一种基于数据共享的空天飞行器综合性能验证系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于共享的空天飞行器综合性能验证系统，属于空天飞行器综合测试及健康管理领域。
【背景技术】
[0002]空天飞行器作为未来空间作战的利器，任务日趋繁重，功能及结构日趋复杂，可靠性和安全性日趋严格，飞行器综合性能的验证与评估能力的优劣直接影响到飞行任务的成败，空天飞行器综合测试与健康评估技术得到了广泛关注。
[0003]在飞行器研制过程中，构建一种基于数据共享的飞行器综合性能验证系统，一方面可对空天飞行器综合性能进行评估，验证飞行器各分系统间的匹配关系，模拟全任务周期飞行状态，对飞行器演示验证方案的正确性、合理性进行验证；另一方面，可充分暴露和排除潜在的系统问题及故障，减少在设计过程的反复和项目研制时间，降低项目前期经费投入和研制风险。
[0004]传统的测试与诊断模式是各电气系统均有一套独立的测试设备，独立完成各电气系统的供配电、信号激励、状态控制、参数测量等测试诊断功能。这种测试模式不仅使得各系统设备测试资源重复，而且在试验现场，众多的检查设备使得操作繁琐，同时传统的故障诊断及飞行器状态评估往往依靠测试数据的事后分析，不能实现电气系统故障的快速定位及状态快速评测。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是:克服传统测试与诊断模式测试资源重复、检查设备众多的不足，弥补事后数据判读进行故障定位和飞行器状态评估缺陷，将试验调度与数据综合管理、健康评测进行一体化集成设计，提供了一种应用于空天飞行器自动化程度高、通用性和扩展性强、集中监控管理的飞行器综合性能验证系统，满足快速、综合、一体化的测试、诊断、故障定位、健康评估需求。
[0006]本发明的技术方案是:一种基于数据共享的空天飞行器综合验证系统，包括前置设备区和后端设备区，后端设备区又分为测试服务区和操作应用区，前置设备区、测试服务区和操作应用区之间采用光纤网络连接；测试服务区一方面通过网络连接完成与前置设备区之间的数据交互，对前置设备区的测试设备进行上层管理，实现遥测及数传数据、测试设备状态数据、遥控指令及数据包、设备控制命令的信息传输，另一方面借助光纤网络获取操作应用区装订的数据库基础信息、判读及健康评测规则、测试流程、飞行器遥控指令及数据包信息，同时将测试进程、数据处理后的参数及评测结果发送给操作应用区实现数据显示、查询及回放功能，三区相互配合实现飞行器的综合性能验证与评估；
[0007]所述测试服务区作为整个空天飞行器综合性能验证系统的核心区，包括测试处理服务器、数据订阅服务器、数据判读服务器、健康监控与评估服务器和含磁盘阵列数据库服务器，完成测试过程中的管理调度、数据存储与处理、参数判读、数据定制与分发、飞行器状态监控与评估功能；所述的测试处理服务器完成测试进度信息的通报，执行操作应用区事先装订的测试序列，实现无线上行遥控指令、数据包、有线控制命令以及各分系统测试设备控制命令的发送，接收归属于测控通信系统的遥测和数传地面设备转发的无线飞行器数据、飞行器有线测试信息和各分系统测试设备状态信息，并按照从数据库服务器中读取的参数处理配置表、帧格式解析配置表进行参数源码解析和物理参数还原，处理后数据发送给数据判读服务器、健康监控与评估服务器进行判读、健康评测，发送给数据订阅服务器进行订阅转发，处理前和处理后数据均发送给含磁盘阵列的数据库服务器进行数据存储，同时将自身时间作为校时基准，周期性地向测试网络中广播系统时间，以实现统一校时；所述数据订阅服务器负责将测试过程中产生的飞行器测试数据、各分系统测试设备状态信息、判读结果按照事先定制情况进行实时分发；所述数据判读服务器作为整个综合性能验证系统参数判读的核心，依据操作应用区事先编辑的参数判读规则进行