一種有效載荷地面測(cè)試系統(tǒng)星地時(shí)間的同步方法

曾巍 劉航 王淼 韓冬

(航天東方紅衛(wèi)星有限公司，北京 100094)

一種有效載荷地面測(cè)試系統(tǒng)星地時(shí)間的同步方法

曾巍 劉航 王淼 韓冬

(航天東方紅衛(wèi)星有限公司，北京 100094)

針對(duì)有效載荷地面測(cè)試系統(tǒng)難以適應(yīng)衛(wèi)星有效載荷工作模式快速切換的問題，文章提出了一種有效載荷地面測(cè)試系統(tǒng)星地時(shí)間的同步方法。該方法利用測(cè)試局域網(wǎng)中衛(wèi)星遙測(cè)幀廣播的頻率實(shí)現(xiàn)了星地時(shí)間的同步，根據(jù)遙控指令使地面測(cè)試系統(tǒng)準(zhǔn)確切換狀態(tài)以配合有效載荷的測(cè)試。星地時(shí)間的同步為地面測(cè)試系統(tǒng)的狀態(tài)記錄提供了時(shí)間標(biāo)志，可作為有效載荷數(shù)據(jù)判讀的輸入條件。此方法易于實(shí)現(xiàn)，通用性強(qiáng)，可為有星地時(shí)間同步需求的地面測(cè)試系統(tǒng)提供設(shè)計(jì)參考。

有效載荷；星地時(shí)間同步；地面測(cè)試

1 引言

綜合測(cè)試是保證航天器可靠性的必要手段[1]，而衛(wèi)星的有效載荷地面測(cè)試是綜合測(cè)試的重要組成部分[2]。隨著衛(wèi)星有效載荷的需求與功能日趨復(fù)雜化，有效載荷從單個(gè)工作模式到多個(gè)工作模式復(fù)用，并且在有效載荷的工作模式中也會(huì)存在多個(gè)工作狀態(tài)切換的情況。當(dāng)有效載荷按星上時(shí)間快速切換工作模式時(shí)，為確保有效載荷地面測(cè)試的準(zhǔn)確和全面，要求有效載荷地面測(cè)試系統(tǒng)準(zhǔn)確快速切換狀態(tài)設(shè)置。目前，常規(guī)的人工設(shè)置狀態(tài)已無法滿足快速切換的要求，并且存在人為誤操作的風(fēng)險(xiǎn)。地面測(cè)試系統(tǒng)狀態(tài)的設(shè)置錯(cuò)誤或切換時(shí)間不準(zhǔn)確，會(huì)對(duì)有效載荷輸出數(shù)據(jù)造成誤判。特別是在地面測(cè)試系統(tǒng)狀態(tài)記錄不準(zhǔn)確的情況下，可能會(huì)造成利用星上設(shè)備驗(yàn)證地面測(cè)試設(shè)備狀態(tài)的情況。因此，地面測(cè)試系統(tǒng)的狀態(tài)如何快速切換、何時(shí)切換和準(zhǔn)確記錄成為有效載荷測(cè)試的關(guān)鍵需求之一。

