用于卫星接口和功能测试的自动化测试系统及方法与流程

1.本发明总的来说涉及卫星测试技术领域。具体而言，本发明涉及一种用于卫星接口和功能的自动化测试系统及方法。


背景技术：

2.目前，卫星自动化测试主要关注于卫星指令的自动发送和判读，借助网络传输实现测试的远程控制等方面。但是，卫星指令的自动发送和判读只有在整星测试结果稳定，单机响应较明确的情况下才能得到应用。并且卫星指令判读的智能判据的建立需要大量数据的分析，而在新型号卫星测试初期以及接口测试阶段，大量的判据需要人工判读，但目前的自动化测试模式很难满足自动发送序列的要求。
3.现有技术中对卫星单机进行接口测试时，需要接入多种设备例如热控等效器、火工品等效器、can总线检测仪、示波器以及万用表来实现对负载的模拟和信号采集。其存在操作复杂、接点不定的问题，导致测试进度缓慢、无法并行进行。
4.另外，现有技术中卫星指令的自动发送是面向测试数据流设计的测试序列，其只实现了形式上的测试指令连续发送，无法适应不同测试阶段测试模式的变更，自动化的测试仍然需要测试人员编辑大量的测试序列。


技术实现要素：

5.为至少部分解决现有技术中卫星单机的接口复杂导致测试进度缓慢无法并行进行、卫星的测试过程中依赖于编辑大量的测试序列的这些问题，本发明提出一种卫星接口和功能的自动化测试系统，包括：
6.自动化输入系统，所述自动化输入系统包括自动化测试软件，其中所述自动化输入系统被配置为执行下列动作：
7.接收测试信息；
8.根据所述测试信息发送测试指令至测试卫星；以及
9.将所述测试信息发送至自动化数据仿真采集系统；
10.自动化数据仿真采集系统，所述自动化数据仿真采集系统包括自动化数据仿真采集软件，其中所述自动化数据仿真采集系统被配置为执行下列动作：
11.根据所述测试信息生成仿真指令和\或采集指令；
12.将所述仿真指令和\或采集指令发送至地面自动化测试装置；
13.以及
14.接收测试信号并且显示；以及
15.地面自动化测试装置，所述地面自动化测试装置连接测试卫星，并且所述地面自动化测试装置被配置为执行下列动作：
16.根据所述仿真指令生成仿真信号并且发送至测试卫星；以及
17.根据所述采集指令采集测试卫星生成的测试信号。
18.本发明中，术语“自动化”是指在执行单一或者少量操作后系统自动执行后续操作。
19.在本发明一个实施例中规定，所述地面自动化测试装置包括：
20.信号模拟器，所述信号模拟器被配置为接收所述仿真指令、生成所述仿真信号并且发送所述仿真信号至测试卫星；
21.信号采集侦听器，所述信号采集侦听器被配置为接收所述采集指令、采集和\或侦听所述测试信号并且将所述测试信号发送至自动化数据仿真采集系统；以及
22.地面测试线缆转接盒.所述卫星地面测试线缆转接盒连接测试卫星与所述信号模拟器并且连接测试卫星与所述信号采集侦听器。
23.在本发明一个实施例中规定：所述信号模拟器生成一个\多个仿真信号；和\或
24.所述信号采集侦听器采集和\或侦听一个\多个测试信号；和\或
25.所述地面测试线缆转接盒连接所述信号模拟器以及所述信号采集侦听器至一个\多个测试卫星。
26.在本发明一个实施例中规定：所述信号模拟器通过编程并发送不同类型的高低电平和时序以生成所述仿真信号；和\或
27.所述信号模拟器调节所述仿真信号生成模拟的测试卫星的星上单机的阻抗、输出电压或电流大小。
28.在本发明一个实施例中规定：所述信号采集侦听器包括多个数据采集板卡，所述多个数据采集板卡基于不同带宽和速率采集来自一个\多个测试卫星的一个\多个测试信号。
29.在本发明一个实施例中规定：所述地面测试线缆转接盒统一配置多个测试信号。
30.在本发明一个实施例中规定：所述自动化数据仿真采集软件根据所述仿真指令和\或采集指令生成第一显示界面，所述第一显示界面显示所述仿真信号和\或所述测试信号的信号曲线。
31.在本发明一个实施例中规定：在卫星接口测试阶段，通过所述自动化测试软件输入接口测试类型以进行自动化测试；以及
32.在卫星功能测试阶段，通过所述自动化测试软件对功能测试项目建立测试矩阵，并且通过选择所述测试矩阵内的模式选项自动调用、编译测试序列以进行自动化测试。
33.在本发明一个实施例中规定，所述卫星接口和功能的自动化测试系统还包括第一数据库服务器，其中在所述第一数据库服务器中共同存储并且相互关联自动化测试软件与自动化数据仿真采集软件的数据、协议以及指令。
34.本发明还提出一种利用所述卫星接口和功能的自动化测试系统进行卫星接口和功能测试的方法，包括下列步骤：
35.在卫星接口测试阶段\功能测试阶段通过所述自动化测试软件输入测试信息；
36.由所述自动化测试软件根据所述测试信息发送测试指令至测试卫星；
37.由所述自动化测试软件将所述测试信息发送至自动化数据仿真采集系统；
38.由所述自动化数据仿真采集软件根据所述测试信息生成仿真指令和\或采集指令；
39.由所述自动化数据仿真采集软件将所述仿真指令和\或采集指令发送至地面自动
