適應(yīng)于組網(wǎng)衛(wèi)星的數(shù)字化及自動化測試技術(shù)研究

張福楨，閆海平，曾志敏，周 鑫，史禮婷，吳曉宇

(航天行云科技有限公司，武漢 430040)

0 引言

近年來，隨著航天技術(shù)的飛速發(fā)展，航天產(chǎn)品逐漸滲透到以通信、導(dǎo)航、遙感為代表的典型應(yīng)用場景的各個領(lǐng)域。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量的增加和對業(yè)務(wù)時間分辨率容忍度的降低使得單顆衛(wèi)星工作模式難以滿足當(dāng)前的業(yè)務(wù)需求。因此，以多星組網(wǎng)協(xié)同工作為基礎(chǔ)的衛(wèi)星星座有利于提高系統(tǒng)覆蓋特性、縮短重訪周期、增加數(shù)據(jù)落地速度。因此，隨著衛(wèi)星的高集成度、輕量化以及運載能力的提升，一箭多星、衛(wèi)星批量化成為新的發(fā)展趨勢。星鏈(Starlink)計劃共發(fā)射4.2萬顆互聯(lián)網(wǎng)通信衛(wèi)星構(gòu)建全球互聯(lián)網(wǎng)通信天基網(wǎng)絡(luò)，為適應(yīng)衛(wèi)星組網(wǎng)需求，星鏈建立了衛(wèi)星生產(chǎn)線，通過衛(wèi)星自動化測試手段每月可實現(xiàn)接近120星的批產(chǎn)能力[1-2]。

早期，衛(wèi)星主要采用定制化模式，地面綜合測試采用串行測試方式[3]，單次測試僅能進行一個被測衛(wèi)星單元，進而造成衛(wèi)星地面測試周期占整個衛(wèi)星研制周期接近70%，且衛(wèi)星測試主要采用人工操作和判讀的方式，需要大量的人力投入，這是傳統(tǒng)衛(wèi)星研制周期長、成本投入高的最主要原因[4]。隨著國內(nèi)外微小衛(wèi)星星座的規(guī)劃和應(yīng)用，采用自動化測試手段開展衛(wèi)星并行測試，對于縮短衛(wèi)星研制周期、實現(xiàn)星座快速組網(wǎng)和應(yīng)用具有重要的價值。然而，目前國內(nèi)衛(wèi)星在衛(wèi)星自動化、批量化和并行化地面測試方面的研究尚處于起步階段[5-6]。2009～2011年，航天東方紅衛(wèi)星有限公司提出基于工作流的分布式小衛(wèi)星自動測試系統(tǒng)[7-8]，小衛(wèi)星自動化綜合測試開始得到實踐。在此基礎(chǔ)上，對衛(wèi)星測試系統(tǒng)布局、遠程測試網(wǎng)絡(luò)布局等地面測試總體技術(shù)方案進行優(yōu)化[9]，并研制了智能化測試系統(tǒng)[10]用于衛(wèi)星單機驗收測試、整星電性能測試等環(huán)節(jié)。上海微小衛(wèi)星工程中心對批量衛(wèi)星流水線自動化測試系統(tǒng)進行研究[11-12]，對衛(wèi)星批量流水式自動化測試系統(tǒng)的體系進行設(shè)計，并應(yīng)用于衛(wèi)星分級測試中。上述研究雖然在一定程度上提高了衛(wèi)星測試效率，但研制仍舊采用串行工作方式，測試工作需要待產(chǎn)品齊套交付后方可開展后續(xù)AIT工作，且部分需要交互性的測試仍舊需要采用手動測試、人工判讀的方式進行。進一步的，銀河航天、九天微星、時空道宇以及航天科工空間工程有限公司等單位在多個地方建立衛(wèi)星AIT(總裝、集成和測試)廠房和柔性智能生產(chǎn)線，并在廠房內(nèi)部署自動化生產(chǎn)和測試設(shè)備，但在實際衛(wèi)星研制過程中，仍舊以手動方式、串行測試為主，衛(wèi)星測試自動化程度較低[13]。