地面測(cè)試系統(tǒng)的快速切換主要采用局域網(wǎng)的儀器擴(kuò)展(LXI)接口技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制[3-6]，而地面測(cè)試系統(tǒng)狀態(tài)何時(shí)切換則須及時(shí)獲取有效載荷的工作狀態(tài)。受衛(wèi)星資源的限制和設(shè)計(jì)等因素影響，有效載荷遙測(cè)狀態(tài)的更新存在延遲和頻率低的情況[7]，這導(dǎo)致地面測(cè)試系統(tǒng)無法第一時(shí)間獲知有效載荷的工作狀態(tài)，也無法及時(shí)準(zhǔn)確切換工作狀態(tài)。地面測(cè)試系統(tǒng)狀態(tài)的準(zhǔn)確記錄是判斷有效載荷數(shù)據(jù)的依據(jù)。人工記錄已無法適應(yīng)地面測(cè)試系統(tǒng)快速切換狀態(tài)的測(cè)試環(huán)境。即使采用計(jì)算機(jī)記錄地面測(cè)試系統(tǒng)狀態(tài)，也很難將地面測(cè)試系統(tǒng)狀態(tài)與有效載荷狀態(tài)一一對(duì)應(yīng)。因此，需要采取措施將地面測(cè)試系統(tǒng)狀態(tài)與星上狀態(tài)關(guān)聯(lián)起來，而地面測(cè)試系統(tǒng)與星上時(shí)間同步正好滿足這樣的需求。根據(jù)星上時(shí)間和有效載荷的工作模式準(zhǔn)確獲得有效載荷的當(dāng)前工作狀態(tài)，并按星上狀態(tài)及時(shí)切換和準(zhǔn)確記錄地面測(cè)試系統(tǒng)狀態(tài)?，F(xiàn)有地面測(cè)試系統(tǒng)與星上時(shí)間主要依靠GPS和北斗時(shí)間系統(tǒng)[6，8]進(jìn)行同步，這不僅增加了地面測(cè)試系統(tǒng)對(duì)GPS或北斗信號(hào)的依賴，也增加了衛(wèi)星和地面測(cè)試系統(tǒng)的成本。

針對(duì)以上情況，在現(xiàn)有小衛(wèi)星綜合測(cè)試系統(tǒng)[9-12]的基礎(chǔ)上，本文提出了一種有效載荷地面測(cè)試系統(tǒng)星地時(shí)間的同步方法。利用測(cè)試局域網(wǎng)中衛(wèi)星遙測(cè)幀的廣播頻率實(shí)現(xiàn)了星地時(shí)間同步[1-2]，將遙控指令和星上指定時(shí)間作為地面測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試啟動(dòng)信號(hào)，并根據(jù)同步信號(hào)記錄地面測(cè)試系統(tǒng)狀態(tài)，為有效載荷數(shù)據(jù)的判斷提供條件。

2 星地時(shí)間同步原理

2.1 時(shí)鐘同步信號(hào)

衛(wèi)星遙測(cè)內(nèi)容和下傳是由星務(wù)主機(jī)、各分系統(tǒng)下位機(jī)和測(cè)控應(yīng)答機(jī)共同完成[13]。星務(wù)主機(jī)通過星上CAN總線定時(shí)向各分系統(tǒng)下位機(jī)輪詢并接收應(yīng)答數(shù)據(jù)，再將應(yīng)答數(shù)據(jù)組成遙測(cè)幀，最后發(fā)送給測(cè)控應(yīng)答機(jī)。測(cè)控應(yīng)答機(jī)按照固定碼速率將遙測(cè)幀調(diào)制到射頻信號(hào)上下傳。時(shí)間系統(tǒng)負(fù)責(zé)向星務(wù)主機(jī)和各分系統(tǒng)提供時(shí)間基準(zhǔn)，確保遙測(cè)幀的周期性和與星上時(shí)間的同步性。地面測(cè)控系統(tǒng)接收衛(wèi)星遙測(cè)的射頻信號(hào)，在譯碼后將遙測(cè)幀發(fā)送給主測(cè)試計(jì)算機(jī)。主測(cè)試計(jì)算機(jī)將接收到的遙測(cè)幀在測(cè)試局域網(wǎng)中進(jìn)行廣播。遙測(cè)顯示計(jì)算機(jī)接收并解析遙測(cè)幀。衛(wèi)星地面測(cè)試系統(tǒng)接收衛(wèi)星遙測(cè)數(shù)據(jù)的過程如圖1所示。

圖1 衛(wèi)星地面測(cè)試系統(tǒng)接收遙測(cè)數(shù)據(jù)過程Fig.1 Telemetry recieving of the satellite ground test system

