于方向和距离函数构造了双因子等价权函数，并利用抗差最小二乘估计算法得到了参数的估值和标准差。最后，根据参数的估值和标准差对目标数据进行统计分析，依据目标数据的概率分布判断参数是否存在异常，进而实现参数的自动判读。仿真校验结果表明，该方法能有效辨识缓变参数中的异常参数，且具有较强的抑制随机噪声和抗差自适应能力。与传统以人工为主的判读方式相比，该方法能有效提高遥测参数判读的效率和准确性。     

运载火箭遥测数据智能判读算法应用

在运载火箭高发射密度、高判读需求、高数据量的背景下，现有自动化判读的判据覆盖率不全、判据编写门槛高、耗时多的问题日益凸显，缺少较通用的算法对传统判读算法未覆盖的判读任务进行判读补充，进而影响运载火箭效果评估与系统性能评定。为充分挖掘海量遥测数据中隐含的参数变化规律，设计智能判读算法作为传统算法的有益补充，提升传统判读的判读覆盖率和判读效率。以液体运载火箭长期加电试验产生的遥测数据为研究对象，设计集成神经网络智能判读算法，在给出的判读指标下研究得出，集成神经网络在频率异常、丢帧等五种现有判据难以描述的判读场景下，判读性能提升30%，提高了现有判据的覆盖率，后续可为判读体系完善和智能判读落地提供研究参考。     

航天器电源智能判读规则框架构建与应用

规则判读是航天器地面测试与在轨异常检测的重要手段,具有机理清晰、结论明确、易于工程实施的优点。目前,判读规则制定缺乏指导性框架与模板,不利于规则的有效推开。针对该问题,文章基于航天器电源设计机理与判读方法论,从工作模式分析、冗余遥测一致性、遥测参数功能关联、能源趋势分析4个方面出发,设计了航天器电源智能判读规则框架,并在航天器测试与在轨监测中进行了实例化应用。应用结果表明：智能判读规则框架能提升航天器电源系统异常的实时检测能力,可作为国内航天器电源健康状态监测的技术参考。     

基于专家系统的导弹武器测试发射实时监控系统

针对人工判读导弹武器测试数据的特点,提出了一种基于专家系统的导弹武器测试数据实时监控系统,实现导弹武器测试数据的实时自动判读、监控,该系统的研制将对导弹武器自动化测试和信息化作战产生深远影响.     

载人飞船回收着陆分系统火工装置可靠性试验

载人飞船回收着陆分系统火工装置作为分系统的关键产品,要求具有很高的可靠性和充分的试验验证。文章主要介绍了载人飞船回收着陆分系统主要火工装置的特点及其可靠性试验。可靠性试验结果表明：载人飞船回收着陆分系统火工装置的设计是合理的,工作是可靠的。     

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。     

基于航天员自主识别与控制的回收着陆模式研究

为解决由于载人飞船回收着陆分系统自身故障导致无法启动回收着陆工作程序的问题,文章提出了一种基于航天员自主识别、判断和控制的回收着陆新模式。首先从手动控制工效学、航天员主观识别和判断的参考物以及手控指令发送的时机等三方面进行了可行性探讨,然后分析了工程实现的技术路径。结果表明:航天员可通过载人飞船仪表系统显示和语音播报的途径获取返回舱返回过程中的关键时间点信息,通过亲身感受返回舱有无弹盖开伞时的振动冲击、脉冲噪声和过载来判断返回舱是否完成了弹盖开伞动作;同时在天气晴朗时通过舷窗进行对地观测可初步估计返回舱离地高度;当判断回收着陆分系统自身故障无法启动回收着陆工作程序时,航天员可以进行手动控制发送手控指令以启动回收着陆工作程序。这种新模式不影响现有回收着陆工作程序的执行,可以消除回收着陆分系统自身故障导致无法启动回收着陆工作程序的风险,提高了弹盖开伞的可靠性。     

空间站多舱测试数据综合分析系统的设计与应用

为解决空间站地面多舱联合测试数据集中分析问题,文章设计了综合分析系统架构,包括利用数据抽取、转换和加载(ETL)工具整合多舱数据库组建数据仓库;开发综合分析软件定制参数查询页面;检索数据仓库,实现多舱数据的比对分析;对分析结果进行本地存储,辅助测试判读人员自动生成分析报告。通过地面试验,结果表明:综合分析系统不仅能满足多舱段航天器联合测试数据集中分析的需要,同时,支持单舱测试数据的查询、分析,具有一定的工程应用价值。     