本文提出了基于數(shù)字衛(wèi)星的批量衛(wèi)星自動測試技術(shù)，通過對綜合測試系統(tǒng)架構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，可滿足單星或多星自動化測試；所提出數(shù)字衛(wèi)星仿真控制平臺，通過單機模擬、分系統(tǒng)模擬可在單機研制階段便完成衛(wèi)星的軟件測試工作，對衛(wèi)星整體功能進行提前測試、驗證和優(yōu)化，可大幅縮短后續(xù)測試時間。此外，通過在測試系統(tǒng)中加入機械臂等自動化設(shè)備，借助綜合測試系統(tǒng)，可實現(xiàn)對批產(chǎn)衛(wèi)星的自動測試。

1 測試總體方案設(shè)計

隨著微小衛(wèi)星組網(wǎng)應(yīng)用需求的不斷擴張，衛(wèi)星批量化研制、快速發(fā)射成為必然趨勢，而傳統(tǒng)的衛(wèi)星串行測試模式存在步驟繁瑣、重復(fù)性工作多、人力成本投入高等缺陷，無法滿足快速組網(wǎng)需求，并且目前國內(nèi)衛(wèi)星測試以人工操作為主，操作流程復(fù)雜，耗費時間長，記錄準確度低。此外，傳統(tǒng)的基于真實單機的聯(lián)調(diào)測試對各單機研制進度同步性依賴性較高，而衛(wèi)星研制過程中，各單機繼承性不同，研制進度差別較大，進而導(dǎo)致星務(wù)軟件反復(fù)更改、軟件版本短時間內(nèi)無法固化?；跀?shù)字衛(wèi)星的地面自動化測試技術(shù)借助數(shù)字孿生技術(shù)，以數(shù)字衛(wèi)星代替真實衛(wèi)星進行主要功能、接口協(xié)議的調(diào)試和測試。

1.1 綜合測試系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

為滿足衛(wèi)星批量化研制和測試需求，同時兼顧型號發(fā)展的拓展需求，測試系統(tǒng)架構(gòu)按照“測試可自動、并行可拓展、遠程可交互”原則進行設(shè)計。

1.1.1 綜合測試系統(tǒng)組成

如圖1所示，測試區(qū)域由衛(wèi)星測試區(qū)域和測試控制區(qū)域兩部分組成。

圖1 衛(wèi)星綜合測試系統(tǒng)架構(gòu)圖

衛(wèi)星測試區(qū)域主要包括衛(wèi)星、射頻專檢設(shè)備(如測控專檢、數(shù)傳專檢、GNSS信號源等)、地面供電設(shè)備、星地CAN接口以及測試交互設(shè)備(操作機械臂及其控制設(shè)備等)等。單顆衛(wèi)星采用獨立供電，供電設(shè)備可通過測試系統(tǒng)上位機進行控制；星上射頻單機通過射頻切換設(shè)備與地檢設(shè)備間實現(xiàn)無線通信。測試時，對設(shè)備切換矩陣設(shè)置不同參數(shù)，可實現(xiàn)地面設(shè)備與不同衛(wèi)星間的無線通信，從而實現(xiàn)多星并行測試[14]。此外，衛(wèi)星測試區(qū)域同時部署數(shù)字衛(wèi)星，用于整星數(shù)字化測試以及衛(wèi)星測試過程中的排故等，可用于部分代替電性星的功能。