数据自动判读，对异常信息进行记录，判读结果通过测试处理服务器传递给数据订阅服务器进行分发；所述健康监控与评估服务器作为整个综合性能验证系统健康评估的核心，负责将飞行器下传的健康代码及相关参数进行特征提取和信息融合处理，借助推理模型和预测算法对飞行器健康状态进行综合性能评估，评测结果通过测试处理服务器传递给数据订阅服务器进行分发；所述含磁盘阵列数据库服务器负责将整个系统基础数据、判读及健康评测规则以及测试过程中产生的数据源码、处理后数据、判读及评测结果进行实时分类，存储与归档对应到相应数据库中。
[0008]所述前置设备区作为空天飞行器与后端设备区的信息交互纽带，包括电源系统、GNC系统、测控通信系统、数据管理系统、热控系统、动力系统、机构系统测试设备；前置设备区中各分系统一方面通过接口适配器与空天飞行器测试接口连接实现有线测试信息交互，另一方面通过归属于测控通信系统的遥控地面设备进行无线测试信息的上行传输，通过归属于测控通信系统的遥测、数传地面设备进行无线测试信息的下行传输。
[0009]所述操作应用区作为空天飞行器综合性能验证系统的人机交互区，由通用PC机组成，包括控制操作台和数据监视终端，借助测试服务区提供的各种服务实现遥控及控制指令发送、参数判读及健康评测规则编辑、测试流程装订、数据显示、数据查询、数据回放以及测试报告生成功能；所述的控制操作台作为操作应用区的核心，完成数据库基础信息编辑、判读及健康评测规则编辑、测试流程编辑以及测试序列选择与自动化执行、测试过程中指令及数据包的发送、测试流程监控、地面设备管理及状态监视、关键数据监控和数据回放功能；所述数据监视终端为总体及分系统测试人员提供可视化的参数监控和历史数据查询、数据回放服务，测试人员可以根据自身的需要向数据订阅服务器订阅需要监视的参数，并自定制监视界面，从列表、曲线和图形化三个角度监视测试数据，使测试人员清晰了解整个测试过程。
[0010]本发明与现有技术相比的有益效果是:
[0011](I)本发明将数据采集、数据存储、数据处理、数据分析与判断、故障定位、结果显示、健康评估与试验调度等各个环节有机集成，实现测试、诊断、故障定位、健康评估的一体化与自动化设计，具有较强的故障监测、诊断及状态评估能力，前端遥控终端设备接收后端设备区的遥控指令及数据包并通过测控通信系统测试设备进行无线转发，归属于测控通信系统的遥测和数传终端设备接收飞行器下传的遥测、数传数据并通过光纤网路传递给后端设备区进行数据存储、处理、判读和健康评估工作，后端设备区完成测试信息存储、处理、判读及健康评估，并将测试数据及判读结果分发至总体及各分统数据监控终端进行可视化显示，从而实现测试信息的数据共享、数据的集中处理与分发，解决了总体试验参试系统多、指挥信息和测试数据量大的问题，满足了全飞行器各类大型试验测试的需要，提高测试人员对测试进程的监控和系统性能的快速评估能力。
[0012](2)本发明将前置设备区、测试服务区与操作应用区通过光纤进行有机连接，前、后端设备区可以远距离布置，同时后端测试服务区与操作应用区进行了分区隔离设计，不仅满足了远距离测试需求，而且极大改善了测试人员的测试环境，同时针对不同的试验阶段的测试任务，合理增减连入的各分系统测试设备，提高了测试设备的重复利用率，解决测试现场设备多的问题，满足全飞行器各类大型试验测试的需要。
【附图说明】
[0013]图1为一种基于数据共享的空天飞行器综合性能验证系统架构及硬件连接示意图。
[0014]图2 —种基于数据共享的空天飞行器综合性能验证系统工作原理图。
[0015]图3 —种基于数据共享的空天飞行器综合性能验证系统工作流程图。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，本发明的一种基于数据共享的空天飞行器综合验证系统包括前置设备区和后端设备区，后端设备区