目前，我國衛(wèi)星遙測(cè)基本上實(shí)施PCM遙測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，并且PCM遙測(cè)有固定的幀長(zhǎng)度[13]。衛(wèi)星遙測(cè)幀由測(cè)控應(yīng)答機(jī)以固定碼速率下傳，在地面測(cè)控系統(tǒng)中譯碼和傳輸延遲時(shí)間固定不變，在測(cè)試局域網(wǎng)中由主測(cè)試計(jì)算機(jī)到遙測(cè)顯示計(jì)算機(jī)的衛(wèi)星遙測(cè)幀廣播路徑固定不變。星務(wù)主機(jī)按照星上時(shí)間系統(tǒng)的同步信號(hào)輪詢、接收并傳送遙測(cè)幀。因此，衛(wèi)星遙測(cè)幀在測(cè)試局域網(wǎng)中的廣播就具備了與星上時(shí)鐘頻率相同且同步的特性。根據(jù)衛(wèi)星遙測(cè)幀的數(shù)據(jù)約定，還可以從衛(wèi)星遙測(cè)幀中解析出星上時(shí)間信息。衛(wèi)星遙測(cè)幀的頻率特性以及包含的星上時(shí)間信息，使測(cè)試局域網(wǎng)中廣播的遙測(cè)幀具備了作為地面測(cè)試系統(tǒng)的時(shí)鐘同步信號(hào)的條件。需要指出的是，由于衛(wèi)星遙測(cè)幀從星務(wù)主機(jī)傳輸?shù)降孛鏈y(cè)試系統(tǒng)存在固定的延遲時(shí)間，還要對(duì)地面測(cè)試系統(tǒng)的時(shí)間進(jìn)行修正。

2.2 測(cè)試啟動(dòng)信號(hào)

要準(zhǔn)確配合有效載荷的地面測(cè)試，除了在時(shí)間上與星上時(shí)間保持同步外，有效載荷地面測(cè)試系統(tǒng)還需要準(zhǔn)確獲取有效載荷工作模式的啟動(dòng)和工作狀態(tài)的切換時(shí)刻。有效載荷工作狀態(tài)的切換時(shí)刻是基于其工作模式的啟動(dòng)時(shí)刻和星地時(shí)間同步信號(hào)來獲知的。而有效載荷工作模式的啟動(dòng)取決于衛(wèi)星遙控指令的接收時(shí)刻。有效載荷測(cè)試所涉及衛(wèi)星遙控指令主要是通過星上CAN總線發(fā)送給有效載荷下位機(jī)，其發(fā)送方式主要分為兩種：程控指令和間接指令。前者是由星務(wù)主機(jī)在事先設(shè)定的時(shí)刻將遙控指令發(fā)送給有效載荷，即預(yù)先設(shè)定的時(shí)刻就是有效載荷工作模式啟動(dòng)時(shí)刻。而后者是由星務(wù)主機(jī)接收到遙控指令后即時(shí)發(fā)給有效載荷，故間接指令接收時(shí)刻需要根據(jù)測(cè)試局域網(wǎng)中的衛(wèi)星遙控指令的廣播時(shí)刻來確定。衛(wèi)星地面測(cè)試系統(tǒng)發(fā)送衛(wèi)星遙控指令的過程如圖2所示。

由圖2可知，總控計(jì)算機(jī)是衛(wèi)星地面測(cè)試系統(tǒng)的人機(jī)交互接口，負(fù)責(zé)向地面測(cè)控系統(tǒng)和主測(cè)試計(jì)算機(jī)發(fā)送衛(wèi)星遙控指令。主測(cè)試計(jì)算機(jī)接收遙控指令并在測(cè)試局域網(wǎng)中進(jìn)行廣播。遙測(cè)顯示計(jì)算機(jī)接收并解譯遙控指令。衛(wèi)星的遙控指令分別傳輸?shù)叫l(wèi)星和遙測(cè)顯示計(jì)算機(jī)的傳輸路徑和延遲時(shí)間是固定的。因此，地面測(cè)試系統(tǒng)可以通過接收測(cè)試局域網(wǎng)中廣播的遙控指令來獲得有效載荷工作模式啟動(dòng)的時(shí)刻。另外，由于遙控指令分別傳輸至衛(wèi)星和遙測(cè)顯示計(jì)算機(jī)的路徑存在差異，導(dǎo)致兩者的到達(dá)時(shí)間存在差異，影響地面測(cè)試系統(tǒng)啟動(dòng)信號(hào)的準(zhǔn)確性。為確保測(cè)試啟動(dòng)信號(hào)的準(zhǔn)確性，需要對(duì)測(cè)試啟動(dòng)信號(hào)的時(shí)刻進(jìn)行修正。