測試控制區(qū)域包括主控服務(wù)器、PXI仿真設(shè)備、以及終端測試電腦等。主控服務(wù)器運行地面測試軟件，負責(zé)衛(wèi)星型號管理、遙控指令發(fā)送、遙測參數(shù)解析、自動化測試任務(wù)執(zhí)行監(jiān)控、測試數(shù)據(jù)保存、用戶權(quán)限管理、遙控指令配置、遙測數(shù)據(jù)協(xié)議配置、參數(shù)的實時訂閱、歷史數(shù)據(jù)查詢和分析等[15]。PXI仿真設(shè)備主要為衛(wèi)星測試時提供相應(yīng)的時間、軌道、姿態(tài)等信息，以模擬衛(wèi)星飛行狀態(tài)；終端測試電腦主要用于測試的操作等。由于不同衛(wèi)星數(shù)據(jù)格式、解析方式、工程值轉(zhuǎn)換的不同，為保證系統(tǒng)通用性[16-17]，遙控指令和遙測數(shù)據(jù)解析按照相同數(shù)據(jù)格式配置的方式進行，并存儲在數(shù)據(jù)庫中。當(dāng)遙控指令和遙測數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，只需要修改配置文件即可實現(xiàn)。

相比傳統(tǒng)的衛(wèi)星綜合測試系統(tǒng)[9,11-12]，本方案在測試區(qū)域增加操作機械臂等測試交互設(shè)備及其控制接口，用于衛(wèi)星測試過程中單機交互操作。例如進行星敏有效性測試或極性測試中，要求將星模擬器靠近星敏感器，判斷星敏數(shù)據(jù)狀態(tài)是否滿足預(yù)期。傳統(tǒng)方法采用手工操作，既存在一定的安全風(fēng)險，也降低了測試效率。將操作機械臂的上位機集成到綜合測試系統(tǒng)中，使用綜合測試系統(tǒng)統(tǒng)一管理，可用于手動或自動化測試過程。

1.1.2 綜合測試系統(tǒng)工作方式

綜合測試系統(tǒng)由地面測試軟件進行管理，基于B/S架構(gòu)實現(xiàn)測試設(shè)備資源分配和計劃調(diào)度、數(shù)據(jù)查詢和分析、遙控指令發(fā)送和遙測數(shù)據(jù)解析、軟件上注、自動化測試指令配置和執(zhí)行等，可滿足單星或多星測試。

單星測試可采用手動或自動方式進行。手動測試時根據(jù)測試任務(wù)需求發(fā)送遙控指令，并對遙測數(shù)據(jù)結(jié)果是否符合進行人工判讀。此外，測試系統(tǒng)可對遙測數(shù)據(jù)有效范圍進行配置和異常數(shù)據(jù)預(yù)警提示。自動測試則主要通過測試序列方式進行，測試序列可在線或離線配置，對指令執(zhí)行邏輯、時序、執(zhí)行條件、循環(huán)次數(shù)、判定依據(jù)等進行規(guī)定，綜合測試系統(tǒng)則可自動執(zhí)行指令發(fā)送、遙測數(shù)據(jù)判讀以及異常數(shù)據(jù)預(yù)警等功能，并生成測試報告，自動測試流程如圖2所示。

圖2 衛(wèi)星自動化測試流程示意圖

多星并行測試以單星測試為基礎(chǔ)，在不同測試區(qū)域部署衛(wèi)星及相應(yīng)測試設(shè)備，并通過星地有線或無線接口連接到服務(wù)器。如圖1所示，地面測試系統(tǒng)和不同衛(wèi)星間的通信通過星碼進行標識，星碼具有唯一性[18]，為綜合測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)分類處理的依據(jù)。發(fā)送遙控指令時，綜合測試系統(tǒng)根據(jù)所選衛(wèi)星型號對遙控指令進行再組包，增加星碼信息并發(fā)送至相應(yīng)衛(wèi)星，只有本星預(yù)置星碼與指令中星碼信息匹配，衛(wèi)星才會執(zhí)行指令；星務(wù)處理遙測數(shù)據(jù)時，在遙測數(shù)據(jù)包中同樣增加本星星碼，綜合測試系統(tǒng)根據(jù)星碼對遙測數(shù)據(jù)進行解析、分發(fā)和存儲。并行測試時，在終端測試電腦選擇不同衛(wèi)星型號，便可針對該星按照手動或自動測試方式進行測試。

