本发明涉及一种航天器平台与载荷设备相互匹配的研制方法，尤其涉及一种航天器平台与上行载荷设备相互匹配的研制方法。
背景技术：
货运飞船主要任务之一是作为空间实验平台，支持大规模开展空间科学实验。货运飞船可以携带数十台载荷设备，开展各种不同项目的在轨科学实验。
货运飞船搭载的载荷设备具有来源多、技术接口复杂、整体组装时可能出现相互不匹配等特点。这些特点主要表现如下：
载荷设备来自分散不同的单位，来源多、搭载种类及数量多、技术水平、工程经验差异性大；
载荷设备与航天器平台之间存在重量、外形包络、安装接口等机械接口，供电、emc、信息等电气接口，热控措施、温度环境等热接口，技术接口复杂；
在生产制造过程中，载荷设备技术状态确定的时机不统一，从而导致航天器平台与载荷设备研制进度不匹配。
总之，由于上述载荷设备特点，所以不同载荷设备与航天器平台之间存在技术和进度方面相互匹配的问题，直接影响航天器平台与所运载的设备之间能否相互连通、正常运行。
技术实现要素：
为克服现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种使航天器平台与载荷设备相互匹配的方法。
为实现上述发明目的，根据本发明提供一种航天器平台与载荷设备相互匹配的研制方法，包括：
s1.根据航天器平台与载荷设备之间接口种类及形式，确定载荷设备标准接口；
s2.确定所述航天器平台和所述载荷设备之间的验证项目；
s3.根据所述试验项目进行所述航天器平台和所述载荷设备的协同研制；
s4.建立模拟航天器平台与载荷设备之间接口的测试平台，利用所述测试平台对所述载荷设备进行测试；
s5.所述载荷设备与所述航天器平台连接，对所述航天器平台和所述载荷设备进行联合测试。
根据本发明的一个方面，在s1中，所述载荷设备标准接口包括：
机械接口，包括涉及载荷设备重量、外形包络和安装的接口；
电气接口，包括供电子接口、emc子接口和通信子接口；
热接口，所述热接口包括温控子接口和监测子接口。
根据本发明的一个方面，在s2中，根据接口类型、空间运行状态及要求、安全性确定所述航天器平台和载荷设备之间的验证项目。
根据本发明的一个方面，当所述载荷设备不符合验证要求时，选择替代设备。
根据本发明的一个方面，在s4中，对所述载荷设备的测试包括：
s41.根据所述航天器平台上的接口类型，搭建具有相同所述接口的测试平台；
s42.将所述载荷设备与所述测试平台连接，对所述载荷设备进行测试。
根据本发明的一个方面，在s5中，所述联合测试包括：
根据载荷设备安装区域的大小、形状对机械接口进行匹配性测试；
根据载荷设备的用电功耗、指令通道以及数传速率进行电气接口测试；
热接口测试。
根据本发明，首先根据载荷设备与航天器平台之间接口的特点，确定载荷设备的标准接口。将所有的接口根据其功能、类型等要求，针对各种类型的接口指定相应的接口标准。例如，根据载荷设备的安装区域的形状、位置以及其周围的环境情况和接口本身的接口形式，指定统一的接口标准，由此避免载荷设备接口不同或出现改变时，必须对航天器平台本身的相关部位或结构进行相应的改动。根据本发明，由于采用统一的载荷设备的电气接口，明确了载荷设备的用电功耗、指令通道和数传速率等等，由此确保航天器平台上的相关或对应电气接口的统一和一致。根据载荷设备本身的区别和不同，基于载荷设备本身关于电、液、气、火工品、有毒有害物质等的安全性的要求，统一设定各种不同接口的标准和要求，从而防止载荷设备对航天器平台可能造成的安全隐患。由于采用统一一致的接口标准，从而有效避免由众多生产厂商所生产制造的不同设备的同类接口与航天器平台不匹配的问题。
根据本发明，将航天器平台及其所运载的各种各样的载荷设备视为一个系统，进而从系统的验证需求出发，从整体上规划航天器平台与载荷设备之间的试验、测试或验证项目。规划的基础或重点考虑的需求包括接口、运行状态的需求、安全性测试等等。当出现某一个或某一种载荷设备因为技术或进度的因素不能参加联合验证或测试时，根据测试项目的类型，立即选择相应的替代载荷设备予以替换。这将有效保证整个系统研制的协调性，从而满足用户研制进度的要求。
根据本发明，基于对航天器平台和载荷设备的验证结果，回馈信息，指导航天器平台，尤其是相关的载荷设备的研制与生产，从而实现航天器平台与载荷设备的研发和生产同步且相互匹配。
根据本发明，在将载荷设备安装到航天器平台上之前，首先搭建相应的载荷设备认证测试平台，用于对航天器平台和载荷设备之间的接口进行相应的测试和认证。测试平台可以消除载荷设备与航天器平台连接的各种不同的接口可能存在的缺陷，从而保证航天器平台的安全，并且可以以低廉的价格提前验证接口之间的连接匹配性、连接可靠性、所需功能完整齐全等等问题。