圖2 衛(wèi)星地面測(cè)試系統(tǒng)發(fā)送遙控指令示意圖Fig.2 Telecommand sending of the satellite ground test system

3 有效載荷地面測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)成

有效載荷的地面測(cè)試主要工作原理是有效載荷信號(hào)模擬源向星載有效載荷發(fā)送模擬信號(hào)，地面有效載荷測(cè)試計(jì)算機(jī)判讀有效載荷數(shù)據(jù)，從而完成對(duì)有效載荷的功能、性能的測(cè)試。有效載荷地面測(cè)試系統(tǒng)是由測(cè)試控制計(jì)算機(jī)和有效載荷信號(hào)模擬源兩部分組成，在圖3中被標(biāo)記為紅色。

由圖3可知，測(cè)試控制計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)接收在測(cè)試局域網(wǎng)中廣播的衛(wèi)星遙測(cè)和遙控指令，通過網(wǎng)絡(luò)控制有效載荷信號(hào)模擬源的狀態(tài)，也通過網(wǎng)絡(luò)查詢并記錄有效載荷信號(hào)模擬源的狀態(tài)，上述控制與查詢是兩個(gè)獨(dú)立的過程，以復(fù)核測(cè)試控制計(jì)算機(jī)對(duì)有效載荷信號(hào)模擬源的控制有效性。目前有效載荷信號(hào)模擬源大多具備LXI技術(shù)接口，能夠很好地滿足有效載荷地面測(cè)試的控制要求[3-4]。

圖3 有效載荷地面測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)成圖
Fig.3 Structure of the payload ground test system

4 星地時(shí)間同步的軟件實(shí)現(xiàn)

測(cè)試控制計(jì)算機(jī)是地面測(cè)試系統(tǒng)的控制核心，實(shí)現(xiàn)星地時(shí)間的同步以及對(duì)有效載荷信號(hào)模擬源的

狀態(tài)控制與記錄。地面測(cè)試系統(tǒng)的軟件分為6個(gè)功能模塊，分別是遙測(cè)遙控模塊、綜合處理模塊、控制模塊、查詢模塊、記錄模塊和自檢模塊。軟件模塊的相互關(guān)系如圖4所示。

圖4 軟件模塊流程示意圖Fig.4 Flow of software modules

4.1 同步信號(hào)和啟動(dòng)信號(hào)的生成

地面測(cè)試系統(tǒng)與星上時(shí)鐘頻率的同步信號(hào)主要由遙測(cè)遙控模塊產(chǎn)生。遙測(cè)遙控模塊監(jiān)測(cè)并接收衛(wèi)星遙測(cè)幀廣播，利用衛(wèi)星遙測(cè)幀的廣播，觸發(fā)時(shí)鐘同步信號(hào)，為其它軟件模塊提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)星地時(shí)間同步。在測(cè)試局域網(wǎng)中，衛(wèi)星遙測(cè)一般采用用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(User Datagram Protocol，UDP)的廣播方式。遙測(cè)遙控模塊綁定測(cè)試局域網(wǎng)中的接收端口，以VB語言描述如下：

With Winsock1: Rem接收端：衛(wèi)星遙測(cè)廣播

.Bind 2005(綁定遙測(cè)廣播端口)

End With(定義結(jié)束)