1.2 數(shù)字衛(wèi)星仿真測試平臺

數(shù)字衛(wèi)星是借助數(shù)字孿生技術(shù)，采用數(shù)字化方法模擬衛(wèi)星物理狀態(tài)，實現(xiàn)對衛(wèi)星接口、功能、數(shù)據(jù)處理等的封裝和應(yīng)用[19]。利用數(shù)字衛(wèi)星模擬星務(wù)計算機硬件平臺和操作系統(tǒng)軟件平臺，可用于單機齊套前星務(wù)軟件邏輯控制層面軟件的調(diào)試和測試，如單元測試、配置項測試、星務(wù)各模式切換邏輯測試、單機或分系統(tǒng)管理測試、分離時序測試、單機遙控指令和遙測數(shù)據(jù)測試、分系統(tǒng)集成測試等。另一方面，數(shù)字衛(wèi)星還可用于通信衛(wèi)星組網(wǎng)狀態(tài)下多節(jié)點通信模擬測試等。

如圖3所示，基于數(shù)字衛(wèi)星的仿真測試平臺主要由服務(wù)端與客戶端組成?？蛻舳酥饕獙崿F(xiàn)命令行界面以及進行通信序列化和解序列化。數(shù)字衛(wèi)星主要運行在服務(wù)端內(nèi)，集成星務(wù)計算機操作系統(tǒng)模擬、硬件模擬、應(yīng)用層模擬以及各單機和分系統(tǒng)模擬等，用于模擬衛(wèi)星飛行狀況；同時集成數(shù)字衛(wèi)星多種模型庫(如姿態(tài)動力學(xué)模型庫、軌道模型庫等)，為數(shù)字衛(wèi)星仿真提供條件。綜合測試系統(tǒng)和星務(wù)軟件應(yīng)用層模擬進行數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)數(shù)字衛(wèi)星的遙控指令發(fā)送和遙測數(shù)據(jù)接收和處理。

圖3 數(shù)字衛(wèi)星仿真測試平臺架構(gòu)圖

單顆數(shù)字衛(wèi)星進程部署于單個docker內(nèi)，并使用Kubernetes進行動態(tài)管理。單星數(shù)字化測試時，通過設(shè)置模型庫參數(shù)，可為單機模擬、分系統(tǒng)模擬提供輸入，并以閉環(huán)方式進行實時更新。例如，調(diào)整模型庫中姿態(tài)軌道模型中時間、軌道和初始姿態(tài)等參數(shù)，模擬衛(wèi)星星箭分離后整星狀態(tài)，結(jié)合其它模型庫，進而模擬衛(wèi)星在各模式下姿態(tài)軌道變化、衛(wèi)星能源平衡、衛(wèi)星表面熱變化、過境特性等。數(shù)字衛(wèi)星和真實衛(wèi)星間通過星碼建立一一對應(yīng)關(guān)系，可通過調(diào)動多個docker內(nèi)的數(shù)字衛(wèi)星進行模擬組網(wǎng)測試。數(shù)字衛(wèi)星支持內(nèi)部授時和外部授時兩種。單星模擬測試主要采用內(nèi)部授時進行控制，多星模擬測試主要采用外部授時進行控制，以保證多星時間統(tǒng)一性。

2 衛(wèi)星測試流程

通常衛(wèi)星一般由結(jié)構(gòu)與機構(gòu)、電源、熱控、綜合電子、測控、姿態(tài)與軌道控制和載荷分系統(tǒng)等幾部分組成[20]，衛(wèi)星在各單機完成驗收交付后，進行分系統(tǒng)級測試和桌面聯(lián)試。完成桌面測試后交付總裝并在總裝完成后進行整星綜合電性能測試。批量化衛(wèi)星由于技術(shù)狀態(tài)具有高度一致性，借鑒美國GlobalStar系統(tǒng)AIT測試成功經(jīng)驗[21]，僅在首發(fā)星進行完整測試，其余各星主要通過采用自動化測試手段進行測試。如圖4所示，星上產(chǎn)品驗收交付前，主要進行單星數(shù)字化測試，進行星上軟件功能的驗證；單機驗收后，按照分系統(tǒng)劃分進行分系統(tǒng)級接口、功能和性能指標的測試驗證，并根據(jù)測試情況進行數(shù)字衛(wèi)星的模型修正；分系統(tǒng)驗證完畢后，進行整星級桌面和總裝后衛(wèi)星測試，同時再次進行數(shù)字衛(wèi)星模型修正。