根据本发明，在实现上述各种不同形式的、脱离航天器平台本身提前进行的测试、检测和/或认证之后，在将载荷设备安装到航天器平台的相关部位上，尔后进行航天器平台与载荷设备之间的联合验证。由此，确保航天器平台及其所载载荷设备连接正确、工作正常。
利用根据本发明的方法，可以综合地、从不同的方面、利用不同的措施解决航天器平台与载荷设备的接口之间的相互匹配问题；通过在实际装载之前对各种不同接口的模拟或单独的测试、认证等措施，以及根据测试或认证结果对接口或设备本身的调整和改进，从整体上综合地消除航天器平台与不同载荷设备可能出现的接口不匹配的问题。这将缩短航天器平台及其载荷设备的研发时间、研发费用以及人力，有效缩短生产制造时间，并且显著提高连接的安全性和可靠性。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明的实施方式进行详细介绍。
根据本发明的一种实施方式，为了改善或提高航天器平台与由航天器平台所载载荷设备之间的相互匹配问题，提高相互适应性，首先根据航天器平台和载荷设备之间的各种接口的种类、形式以及由接口本身功能所带来的相关的要求，确定载荷设备标准接口。例如，由于不同的设备与航天器平台之间的接口可能涉及到设备在航天器平台中的安装位置、安装区域、结构形状等等问题，根据本发明，按照接口本身功能划分机、电、热、emc等不同的接口，并针对不同的接口制定不同的标准。所有设备，无论生产厂商是谁，一律采用统一标准配置接口。由此，避免载荷设备形状及结构的变化，更改航天器平台本身的安装或连接结构。对于涉及电类的接口而言，例如，从用电功耗、指令通道以及数传速率等不同方面，设定用于设备或为设备所配置的电类接口的标准。统一的电类接口，不但保证了连接的一致性、可靠性等，而且保证了相互之间的替换性。根据本发明，考虑到航天器平台在运行过程中，对电、液、气、火工品、有毒有害物质等等的严苛的安全性要求，对所有接口设定统一一致的标准和要求，从而消除可能的由于载荷设备给航天器平台带来的安全隐患。根据本发明的实施方式，统一各种不同接口的标准，实现航天器平台与载荷设备的可靠连接，消除不匹配的缺陷。
根据本发明的这种实施方式，以航天器平台和由航天器平台所运载的载荷设备为一个集合体或一个系统，从这种系统或集合体的总体要求出发，确定或规划航天器平台与载荷设备之间的验证或测试或试验项目。在确定所述测试或验证项目时，首要因素是航天器平台与载荷设备之间的接口、航天器平台在轨运行的工作状态的要求、航天器平台、所载载荷设备以及整个系统的安全性等。同时，根据本发明，在验证和测试项目中，针对因技术或进度因素而不能参加系统测试的载荷设备，根据测试项目的类型，提供用以替代和更换的替代设备。也即是说，根据本发明，不是用一种固定的载荷设备，而是设置多组或多种具备不同功能和作用的载荷设备进行替换和替代。由此，保证载荷设备的选择的多样性，保证系统研制的协调匹配和整体的研制进度。
根据本发明的这种实施方式，在确定上述以系统为单元所实施的多种联合验证项目的基础上，制定航天器平台和载荷设备一体化的研制流程，实现在验证或测试结果指导下的航天器平台和载荷设备的协调研制。由此实现航天器平台与载荷设备在技术和进度上的相互匹配。
根据本发明的这种实施方式，针对不同的接口，搭建专用于这种接口的测试平台，以此模拟航天器平台与载荷设备之间的各种接口。所有相关的接口，首先在模拟平台上预先进行相关的试验、测试、认证等等。这种模拟平台的制造成本远远低于航天器平台本身，而测试的精度等又完全满足航天器平台实际在轨运行的工作状态要求。因此，模拟平台的加入，保证了航天器平台本身的安全性，消除了接口可能的不匹配给航天器平台带来的风险。
根据本发明的这种实施方式，在完成上述各个实现航天器平台与所载设备相互匹配或适应的步骤或措施之后，对安装在航天器平台上的所有设备与航天器平台之间的连接接口进行全面的、总体的联合验证。例如，机械、电气、热、emc等等的接口验证。由此确保各个不同接口的匹配，尤其是保证其工作的可靠性和稳定性。
上述内容仅为本发明的具体方案的例举，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。
以上所述仅为本发明的一个方案而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。