Winsock1_DataArrival函數(shù)在遙測(cè)遙控模塊中是接收衛(wèi)星遙測(cè)幀的，每接收到一幀衛(wèi)星遙測(cè)，就調(diào)用一次Winsock1_DataArrival函數(shù)，使得Winsock1_DataArrival函數(shù)的調(diào)用頻率與衛(wèi)星遙測(cè)幀的廣播頻率一致，從而使得地面測(cè)試系統(tǒng)與星上時(shí)間的頻率相同。同時(shí)，Winsock1_DataArrival函數(shù)還從衛(wèi)星遙測(cè)幀中提取星上時(shí)間，為每個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供時(shí)間標(biāo)簽。VB語言描述如下：

Private Sub Winsock1_DataArrival(ByVal bytesTotal As Long)

Dim str() As Byte(定義接收遙測(cè)廣播數(shù)據(jù)參數(shù))

Dim U0 As Long(定義星上時(shí)間)

Winsock1.GetData str,vbArray+vbByte(獲取遙測(cè)廣播內(nèi)容)

U0=CLng(str(4))*256+CLng(str(5))(提取星上時(shí)間)

End Sub

U0為提取出的星上時(shí)間。DataArrival函數(shù)為接收UDP廣播的函數(shù)。另外，作為間接指令廣播的啟動(dòng)信號(hào)，也是由遙測(cè)遙控模塊產(chǎn)生的。與衛(wèi)星遙測(cè)幀廣播相同，衛(wèi)星遙控指令也是采用UDP的廣播方式。遙測(cè)遙控模塊綁定相應(yīng)的接收端口，調(diào)用相應(yīng)的接收UDP廣播數(shù)據(jù)的函數(shù)，解析遙控指令的信息，在確認(rèn)為有效載荷指令時(shí)，模塊發(fā)出測(cè)試啟動(dòng)信號(hào)。與遙測(cè)廣播類似，VB程序不再贅述。

4.2 同步信號(hào)和啟動(dòng)信號(hào)的修正

由于衛(wèi)星遙測(cè)幀傳輸?shù)降孛鏈y(cè)試系統(tǒng)存在固定延遲，以及衛(wèi)星遙控指令傳輸?shù)接行лd荷和測(cè)試控制計(jì)算機(jī)的路徑存在差異，將影響地面測(cè)試系統(tǒng)啟動(dòng)和切換的準(zhǔn)確性。因此，地面測(cè)試系統(tǒng)需要對(duì)這些影響因素進(jìn)行測(cè)量并予以修正。

考慮到衛(wèi)星遙測(cè)幀導(dǎo)致的時(shí)間延遲僅涉及星地時(shí)間的時(shí)鐘同步信號(hào)，故首先對(duì)同步信號(hào)進(jìn)行測(cè)量和修正。對(duì)衛(wèi)星遙測(cè)幀延遲時(shí)間的測(cè)量需要在程控指令下進(jìn)行，測(cè)試流程如圖5所示。

在圖5中，標(biāo)志時(shí)刻是指有效載荷信號(hào)模擬源的某次狀態(tài)切換時(shí)刻。該標(biāo)志在有效載荷數(shù)據(jù)中記錄的時(shí)刻為t1，在地面測(cè)試系統(tǒng)中記錄的時(shí)刻為t1′，則同步信號(hào)的延遲時(shí)間為x秒，即x=t1′-t1。

同步信號(hào)的修正是通過調(diào)快有效載荷地面測(cè)試系統(tǒng)時(shí)間實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)星地時(shí)間精度要求的不同，修正方法也有所不同。衛(wèi)星遙測(cè)幀的廣播頻率決定了星地時(shí)間同步的時(shí)間基準(zhǔn)精度。星地時(shí)間同步精度要求低于遙測(cè)幀廣播周期的，以遙測(cè)幀廣播周期為單位調(diào)快有效載荷地面測(cè)試系統(tǒng)時(shí)間。若星地時(shí)間同步精度高于遙測(cè)幀廣播時(shí)間，在上述調(diào)整方法基礎(chǔ)上，對(duì)相鄰遙測(cè)幀之間采用測(cè)試控制計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)時(shí)，并按計(jì)時(shí)周期調(diào)快地面測(cè)試系統(tǒng)時(shí)間。