卫星多通道异构遥测数据融合分析与比对方法

遥测数据是航天器研制阶段最重要的产品成果之一，是检测航天器功能及性能指标、验证航天器各系统研制成果，以及分析在轨测试数据的重要基线。航天器各通道的遥测数据的正确性和有效性显得尤为重要，本文提出一种卫星多通道异构遥测数据融合分析与比对方法，实现多通道异构遥测数据的预处理、融合分析、融合比对等，解决了直接人工判读效率低和准确性差的历史问题，有效提升卫星综合测试和在轨监视的数据分析效率。     

国外载人航天器回收着陆技术的进展

进入21世纪,国际上掀起了一个空间探索活动的新高潮,而作为载人空间探索活动重要支撑的回收和着陆技术也相应取得了重要进展。文章综述了关、欧、俄在载人飞船、登月舱、火星着陆器等载人航天器回收着陆技术方面的研究和进展。     

一种基于Kalman滤波的卫星遥测数据判读系统

分析了卫星遥测数据的变化规律,提出了一种基于卡尔曼(Kalman)滤波的遥测数据判读系统框架,并定义了系统中各模块的功能及接口关系,应用卫星实际遥测数据对判读系统的数据预测效果进行了验证。结果表明,此系统对数据异常反应迅速,能够很好地满足卫星测试的实时性要求。     

载人飞船回收着陆分系统可靠性、 安全性设计与验证

文章主要介绍了载人飞船回收着陆分系统可靠性、安全性设计准则、设计分析方法、设计措施以及试验验证等。地面试验以及飞行试验的验证表明:回收着陆分系统的可靠性、安全性设计措施有效,试验验证充分,分系统的工作可靠,可靠性和安全性均满足其指标要求。     

基于微处理器的载人航天器地面测试设备环境参数监视系统设计

环境参数监测对载人航天器地面测试设备的有效运行具有重要反馈作用。为提高温湿度等环境参数监测的自动化水平和测点分布的灵活性,提出了一种基于单片机微处理器的远程环境参数监视系统设计方法。该系统具有体积小、传感器可配置的特点,可以实现8路温湿度、烟雾浓度环境参数的同步实时测量,用户可以根据需要配置测点并设置参数越限阈值。系统向用户实时发布采集的数据和预警信息,其中预警信息也可通过GSM消息形式发送以实现远程监控。该系统的应用可以实现环境参数变化趋势判读,掌握各测试工况下的地面设备实际工作状态,从而对环境控制进行有效反馈。     

载人航天器测控与通信分系统安全工作模式设计

从载人航天器测控与通信分系统链路资源出发,提出了基于地面S频段测控及导航信号接收链路全向覆盖,宽波束中继链路自主组阵,窄波束中继天线自主跟踪的测控与通信分系统安全工作模式,确保任何情况下测控通信链路都能够稳定建立,特别是在载人航天器出现异常掉电又恢复后,测控与通信分系统能够自动恢复高、低速天地链路,确保载人航天器安全工作。该模式设计经过地面测试验证和在轨飞行验证,既能够满足正常飞行时链路余量大于3 dB的要求,又有效减少了紧急情况下载人航天器对地面的依赖,取得了良好的在轨应用效果。     

基于函数解析的卫星测试数据自动判读

以某在轨故障诊断课题为研究背景,针对目前卫星测试系统遥测数据判读主要依靠人工完成,效率低,可靠性低,对测试进度影响较大,还消耗大量人力的问题,通过调研卫星遥测值变化规律以及现有遥测数据判读方式,提出一种开放的判读函数编译平台,并在平台上实现了遥测数据的自动判读,提高了测试效率,减少了人力消耗,有利于实现在轨监测和卫星测试的自动化。     

基于边缘计算和VPRS的火箭设备单机双层判读与实时诊断

为提高参数自动判读的效率，增强设备单机状态诊断的时效性和准确性，提出一种基于边缘计算和变精度粗糙集(VPRS)的运载火箭设备单机双层判读与实时诊断方法。首先构建了边缘层-判读服务器层的双层判读架构。然后，基于边缘计算技术设计了边缘层判读方法，对参数原始数据进行阈值判断与数据筛选。随后，在判读服务器层，定义AIPL(AutoIP Language)判据描述语言设计高阶判据并进行高阶判读；基于VPRS建立了实时诊断模型，对设备单机的历史数据进行约简，挖掘出了简化后的状态诊断规则。最后，以XX火箭设备单机遥测数据自动判读系统升级改造为例，验证了所提方法的可行性与有效性。     

航天器综合测试快速获取遥测数据的一种新方法

介绍了一种在航天器综合测试时从星载数据总线快速获得遥测数据的方案。该方案开发了3个软件模块,即星上遥测数据快速获取软件模块、快速遥测数据总线提取软件、快速遥测数据处理软件模块;其特点是仅靠软件使遥测数据的更新频率提高数倍,有效缩短了测试数据的判读时间,同时提高了检出偶发异常的概率,提高了测试效率和质量。