圖4 衛(wèi)星測試流程

借助數(shù)字衛(wèi)星仿真測試平臺，可在衛(wèi)星分系統(tǒng)測試前，提前開展衛(wèi)星單機級、分系統(tǒng)級和整星級數(shù)字化測試，對星務(wù)軟件的軟件配置、單機管理、模式切換、故障處理等多種功能進行提前測試驗證。在星務(wù)軟件研制完成后，通過數(shù)字衛(wèi)星實現(xiàn)單機模擬和分系統(tǒng)模擬進行衛(wèi)星軟件測試，對星務(wù)軟件、分系統(tǒng)以及整星的功能進行測試驗證和優(yōu)化，從而大幅減小后續(xù)分系統(tǒng)和整星測試工作。

2.1 首星測試

衛(wèi)星首星測試主要用于衛(wèi)星接口、功能和性能指標的調(diào)試驗證，進而明確后續(xù)衛(wèi)星技術(shù)狀態(tài)基線。首星測試分為數(shù)字化測試、單星分系統(tǒng)級測試和單星整星級測試。

2.1.1 衛(wèi)星數(shù)字化測試

首星數(shù)字化測試主要用于驗證星上軟件功能、軟接口協(xié)議驗證。在星務(wù)軟件研制完成后，利用數(shù)字衛(wèi)星仿真測試系統(tǒng)可開展單星單機級、分系統(tǒng)級和整星級功能驗證。

1)單機級：按照單機與星務(wù)或者單機與單機之間的通信協(xié)議進行配置，在單機模擬層進行單機模擬，對接口協(xié)議進行測試。

2)分系統(tǒng)級：按照分系統(tǒng)組成，由各數(shù)字單機組成分系統(tǒng)，進行分系統(tǒng)數(shù)字化測試。分系統(tǒng)級測試主要驗證各分系統(tǒng)功能是否符合總體設(shè)計需求。以姿軌控分系統(tǒng)為例，如圖5所示，姿軌控分系統(tǒng)主要包括星敏、陀螺、磁強計、太陽敏感器等姿態(tài)測量裝置以及飛輪、磁力矩器、推進裝置等控制裝置。數(shù)字衛(wèi)星模型庫中姿態(tài)動力學(xué)模塊、軌道動力學(xué)模塊以及時間模塊產(chǎn)生相應(yīng)的信號發(fā)送至數(shù)字單機，姿軌控分系統(tǒng)模擬層中姿態(tài)軌道控制軟件結(jié)合單機信號產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，驅(qū)動姿態(tài)控制數(shù)字單機產(chǎn)生控制信號并傳輸至模型庫姿態(tài)、軌道動力學(xué)模塊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)閉環(huán)，從而可對姿態(tài)軌道控制算法進行驗證。

圖5 衛(wèi)星姿軌控分系統(tǒng)數(shù)字化測試

3)整星級：完成單機級和分系統(tǒng)級測試后，通過數(shù)字衛(wèi)星模擬，由各模型庫提供必要輸入，可進行整星級在軌功能數(shù)字測試。例如，姿態(tài)軌道模型庫提供測試期間任一時刻衛(wèi)星的時間、軌道、姿態(tài)等信息；熱控系統(tǒng)模擬庫計算出衛(wèi)星外熱流情況和各部組件溫度等信息；電源分系統(tǒng)模擬庫對衛(wèi)星供電情況進行仿真等。通過數(shù)字模飛測試，可驗證衛(wèi)星入軌后模式切換等多種功能。同時，通過對模型庫進行修改，制造各種異常工況，對衛(wèi)星故障處理邏輯設(shè)計的正確性進行驗證。