在完成同步信號(hào)修正的基礎(chǔ)上，再對(duì)衛(wèi)星遙控指令的啟動(dòng)信號(hào)誤差進(jìn)行測(cè)量和修正。如前所述，啟動(dòng)信號(hào)的誤差只在間接指令測(cè)試的情況下存在，測(cè)試流程如圖6所示。

圖5 衛(wèi)星遙測(cè)幀延遲時(shí)間的測(cè)量流程Fig.5 Measure flow of the time-delay of satellite telemetry frame

在圖6中，標(biāo)志時(shí)刻是指有效載荷信號(hào)模擬源第一次啟動(dòng)輸出信號(hào)的時(shí)刻，該時(shí)刻是在地面測(cè)試系統(tǒng)接收間接指令廣播后的第n秒(n即為延遲時(shí)間)。該標(biāo)志在有效載荷數(shù)據(jù)中記錄的時(shí)刻為t2，從有效載荷數(shù)據(jù)中可知有效載荷收到遙控指令的時(shí)刻為t3，則啟動(dòng)信號(hào)的誤差為y秒，即y = n-(t2-t3)。當(dāng)y<0時(shí)，有效載荷先于地面測(cè)試系統(tǒng)接收到衛(wèi)星測(cè)控指令。反之，有效載荷晚于地面測(cè)試系統(tǒng)接收到衛(wèi)星測(cè)控指令。其中，延遲時(shí)間第n秒的取值應(yīng)確保有效載荷數(shù)據(jù)能夠反映出模擬信號(hào)狀態(tài)切換的過程。

啟動(dòng)信號(hào)的修正是通過對(duì)測(cè)試用例啟動(dòng)時(shí)刻進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)y>0時(shí)，則將測(cè)試用例的時(shí)間延遲y秒；當(dāng)y<0時(shí)，則立即開始測(cè)試用例，并縮短第1個(gè)測(cè)試用例的測(cè)試時(shí)長(zhǎng)y秒，當(dāng)再次循環(huán)測(cè)試到第1個(gè)用例時(shí)，按照正常時(shí)長(zhǎng)執(zhí)行，直至測(cè)試完畢。啟動(dòng)信號(hào)的時(shí)間調(diào)整精度參照同步信號(hào)調(diào)整的方法。

圖6 星上時(shí)間校準(zhǔn)流程Fig.6 Flow of synchronization between satellite and ground

5 運(yùn)行效果

以某型號(hào)衛(wèi)星有效載荷的測(cè)試為例。有效載荷接收機(jī)有5個(gè)工作頻段(分為A～E)。在其工作模式中，可以選擇工作頻段和時(shí)長(zhǎng)，按照星上時(shí)間進(jìn)行工作頻段的切換。有效載荷接收機(jī)當(dāng)前工作頻段的遙測(cè)狀態(tài)更新速率為4 s/次。該有效載荷在星時(shí)(4N+0)秒(N為正整數(shù))到(4N+3)秒之間接收衛(wèi)星遙控指令，在(4N+4)秒開始執(zhí)行接收機(jī)的工作模式。在一次有效載荷測(cè)試中，設(shè)置接收機(jī)在4個(gè)頻段(A～D)循環(huán)工作，各頻段工作時(shí)長(zhǎng)依次為5 s、10 s、15 s、5 s，每個(gè)頻段須設(shè)置2個(gè)頻率的有效載荷模擬信號(hào)。該有效載荷接收機(jī)的工作模式是在特定時(shí)間開始執(zhí)行，因此僅需要修正星地時(shí)間。經(jīng)過延遲時(shí)間的測(cè)試，地面時(shí)間比星上時(shí)間晚1 s，則調(diào)快地面測(cè)試系統(tǒng)時(shí)間1 s。

