卫星应答机固有时延自动测试装置及测试方法与流程

本发明涉及卫星应答机系统，具体地，涉及一种卫星应答机固有时延自动测试装置及测试方法。

背景技术：

卫星在轨运行时，地面站向卫星发射上行射频测距信号，卫星应答机接收上行射频测距信号，向地面广播下行射频测距信号，地面站接收下行射频测距信号，解算出地面站与卫星的距离。综合多个地面站的星地距离即可确定卫星相对地球的位置。

卫星应答机作为电子设备，从接收到上行射频测距信号，到发出下行射频测距信号，期间需要消耗一定的处理时间，这就是卫星应答机的固有时延。固有时延作为卫星应答机的系统误差，需要在星地测距定位时去除，因此需要在卫星的地面测试中测试得到卫星应答机的固有时延。

传统的应答机固有时延测试存在诸多问题，例如测试时需要手动插拔电缆，并在地面设备自闭环测试时将上、下变频器频率设为相同，这与连接卫星应答机的测试情况不一致，不仅测试效率低下，测试数据精度和测试稳定性也无法保证。国内尚未有一种自动测试仪器装置，能够实现卫星应答机固有时延的自动化测试。

本发明就是为了解决上述问题的一种自动测试仪器装置。目前没有发现类似相关技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种卫星应答机固有时延自动测试装置及其测试方法。

根据本发明提供的卫星应答机固有时延自动测试装置，包括：自动测试计算机、时延测量终端、上变频器、下变频器、2×4射频矩阵、测试变频器，其中：

-所述自动测试计算机，用于通过LAN总线发送测试指令至时延测量终端、上变频器、下变频器、2×4射频矩阵、测试变频器，并设置对应的测试参数和接收时延测量终端发送的时延数据；

-所述时延测量终端，用于接收自动测试计算机发送的参数设置和测试指令，将上行中频测距信号发送至上变频器，并接收下变频器发来的下行中频测距信号，计算出时延数据后发送至自动测试计算机；

-所述上变频器与时延测量终端、2×4射频矩阵相连，用于将时延测量终端发来的上行中频测距信号变频为上行射频测距信号，并输出至2×4射频矩阵；

-所述下变频器与时延测量终端、2×4射频矩阵相连，用于将2×4射频矩阵发来的下行射频测距信号变频为下行中频测距信号，并输出至时延测量终端；

-所述2×4射频矩阵与卫星应答机或者测试变频器相连，用于接收自动测试计算机的测试指令，将上变频器发来的上行射频测距信号输出至测试变频器或卫星应答机，将测试变频器或卫星应答机发来的下行射频测距信号输出至下变频器；

-所述测试变频器用于接收2×4射频矩阵发来的上行射频测距信号，变频为下行射频测距信号，并输出至2×4射频矩阵。

优选地，还包括射频电缆，所述射频电缆包括：第一射频电缆、第二射频电缆、第三射频电缆以及第四射频电缆，所述2×4射频矩阵通过第一射频电缆、第四射频电缆与卫星应答机相连；所述2×4射频矩阵通过第二射频电缆、第三射频电缆与测试变频器相连。

