一种空间测控通信系统综合测试验证平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于仿真测试与验证评估技术领域，更为具体地讲，涉及一种空间测控通信系统综合测试验证平台。
【背景技术】
[0002]包括各类无线收/发信机、卫星导航终端、遥控遥测设备等在内的现代无线通信系统是功能灵活、性能各异的电子系统，系统中的输入/输出信号种类繁多，不仅涵盖极宽的频段和功率范围，而且存在各种调制格式、通信制式等。而在集成了多种无线通信系统及设备的航空航天系统等大型复杂电子系统中，多个系统设备既独立工作又频繁交互，大系统在规模、任务、功能等方面的持续发展和先进性、复杂性的大幅度提高使得对无线通信系统进行仿真测试和验证评估的要求和难度随之增加，在一定程度上造成试验费用的增加和试验时间的延长；更进一步地，许多跨平台交互和相关性要求使得传统的系统试验方式与实际需求的矛盾日益突出。如能有效克服系统设备之间的互联互通及整体链路的有效性测试验证问题，缩短相关设备的试制周期，将大大提高复杂无线通信系统的整体效益，对国民经济发展具有极重要的意义。
[0003]试验与评价(Testing&Estimat1n，T&E)作为确保用户获得并维持具有效能、适用性且满足用户需要的复杂电子系统的关键环节，日益获得各国工业部门的重视。另一方面，建模与仿真、虚拟现实、人工智能、计算机网络等技术的巨大发展促成了仿真、虚拟技术与试验和评价的有效结合，形成一类在试验与评价领域有广泛应用前景的新技术一一模拟试验/测试与仿真验证技术。
[0004]在欧美发达国家，以仿真技术为基础的模拟试验与仿真验证已成为无线通信系统试验与评价工作的重要组成部分，且有些场合可以部分取代物理试验，成为无线通信系统试验与评价的新途径。实践表明，模拟试验与仿真验证技术适应于航空航天等各领域，并已成为缩短研制周期、降低项目风险和研制成本的主要途径。尤其是对空间测控通信系统而言，由于全系统的T&E技术难度大、费用高而导致实施困难，甚至根本就无法用真实条件实现试验与评价。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种空间测控通信系统综合测试验证平台，以仿真测试与验证评估的手段，有效开展全系统性能T&E (试验与评价)，为空间测控通信系统及其可重复使用部件的研制、生产、维护测试提供支持，实现新型空间测控通信系统全性能全自动系统级动态测试与演示验证，以及在空间测控通信设备入轨运行之前进行全面的仿真、测试、验证与评估，以确保其性能与系统兼容；更进一步地，为天地结合的一体化综合测控网提供技术支撑平台。
[0006]为实现上述发明目的，本发明空间测控通信系统综合测试验证平台，其特征在于，包括:
[0007]一系统管理控制模块，用于设置测试验证任务、实施测试控制；
[0008]—数据库服务器，用于根据设置的测试验证任务进行数学仿真计算，并生成相应的仿真数据，仿真数据包括仿真结果数据和仿真参数数据，并通过数据总线将仿真结果数据发送至系统管理控制模块，仿真参数数据发送给地面站模拟模块以及卫星信号模拟模块或/和信号中继模拟模块；
[0009]—卫星信号模拟模块，其根据接收的仿真参数数据进行参数、运行状态设置，模拟生成用户星或/和导航卫星信号；
[0010]一信号中继模拟模块，其根据接收的仿真参数数据进行参数、运行状态设置，模拟实现中继卫星和其他系统的信号接收和转发功能；
[0011]—地面站模拟模块，其根据接收的仿真参数数据进行参数、运行状态设置，模拟实现地面测控中心功能，包括产生前向通信链路所需信息、接收返向通信链路信息，同时测定中继部分的模拟动态；