2.1.2 單星分系統(tǒng)級測試

單星分系統(tǒng)級測試是整星單機齊套后，對分系統(tǒng)各單機接口、功能和性能指標的符合性進行驗證，同時對數(shù)字衛(wèi)星單機模擬、分系統(tǒng)模擬的模型進行修正，并根據(jù)測試情況形成自動化測試序列，用于后續(xù)衛(wèi)星的自動化測試。

以熱控分系統(tǒng)為例，熱控分系統(tǒng)主要包括控溫組件(如加熱帶、熱管等)和測溫組件(如熱敏電阻等)。測試時，打開控溫組件使控溫點附近溫度上升，監(jiān)測測溫組件反饋遙測量是否正常；關(guān)閉控溫組件，一段時間后，測溫點處溫度應(yīng)回到環(huán)境溫度。

2.1.3 單星整星級測試

整星級測試主要驗證衛(wèi)星分系統(tǒng)間的連通性和兼容性以及考核整星整體的功能和性能，按照是否總裝分為桌面散態(tài)和衛(wèi)星總裝后測試。

整星級測試主要包括整星電性能測試、整星模飛測試以及總裝后整星綜合電性能測試。以整星模飛測試為例，通過PXI仿真系統(tǒng)設(shè)置衛(wèi)星飛行環(huán)境(如UTC時間、軌道高度、衛(wèi)星軌道姿態(tài)、光照情況等)，模擬衛(wèi)星星箭分離、初始入軌、在軌測試、業(yè)務(wù)運行以及各種故障工況，對整星在軌各項功能進行測試驗證。測試完成后，將上述流程整理并配置成自動化序列，用于后續(xù)衛(wèi)星模擬飛行測試。

2.2 衛(wèi)星自動化測試

首星測試階段，主要采用手動方式完成單機測試、分系統(tǒng)測試、桌面散態(tài)測試和總裝后測試，根據(jù)首星測試情況對測試邏輯、測試流程、測試結(jié)果進行確認，優(yōu)化測試流程，并按照要求配置自動化測試序列。批量自動化測試階段，通過配置的自動化測試序列執(zhí)行單機測試、分系統(tǒng)測試、桌面散態(tài)測試以及總裝后測試。自動化測試流程如圖6所示，主要分為測試序列配置、測試序列執(zhí)行和測試序列判讀以及測試報告生成等。

圖6 自動化測試執(zhí)行流程

1)測試序列配置：可根據(jù)測試要求在線創(chuàng)建或?qū)霚y試指令序列，并設(shè)置相鄰指令間的間隔時間、執(zhí)行次數(shù)、判決條件等。測試序列的配置和測試在首星測試階段完成。

2)測試序列執(zhí)行：根據(jù)配置的測試序列指令集以及間隔時間等信息，自動化測試系統(tǒng)以閉環(huán)方式自動向衛(wèi)星發(fā)送遙控指令，并向需要的測試設(shè)備發(fā)送指令信息，控制其進行配合測試。例如衛(wèi)星太陽敏感器進行極性測試時，該項測試前自動化測試系統(tǒng)將控制機械臂設(shè)備夾持測試設(shè)備到達指定位置，執(zhí)行完成后向單機發(fā)送遙控指令。

3)測試序列判讀：單機根據(jù)測試序列配置的判決條件對遙測數(shù)據(jù)進行自動判讀，若判讀結(jié)果正常，繼續(xù)執(zhí)行下一條序列，直至測試結(jié)束；若測試結(jié)果異常，將對異常信息進行提示，并根據(jù)異常情況判斷是否中斷測試。

4)測試報告生成：每次自動化測試指令結(jié)束后，自動化測試系統(tǒng)將自主生成測試記錄，保存每條測試指令執(zhí)行情況、判讀單機或設(shè)備反饋數(shù)據(jù)原碼和工程解析值以及判讀條件、指令執(zhí)行時間等信息?？筛鶕?jù)測試報告對異常情況進行人工二次判斷，定位異常原因。