化测试装置；
40.由所述自动化数据仿真采集软件接收测试信号并且显示；
41.由地面自动化测试装置根据所述仿真指令生成仿真信号并且发送至测试卫星；以及
42.由地面自动化测试装置根据所述采集指令采集测试卫星生成的测试信号。
43.本发明至少具有如下有益效果：能够采集测试信号的同时也能够发送仿真信号至测试卫星，支持多个测试卫星的多种测试。可以支持桌面、接口测试阶段的快速自动化测试，并且可适应功能测试阶段的不同测试阶段的模式要求生成自动序列，支持各个阶段的卫星自动测试。
附图说明
44.为进一步阐明本发明的各实施例中具有的及其它的优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。
45.图1示出了本发明一个实施例中卫星接口和功能的自动化测试系统的示意图。
46.图2示出了本发明一个实施例中地面自动化测试装置与测试卫星接口连接的示意图。
47.图3示出了本发明一个实施例中进行接口测试的自动化测试的流程示意图。
48.图4示出了本发明一个实施例中进行功能测试的自动化测试的流程示意图。
具体实施方式
49.应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。
50.在本发明中，除非特别指出，“布置在
…
上”、“布置在
…
上方”以及“布置在
…
之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。此外，“布置在
…
上或上方”仅仅表示两个部件之间的相对位置关系，而在一定情况下、如在颠倒产品方向后，也可以转换为“布置在
…
下或下方”，反之亦然。
51.在本发明中，各实施例仅仅旨在说明本发明的方案，而不应被理解为限制性的。
52.在本发明中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。
53.在此还应当指出，在本发明的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本发明的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。另外，除非另行说明，本发明的不同实施例中的特征可以相互组合。例如，可以用第二实施例中的某特征替换第一实施例中相对应或功能相同或相似的特征，所得到的实施例同样落入本技术的公开范围或记载范围。
54.在此还应当指出，在本发明的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。以此类推，在本发明中，表方向的术语“垂直于”、“平行于”等等同样涵盖了“基本上垂直于”、“基本上平行于”的含义。
55.另外，本发明的各方法的步骤的编号并未限定所述方法步骤的执行顺序。除非特别指出，各方法步骤可以以不同顺序执行。
56.下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本发明。
57.本发明的一个实施例中提出一个用于卫星接口和功能测试的自动化测试系统，可以在批产卫星从桌面测试到发射场测试的各个阶段，自动化建立并且进行卫星从接口测试到功能性能测试的测试流程。所述用于卫星接口和功能测试的自动化测试系统包括地面自动化测试装置、自动化数据仿真采集系统以及自动化输入系统。其中，地面自动化测试装置包括信号模拟器、信号采集侦听器以及地面测试线缆转接盒；自动化测试系统包括自动化测试软件；自动化数据仿真采集系统包括自动化数据仿真采集软件。
58.如图1所示，自动化测试系统中的自动化测试软件与自动化数据仿真采集系统中的自动化数据仿真采集软件基于同一个数据库服务器通过路由网络发送信息，地面测试线缆转接盒连接信号模拟器以及信号采集侦听器，并且可以与测试卫星连接。
59.自动化输入系统被配置为执行下列动作：
60.通过所述自动化测试软件输入测试信息；
61.由所述自动化测试软件根据所述测试信息发送测试指令至测试卫星；以及
62.由所述自动化测试软件将所述测试信息发送至自动化数据仿真采集系统。
63.自动化数据仿真采集系统被配置为执行下列动作：
64.由所述自动化数据仿真采集软件根据所述测试信息生成仿真指令和\或采集指令；
65.由所述自动化数据仿真采集软件将所述仿真指令和\或采集指令发送至地面自动化测试装置；以及
66.由所述自动化数据仿真采集软件接收测试信号并且显示。
67.地面自动化测试装置连接测试卫星，并且所述地面自动化测试装置被配置为执行下列动作：
68.由地面自动化测试装置根据所述仿真指令生成仿真信号并且发送至测试卫星；以及
69.由地面自动化测试装置根据所述采集指令采集测试卫星生成的测试信号。
70.自动化测试输入系统中可以运行自动化测试软件，在自动化测试输入系统中可以对测试不同阶段的测试类型进行分类，并且结合接口测试装置，定义不同的测试节点。