有效載荷地面測(cè)試系統(tǒng)接收到遙控指令廣播后，根據(jù)(4N+4)秒的執(zhí)行規(guī)則開始執(zhí)行有效載荷測(cè)試用例。所用測(cè)試用例是按照有效載荷頻段切換順序設(shè)置的信號(hào)，并規(guī)定了模擬信號(hào)的相關(guān)參數(shù)，具體如表1所示。

表1 測(cè)試用例列表

在現(xiàn)有測(cè)試條件下，為保證設(shè)置的模擬信號(hào)被有效載荷接收，需要在4個(gè)頻段循環(huán)一圈只設(shè)置一個(gè)模擬信號(hào)，完成該項(xiàng)測(cè)試共需280 s。而采用星地時(shí)間同步的地面測(cè)試系統(tǒng)，能準(zhǔn)確的針對(duì)每個(gè)工作頻段設(shè)置一個(gè)模擬信號(hào)，整個(gè)測(cè)試過程只需要70 s，并且地面測(cè)試系統(tǒng)還可進(jìn)一步提高模擬信號(hào)的設(shè)置強(qiáng)度，例如5 s的頻段駐留時(shí)間可以設(shè)置3個(gè)模擬信號(hào)，每個(gè)模擬信號(hào)分別設(shè)置為1 s,2 s,2 s。

在整個(gè)測(cè)試過程中，有效載荷信號(hào)模擬源的狀態(tài)按照星上時(shí)間被完整地記錄了下來。狀態(tài)記錄可以作為有效載荷數(shù)據(jù)判讀的輸入條件，在時(shí)間上對(duì)有效載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行精確判讀。在該型號(hào)衛(wèi)星測(cè)試中，利用狀態(tài)記錄，及時(shí)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)有效載荷的偶發(fā)故障，避免了將隱患“帶上天”。

6 結(jié)束語

針對(duì)地面測(cè)試系統(tǒng)難以適應(yīng)有效載荷工作模式快速變化的問題，本文提出了一種星地時(shí)間的同步方法，使有效載荷地面測(cè)試系統(tǒng)能準(zhǔn)確快速地配合有效載荷地面測(cè)試。此方法已經(jīng)成功應(yīng)用于多顆小衛(wèi)星的有效載荷地面測(cè)試任務(wù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)量問題，取得了良好的應(yīng)用效果。

本文所述的方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，不依賴于其它時(shí)間系統(tǒng)，避免了人為錯(cuò)誤，提高了有效載荷地面測(cè)試的效率，為有效載荷數(shù)據(jù)從時(shí)間上進(jìn)行精確判讀提供了輸入條件，可為有星地時(shí)間同步需求的地面測(cè)試系統(tǒng)提供設(shè)計(jì)參考。后續(xù)將在本系統(tǒng)基礎(chǔ)上開展有效載荷地面測(cè)試的全閉環(huán)自動(dòng)化研究。

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(編輯：李多)

A Method of Time Synchronization Between Satellite and Ground for Payload Ground Test System

ZENG Wei LIU Hang WANG Miao HAN Dong

(DFH Satellite Co.,Ltd.,Beijing 100094,China)

In view of the fact that the payload ground test system is too difficult to support the test of the rapid mode-switch payload,this paper proposes a method of time synchronization between satellite and ground for the payload ground test system. This method synchronizes the time between the ground test system and the satellite with the frequency of the telemetry which is broadcasted in the test local area network，and makes the state of the ground test system match precisely with the payload work-mode according to the telecommand. The synchronization provides the state records of the ground test system with the time labels，and the records are the input conditions for the check of the payload data. The method can be realized easily and applied widely,which provides reference for the design of the ground test system which demands the synchronization between satellite and ground test system.

payload；time synchronization between satellite and ground；ground test

2016-05-03；

2016-06-27

曾巍，男，工程師，從事小衛(wèi)星有效載荷總體設(shè)計(jì)工作。Email：zengwei_1982@sina.com。

TP274

A

10.3969/j.issn.1673-8748.2016.06.020