根据本发明提供的卫星应答机固有时延自动测试方法，采用上述的卫星应答机固有时延自动测试装置，包括：

步骤1：自动测试计算机设置上变频器输出频点、测试变频器输入频点与卫星应答机的上行测距频点一致；

步骤2：自动测试计算机设置下变频器输入频点、测试变频器输出频点与卫星应答机的下行测距频点一致；

步骤3：自动测试计算机控制时延测量终端输出上行中频测距信号；

步骤4：自动测试计算机控制2×4射频矩阵，将上变频器发送的上行射频测距信号输出至卫星应答机，将卫星应答机发送的下行射频测距信号输出至下变频器；

步骤5：自动测试计算机控制时延测量终端接收下行中频测距信号，计算出包含卫星应答机的时延数据LS；

步骤6：自动测试计算机控制2×4射频矩阵，将上变频器发送的上行射频测距信号输出至测试变频器，将测试变频器发送的下行射频测距信号输出至下变频器；

步骤7：通过自动测试计算机控制时延测量终端接收下行中频测距信号，计算出地面系统的时延数据LT；

步骤8：根据已知射频电缆的长度计算得到卫星应答机固有时延。

优选地，所述步骤8包括：

获得第一射频电缆、第二射频电缆、第三射频电缆以及第四射频电缆的长度，分别记为L8、、L9、L10、L11，则卫星应答机固有时延的计算公式如下：

L＝(LS-0.8×(L8+L11))-(LT-0.8×(L9+L10))。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提供的卫星应答机固有时延自动测试装置能够实现全程自动，对地面系统时延值进行统一测量，测试功能与测试精度不受测试仪器选型、测试电缆长度等方面影响，从而提升了测试数据的一致性，降低人为因素引入的测试误差。

2、本发明提供的卫星应答机固有时延自动测试装置具有较好的通用性，满足国内现有的卫星测距体制测试要求，易于推广使用。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明卫星应答机固有时延自动测试装置的结构框图；

图2为本发明卫星应答机固有时延自动测试装置的测试方法流程图。

图中：

1-自动测试计算机；

2-时延测量终端；

3-上变频器；

4-下变频器；

5-2×4射频矩阵；

6-测试变频器；

7-卫星应答机；

8-第一射频电缆；

9-第二射频电缆；

10-第三射频电缆；

11-第四射频电缆；

12-LAN总线。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

根据本发明提供的卫星应答机固有时延自动测试装置，包括：

自动测试计算机，控制整个测试系统，通过LAN总线控制相关测试仪器和设备完成卫星应答机固有时延的自动测试；根据测试数据计算出卫星应答机固有时延。

时延测量终端，同自动测试计算机连接，通过LAN总线接受自动测试计算机的参数设置和测量指令；同上变频器通过射频电缆连接，输出上行中频测距信号至上变频器；同下变频器通过射频电缆连接，接收下变频器发来的下行中频测距信号，计算出时延数据，发送给自动测试计算机；

上变频器，通过射频电缆与时延测量终端、2×4射频矩阵连接，将时延测量终端发来的上行中频测距信号变频为上行射频测距信号，并输出至2×4射频矩阵；

下变频器，通过射频电缆与时延测量终端、2×4射频矩阵连接，将2×4射频矩阵发来的下行射频测距信号变频为下行中频测距信号，并输出至时延测量终端；

2×4射频矩阵，通过射频电缆与上变频器、下变频器、测试变频器、卫星应答机连接；接收自动测试计算机指令，将上变频器发来的上行射频测距信号输出至测试变频器或卫星应答机；接收自动测试计算机指令，将测试变频器或卫星应答机发来的下行射频测距信号输出至下变频器；

测试变频器，通过射频电缆与2×4射频矩阵连接，接收2×4射频矩阵发来的上行射频测距信号，变频为下行射频测距信号，并输出至2×4射频矩阵。

根据本发明提供的卫星应答机固有时延自动测试方法，包括如下步骤：

步骤1：自动测试计算机设置上变频器输出频点和测试变频器输入频点，与卫星应答机的上行测距频点一致；

步骤2：自动测试计算机设置下变频器输入频点和测试变频器输出频点，与卫星应答机的下行测距频点一致；

步骤3：自动测试计算机控制时延测量终端输出上行中频测距信号；

步骤4：自动测试计算机控制2×4射频矩阵，将上变频器发来的上行射频测距信号输出至卫星应答机，将卫星应答机发来的下行射频测距信号输出至下变频器；

步骤5：自动测试计算机控制时延测量终端接收下行中频测距信号，计算出包含卫星应答机的时延数据LS；

步骤6：自动测试计算机控制2×4射频矩阵，将上变频器发来的上行射频测距信号输出至测试变频器，将测试变频器发来的下行射频测距信号输出至下变频器；

步骤7：自动测试计算机控制时延测量终端接收下行中频测距信号，计算出地面系统的时延数据LT；

步骤8：根据已知射频电缆长度L8、L9、L10、L11，自动测试计算机按照公式运算出卫星应答机固有时延L＝(LS-0.8×(L8+L11))-(LT-0.8×(L9+L10))

