商业卫星自动化测试平台设计与实现

摘要：综合测试是卫星研制过程中必须且关键的环节，传统卫星测试系统研制周期长、通用化程度低、体积庞大不便携及测试现场走线复杂等问题严重制约商业卫星产业发展；PXI总线技术是PCI在仪器领域的扩展，其图形化、模块化及可扩展的软件编程风格及硬件集成方式为卫星自动化测试平台的建设提供条件。以PXI架构为基础，结合硬件测试设备、服务器、终端之间的网络通信技术，提出一套商业卫星自动化测试平台的设计方法，并结合某型号卫星测试任务进行平台实现。实践表明，该平台满足商业卫星高性价比、快速、全面、稳定测试的需求。

0 引言

卫星遥感的兴起，空间分辨率的限制解冻，商业影像市场的扩大，带动了商业遥感卫星系统的发展[1]。在国外，随着美国商业亚米级遥感卫星的连续发射和成功运营，遥感卫星商业模式趋向成熟，形成了完整的产业链[2]；在国内，研制、发射和运营商业遥感卫星刚刚起步，以市场需求为导向，开展的研制，推动我国商业卫星及应用的产业化发展，已成为一项紧迫的任务[3]。

在航天器发射前，必须进行全面和彻底的系统级测试[4]，同时由于商业卫星与其他卫星的研制模式存在不同，具有低成本、研制周期紧、组批生产等特点，这就需要根据商业卫星特点，进行地面测试系统的构建。在航天器系统级测试的发展过程中，首先出现的是单步手动测试；其后，随着航天器研制水平的提高、航天器数量的增多、研制周期的缩短以及对航天器测试要求的逐渐提高，出现了自动化测试工具；然后，随着航天器数量的进一步增多、研制周期的进一步缩短、测试人员的日益紧缺，测试人力资源逐步被压缩，自动化测试工具向通用化、小型化、智能化等方向迅速发展[5-6]。吴伟等人将自动判读系统引入航天器电测，极大减轻了测试人员的判读负担，提高了数据判读的准确性[7]；戴涧峰及何永丛等人从载人航天器的自动化测试软件平台入手，研究了小卫星及航天器自动化测试技术，并验证了系统的有效性[8-9]；储海洋等人将测试平台扩展到信息管理领域，研究并实现了单航天器综合测试全生命周期的信息化管理及多航天器并行测试过程集中监控平台[10]；何铭俊等人针对卫星研制测试过程中测试设备通用性不强的问题，研究了基于总线的硬件测试设备集成技术，有效提高了小卫星测试效率，降低了系统体积及研制成本[11]。

总结相关研究结果可见，小卫星测试平台逐渐向通用化、智能化、信息化发展，但研究大多相对单一，或围绕硬件或围绕软件进行，忽视了硬件平台与软件平台的信息交互以及服务器与测试设备及终端的信息交互问题。

本文提出的商业卫星设计方法在保留了相关研究优势的基础上，深入探讨基于PXI总线技术的测试设备集成方法，充分利用虚拟仪器技术及PXI FlexRIO、CompactRIO等灵活的自定义架构进行测试设备研发，同时利用技术对硬件设备及测试终端与服务器间的数据交互进行自定义开发，构建多星并行智能测试平台及数据交互网络。结果表明，该设计方法功能正确，结构灵活，能适应商业卫星自动快速测试集成的需求。