2.3 衛(wèi)星并行測試

首星測試完成后，其余各星可進行并行測試，即可根據(jù)各星測試需求在同一時間內(nèi)針對多星進行測試。如圖1所示，以6星測試為例，將全部待測試衛(wèi)星置于衛(wèi)星測試區(qū)域，各星采用獨立供電，星上射頻單機與射頻專檢設(shè)備間通過射頻切換矩陣進行連接。測試區(qū)域內(nèi)各星測試人員登錄測試系統(tǒng)，選擇衛(wèi)星型號(與星碼對應(yīng))、數(shù)據(jù)發(fā)送/接收通道等，并按照需求進行射頻切換矩陣設(shè)置，隨后便可按照測試計劃開展測試。不同測試人員通過選擇不同衛(wèi)星型號進行并行測試，綜合測試系統(tǒng)根據(jù)星碼進行遙控指令發(fā)送和遙測數(shù)據(jù)解析、存儲和分析。

3 試驗結(jié)果與分析

衛(wèi)星自動化測試是實現(xiàn)衛(wèi)星高密度發(fā)射的關(guān)鍵一環(huán)。針對行云工程衛(wèi)星項目，對衛(wèi)星測試流程進行合理優(yōu)化，即單機齊套前以數(shù)字衛(wèi)星為基礎(chǔ)進行星務(wù)軟件的研發(fā)、測試工作；單機齊套后，以真實衛(wèi)星為基礎(chǔ)進行分系統(tǒng)或整星功能的復(fù)測確認，并進行數(shù)字衛(wèi)星模型修正，對星務(wù)軟件功能進行修改后可通過數(shù)字衛(wèi)星進行復(fù)測，驗證通過后再在正樣星上進行軟件上注。多星測試階段，通過測試系統(tǒng)中的設(shè)備切換矩陣，可同時將多星接入系統(tǒng)中進行并行測試。此外，測試系統(tǒng)加入自動化測試功能，可根據(jù)測試需求進行測試序列功能配置和測試結(jié)果自動化判讀，并對非預(yù)期結(jié)果進行預(yù)警，方便測試人員進行故障定位，大大提高了測試效率。當(dāng)然，上述測試流程對數(shù)字衛(wèi)星、真實衛(wèi)星和綜合測試系統(tǒng)間的匹配性要求較高，因此測試前期也出現(xiàn)較多問題，如數(shù)字衛(wèi)星功能不完善而不能完全代替真實衛(wèi)星。因此，首星測試階段重點對數(shù)字衛(wèi)星功能進行迭代優(yōu)化，為后續(xù)測試奠定基礎(chǔ)。上述測試流程的合理性在行云工程多星測試階段得到較好的驗證。

此外，綜合測試系統(tǒng)雖然可滿足多星并行測試，但受到硬件資源配置的限制。例如，射頻地檢設(shè)備僅可同時滿足和一顆星之間的交互，因此若進行多星射頻單機同時測試，需要配置多臺地檢設(shè)備。

4 結(jié)束語

隨著各種低軌衛(wèi)星組網(wǎng)計劃的提出，未來衛(wèi)星批量化設(shè)計、制造和生產(chǎn)成為新的趨勢。因此，在工程設(shè)計之初，便需要考慮衛(wèi)星地面測試系統(tǒng)的可拓展性和自動化。本文結(jié)合衛(wèi)星批量化研制流程，對基于數(shù)字衛(wèi)星的地面批量自動化測試技術(shù)進行研究，提出了衛(wèi)星自動化測試系統(tǒng)架構(gòu)和測試流程，除首顆衛(wèi)星外，基本可實現(xiàn)分系統(tǒng)測試階段、整星桌面測試階段以及總裝后衛(wèi)星的全自動化測試，極大提高了測試效率，縮短了測試時間。本測試方法在行云工程首批6星批量化研制過程中得到應(yīng)用，后續(xù)可根據(jù)需求進行拓展以滿足更多衛(wèi)星的批量化并行測試。