为解决卫星应答机固有时延测试自动化程度低的问题，本发明采用自动测试计算机通过LAN控制总线对时延测量终端、上变频器、下变频器、2×4射频矩阵、测试变频器等仪器设备进行自动化控制，利用2×4射频矩阵和测试变频器实现对地面系统时延数据的自校，从而实现了对卫星应答机固有时延的自动化测试。

本实施例中卫星应答机固有时延测试过程全部由自动测试计算机软件控制来实现，通过分别测量包含应答机的时延数值与不包含应答机的时延数值，最终运算得到应答机的固有时延。该技术方案由自动测试计算机、LAN控制总线、时延测量终端、上变频器、下变频器、2×4射频矩阵、测试变频器等组成。

图1为本发明第一方面，一种卫星应答机固有时延自动测试装置的一个实施例,该装置包括：用于测试设备连接的LAN控制总线，用于产生与测量测距信号的仪器设备，用于频率变换与链路选择的仪器设备，用于承载固有时延自动测试的自动测试计算机；其中：

所述自动测试计算机，用于控制整个测试系统，通过LAN总线控制相关测试仪器和设备完成卫星应答机固有时延的自动测试；根据测试数据计算出卫星应答机固有时延；

所述时延测量终端与自动测试计算机连接，通过LAN总线接受自动测试计算机的参数设置和测量指令；同上变频器通过射频电缆连接，输出上行中频测距信号至上变频器；同下变频器通过射频电缆连接，接收下变频器发来的下行中频测距信号，计算出时延数据，发送给自动测试计算机；

所述上变频器通过射频电缆与时延测量终端、2×4射频矩阵连接，将时延测量终端发来的上行中频测距信号变频为上行射频测距信号，并输出至2×4射频矩阵；

所述下变频器通过射频电缆与时延测量终端、2×4射频矩阵连接，将2×4射频矩阵发来的下行射频测距信号变频为下行中频测距信号，并输出至时延测量终端；

所述2×4射频矩阵通过射频电缆与上变频器、下变频器连接；通过第一射频电缆、第四射频电缆与卫星应答机连接；通过第二射频电缆、第三射频电缆与测试变频器连接；接收自动测试计算机指令，将上变频器发来的上行射频测距信号输出至测试变频器或卫星应答机；接收自动测试计算机指令，将测试变频器或卫星应答机发来的下行射频测距信号输出至下变频器；

测试变频器，通过射频电缆、射频电缆与2×4射频矩阵连接，接收2×4射频矩阵发来的上行射频测距信号，变频为下行射频测距信号，并输出至2×4射频矩阵。

图2为流程图，表示本发明的另一方面，卫星应答机固有时延自动测试装置的测试方法。该测试方法包括如下步骤：

步骤S201：自动测试计算机设置上变频器输出频点和测试变频器输入频点，与卫星应答机的上行测距频点一致；

步骤S202：自动测试计算机设置下变频器输入频点和测试变频器输出频点，与卫星应答机的下行测距频点一致；

步骤S203：自动测试计算机控制时延测量终端输出上行中频测距信号；

步骤S204：自动测试计算机控制2×4射频矩阵，将上变频器发来的上行射频测距信号输出至卫星应答机，将卫星应答机发来的下行射频测距信号输出至下变频器；

步骤S205：自动测试计算机控制时延测量终端接收下行中频测距信号，计算出包含卫星应答机的时延数据LS；

步骤S206：自动测试计算机控制2×4射频矩阵，将上变频器发来的上行射频测距信号输出至测试变频器，将测试变频器发来的下行射频测距信号输出至下变频器；

步骤S207：自动测试计算机控制时延测量终端接收下行中频测距信号，计算出地面系统的时延数据LT；

步骤S208：根据已知第一射频电缆长度为L8，第二射频电缆长度为L9，第三射频电缆长度为L10，第四射频电缆长度为L11，自动测试计算机按照公式运算出卫星应答机固有时延L＝(LS-0.8×(L8+L11))-(LT-0.8×(L9+L10))，测试完成。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。