[0012]—信号适配及开关矩阵，用于根据设置的测试验证任务，搭建测试验证任务所需的信号通路，使地面站模拟模块、信号中继模拟模块、卫星信号模拟模块按照测试验证任务构成空间测控通信系统；并根据测试验证的需要，对其中的信号功率、幅度/相位进行适配调节；
[0013]通用测试仪器，由激励(信号)发生器、信号分析仪两大类仪器组成；
[0014]系统管理控制模块根据设置的测试验证任务，选择具体的激励(信号)发生器，激励(信号)发生器在系统管理控制模块的控制下，产生的测试激励信号，通过开关矩阵进行通道切换，并被送往地面站模拟模块、信号中继模拟模块、卫星信号模拟模块中；
[0015]系统管理控制模块根据设置的测试验证任务，对地面站模拟模块、信号中继模拟模块、卫星信号模拟模块实施测试控制；
[0016]地面站模拟模块、信号中继模拟模块、卫星信号模拟模块中的待测信号经过信号适配及开关矩阵进行必要的调理，再通过开关矩阵进行选择，最后分送至不同的信号分析仪中；
[0017]系统管理控制模块读取信号分析仪的测量数据，与仿真结果数据进行比较，进行数据分析、功能验证以及性能评估。
[0018]本发明的目的是这样实现的。
[0019]本发明空间测控通信系统综合测试验证平台，针对空间测控通信系统的综合仿真/测试/验证/评估需求，以及空间测控通信系统设备之间互联互通和整体链路的有效性测试验证问题构建。包括系统管理控制模块、数据库服务器、信号模拟设备(卫星信号模拟模块、信号中继模拟模块以及地面站模拟模块)、信号适配与开关矩阵以及通用测试仪器。在系统管理控制模块中设置测试任务后，由数据库服务器生成相应的仿真结果数据和仿真参数数据，其中仿真参数数据送到信号模拟设备中进行参数、运行状态设置，同时，根据设置的测试验证任务搭建出信号通路，构成空间测控通信系统。在系统管理控制模块控制下，激励(信号)发生器产生测试激励信号到相应的信号模拟设备，同时，对信号模拟设备实施测试控制，待测信号经过信号适配及开关矩阵选择送入不同的信号分析仪中；这样，系统管理控制模块读取信号分析仪的测量数据，与仿真结果数据进行比较，进行数据分析、功能验证以及性能评估，从而完成空间测控通信系统综合测试验证，为空间测控通信系统及其可重复使用部件的研制、生产、维护测试提供支持，实现新型空间测控通信系统全性能全自动系统级动态测试与演示验证，以及在空间测控通信设备入轨运行之前进行全面的仿真、测试、验证与评估。
[0020]本发明可以通过综合运用系统仿真技术、性能/效能评估分析技术等，应用全仿真、半实物仿真测试、全实物测试模式，进行空间测控通信系统输入/输出信号测试和系统功能验证，可实现对待测设备全寿命周期的全功能、全性能、全状态的测试验证；通过灵活的平台功能组态，能够实现卫星通信系统、卫星导航系统、遥控遥测系统等的仿真测试验证。
【附图说明】
[0021]图1是本发明空间测控通信系统综合测试验证平台一种【具体实施方式】原理框图；
[0022]图2是图1所示空间测控通信系统综合测试验证平台工作流程图；
[0023]图3是前向链路仿真测试信号路径示意图；
[0024]图4是返向链路仿真测试信号路径示意图；
[0025]图5是卫星通信系统仿真组态下的数据流示意图；
[0026]图6是GPS/BD2卫星导航系统仿真组态下的信号及数据流示意图；
[0027]图7是BD1卫星导航系统仿真组态下的信号及数据流示意图；
[0028]图8是TDRSS功能仿真组态下的数据流示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。
[0030]在本实施例中，如图1所示，本发明空间测控通信系统综合测试验证平台遵循可重构、开放式和可扩展性体系架构的设计原则设计，包括:系统管理控制模块1、数据库服务器2、卫星信号模拟模块3、信号中继模拟模块4、地面站模拟模块5、信号适配及开关矩阵6以及通用测试仪器7，其工作流程如图2所示。
[0031]—、各部分的功能