71.在桌面测试阶段，自动化测试输入系统通过自动调用数据协议、信号要求、信号节点，操作人员只需选择测试类型，可以在自动化软件界面触发测试指令，并发送到自动化数据采集或仿真系统，再由自动化数据采集或仿真系统执行信号仿真发送或采集操作，实现一键化测试。
72.在功能测试阶段，对功能测试项目建立测试矩阵，按照桌面、环境实验、转场测试、发射场测试阶段的不同要求，选择测试矩阵内的模式选项，即可完成对测试序列的自动调用、编译，不需反复编写测试细则。
73.自动化数据仿真采集系统中可以运行自动化数据采集或仿真软件，在自动化数据仿真采集系统中可以采样测试信号并进行处理显示，通过路由网络发送到数据库服务器，仿真指令可以按照数据库服务器中协议要求，产生模拟信号指令发送到信号模拟器中对应
的测试信号模拟板卡
74.测试信号模拟器可以接收模拟信号指标要求，编程并发送不同类型的高低电平和时序，模拟单机通信信号，满足通信协议的要求，信号支持并发给不同的卫星，也可以作为星上的等效负载器，通过调节阻抗、输出电压或电流大小，实现信号模拟的功能。
75.测试信号采集侦听器，采用满足不同带宽和速率的数据采集板卡，对不同通道轮询采集，并在自动化数据仿真采集系统中显示曲线，得到信号性能指标，支持对不同卫星不同通道的信号同时采集。
76.地面测试线缆转接盒，将星上线缆的采集信号线或侦听线连接到转接盒对应的接线端子，支持多个卫星不同信号的转接。可适应批产卫星及信号通道数量的改变，不同类型的信号在线路盒可统一配置，然后输出到自动化数据采集或仿真软件。
77.如图2所示，地面自动化测试装置可以通过卫星地面测试线缆转接盒与多个批产卫星连接，并且可以通过卫星地面测试线缆转接盒实现所有测试信号管理并实现信号的接入、断开和信号连接下的侦听。
78.测试信号模拟器在测试过程中可以生成仿真信号，例如可以模拟单机发送信号，人为设置或导入历史单机数据，输出信号根据字段定义，可改变单机个数，id号码。例如为了考核星务软件通信的稳定性，可以模拟飞轮rs422接口信号，设置正确应答和错误应答回应，考察星务软件功能，也可在飞轮与星务对接过程中，模拟星务的异常指令信号，考核单机容错能力。
79.信号采集侦听器采样检测信号，并且可以通过图形化界面实时输出开关信号、模拟量、脉冲信号，并可对星上总线侦听。例如可以在飞轮接入后，开机电压的浪涌信号直接采集，并在上位机显示，图形分析最大浪涌和浪涌持续时间，多个单机接入的情况下，可依次快速完成开机、图像捕获和分析，支持连续测试显示；开机后rs422信号从信号采集板卡侦听，并显示在自动化数据采集和仿真软件界面，该过程也适用于多种单机星上接口的测试，一键化采集测试，使测试更加便捷直观，减少人为操作、加快测试速度。
80.自动化测试软件与自动化数据采集和仿真软件的数据、协议、指令共同存储在数据库中，且相互关联，通过地面自动化测试软件进行测试管理和操作选择。
81.如图3所示，可以在卫星接口测试阶段，通过所述自动化测试软件输入接口测试类型以进行自动化测试。例如可以选择操作对象为飞轮，选择供电测试，自动化测试软件自动发送飞轮开机指令到地测上行通道，此时数据库中存储的浪涌、工作电流、工作电压的设置值发送到自动化数据采集和仿真软件，并自动触发板卡采集工作，并在自动化数据采集和仿真软件上显示数据曲线。基于该系统，通过一键化操作，实现接口的一键化测试。
82.如图4所示，可以在卫星功能测试阶段，通过所述自动化测试软件对功能测试项目建立测试矩阵，并且通过选择所述测试矩阵内的模式选项自动调用、编译测试序列以进行自动化测试。例如在装星后状态检查测试中，地面自动化测试装置接口保留星上总线和地测上下行通信接口，通过侦听、发送和接收实现测试过程的监视、问题查询。基于桌面测试阶段获取的接口和功能测试数据，编写各个测试模式的测试矩阵，可用于批产卫星同时或流水化测试。操作人员选择单颗或多颗卫星，然后选择不同的测试工况、测试模式，此时会索引到对应的测试序列矩阵，然后调用测试序列依次执行，例如：选择姿控半物理仿真工况、星箭分离姿态测试模式，测试矩阵自动调用测控过境测试、gnss测试等测试序列；如果
选择状态检查工况，转场快速测试模式，测试矩阵自动调用电源测试、飞轮状态检查、星敏检查等模式序列。测试序列通过编译生成测试卫星、测试对象、测试指令、执行判据和发送时间信息，并依次发送到自动化数据采集或仿真软件，根据测试对象开始接口配置，生成监听界面，最后发送采集和侦听指令到对应的测试板卡，侦听星上总线和地测串口，可查看波形和数据，并将数据发送回自动化测试软件界面显示。
83.尽管上文描述了本发明的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本发明的精神和范围。因此，此处所公开的本发明的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。