專利名稱：一種基于星上網(wǎng)的星載自測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星測(cè)試方法，特別是一種基于CAN總線的星載自測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
星載自測(cè)試主要完成對(duì)衛(wèi)星各系統(tǒng)、各單機(jī)的功能性能測(cè)試，是在衛(wèi)星系統(tǒng)層面進(jìn)行的測(cè)試。目前，星載自測(cè)試一般只是實(shí)現(xiàn)單機(jī)層面的自檢測(cè)試，例如設(shè)備加電后，通過處理器監(jiān)測(cè)一下自身存儲(chǔ)器、外圍接口等功能是否正常，給出相關(guān)狀態(tài)標(biāo)示。然而隨著衛(wèi)星智能化和系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)要求，需要實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星系統(tǒng)層面的分系統(tǒng)級(jí)、部組件級(jí)的自測(cè)試功能。由于衛(wèi)星是一個(gè)系統(tǒng)工程，是由多個(gè)系統(tǒng)組成的系統(tǒng)，目前傳統(tǒng)的系統(tǒng)級(jí)測(cè)試還是由人工來(lái)進(jìn)行，測(cè)試時(shí)要求每個(gè)單機(jī)、每個(gè)系統(tǒng)都有人看守自身設(shè)備的工作狀態(tài)，有地面測(cè)試人員發(fā)送指令，各個(gè)系統(tǒng)和單機(jī)人員共同判別衛(wèi)星對(duì)指令的執(zhí)行是否正常。這種方式需要大量的人工操作和人工判斷，而人工判讀時(shí)漏判、誤判等情況時(shí)有發(fā)生，測(cè)試的可靠性較差且測(cè)試效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于星上網(wǎng)的星載自測(cè)試方法，采用現(xiàn)場(chǎng)總線作為信息路徑，通過星載智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)星載自測(cè)試功能，減少了衛(wèi)星測(cè)試時(shí)所需要的人工操作和人工判斷，提高了測(cè)試的效率。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種基于星上網(wǎng)的星載自測(cè)試方法，步驟如下(I)建立指令遙測(cè)相關(guān)表和基本遙測(cè)表；所述的指令遙測(cè)相關(guān)表記錄了遙控指令及與遙控指令執(zhí)行相關(guān)的遙測(cè)參數(shù)、遙測(cè)參數(shù)值及參數(shù)閾值的映射關(guān)系，所述的基本遙測(cè)表記錄了需要定期監(jiān)視的衛(wèi)星遙測(cè)參數(shù)、遙測(cè)參數(shù)值及參數(shù)閾值的映射關(guān)系；(2)從星載總線上獲取數(shù)據(jù)包并判斷數(shù)據(jù)包中包含的內(nèi)容為遙控指令、輪詢指令和遙測(cè)數(shù)據(jù)中的哪一種；所述的遙控指令為星務(wù)調(diào)度單元發(fā)送給各星載智能設(shè)備的指令數(shù)據(jù)，所述的輪詢指令為星務(wù)調(diào)度單元輪詢各星載智能設(shè)備狀態(tài)的輪詢數(shù)據(jù)，所述的遙測(cè)數(shù)據(jù)為各星載智能設(shè)備回復(fù)的自身遙測(cè)狀態(tài)數(shù)據(jù)；(3)如果數(shù)據(jù)包中包含的內(nèi)容為輪詢指令，則設(shè)置收到輪詢格式標(biāo)識(shí)，結(jié)束；如果數(shù)據(jù)包中包含的內(nèi)容為遙控指令，則提取指令碼，從指令遙測(cè)相關(guān)表中查找出與指令碼對(duì)應(yīng)的遙測(cè)參數(shù)信息，并設(shè)置遙測(cè)初始狀態(tài)為未更新狀態(tài)，結(jié)束；如果數(shù)據(jù)包中包含的內(nèi)容為遙測(cè)數(shù)據(jù)，則判斷遙測(cè)數(shù)據(jù)是否包含了和指令碼對(duì)應(yīng)的遙測(cè)參數(shù)且該遙測(cè)參數(shù)狀態(tài)為未更新，如果遙測(cè)數(shù)據(jù)包含了和指令碼對(duì)應(yīng)的遙測(cè)參數(shù)且該遙測(cè)參數(shù)狀態(tài)為未更新，則將數(shù)據(jù)包中的遙測(cè)數(shù)據(jù)值與指令遙測(cè)相關(guān)表中對(duì)應(yīng)的參數(shù)閾值進(jìn)行比對(duì)，給出指令執(zhí)行是否正常并對(duì)指令遙測(cè)相關(guān)表中相應(yīng)的遙測(cè)數(shù)據(jù)值進(jìn)行更新，如果遙測(cè)數(shù)據(jù)未包含和指令碼對(duì)應(yīng)的遙測(cè)參數(shù)且該遙測(cè)參數(shù)狀態(tài)為未更新則進(jìn)入步驟(4)；(4)判斷遙測(cè)數(shù)據(jù)是否包含了基本遙測(cè)表中的遙測(cè)參數(shù)，如果遙測(cè)數(shù)據(jù)沒有包含基本遙測(cè)表中的遙測(cè)參數(shù)則結(jié)束，如果遙測(cè)數(shù)據(jù)包含了基本遙測(cè)表中的遙測(cè)參數(shù)則將各遙測(cè)數(shù)據(jù)與基本遙測(cè)表中對(duì)應(yīng)的參數(shù)閾值進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)遙測(cè)包中的遙測(cè)數(shù)據(jù)值是否在參數(shù)閾值范圍內(nèi)給出正常信息或者報(bào)警信息，結(jié)束。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明方法充分利用星務(wù)調(diào)度單元的信息綜合處理能力，利用星上網(wǎng)的互聯(lián)性和互操作，星載自測(cè)試使用現(xiàn)有的星上網(wǎng)，無(wú)需另外建立其專用的測(cè)試信息路徑，在不增加衛(wèi)星資源前提下實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星自測(cè)試的能力，簡(jiǎn)化了衛(wèi)星測(cè)試系統(tǒng)的復(fù)雜性，降低了衛(wèi)星研制過程的復(fù)雜度，提高了衛(wèi)星快速集成和快速測(cè)試能力。同時(shí)，本發(fā)明方法改變了目前衛(wèi)星測(cè)試過程中，需要人工發(fā)送大量測(cè)試指令，需要大量人員參與判讀的現(xiàn)狀；充分利用星上信息和處理能力，實(shí)現(xiàn)了將多系統(tǒng)的多人工判讀方法改變?yōu)樾巧献詣?dòng)判讀，將人工發(fā)送大量測(cè)試指令的方法改變?yōu)樾巧细鶕?jù)測(cè)試任務(wù)自動(dòng)發(fā)送，大大簡(jiǎn)化了地面人員操作和人工成本，減少了人為的低等級(jí)錯(cuò)誤，降低誤判率，提高了測(cè)試效率和質(zhì)量，加強(qiáng)了測(cè)試的可靠性。


圖I為星務(wù)系統(tǒng)的組成示意圖；圖2為星務(wù)調(diào)度單元的信息流程圖；圖3為本發(fā)明方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式隨著控制和信息技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)總線在20世紀(jì)80年代中期發(fā)展起來(lái)，利用現(xiàn)場(chǎng)總線構(gòu)成衛(wèi)星星載自測(cè)試信息路徑，實(shí)現(xiàn)基于星上網(wǎng)的自測(cè)試功能已經(jīng)是星載自測(cè)試發(fā)展的重要方向。而且，該現(xiàn)場(chǎng)總線自測(cè)試系統(tǒng)不僅是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，而且是一個(gè)開放式自測(cè)試系統(tǒng)。本發(fā)明的星載自測(cè)試方法主要涉及星上網(wǎng)、星務(wù)調(diào)度單元、被測(cè)試星載智能設(shè)備。星上網(wǎng)通常由完全獨(dú)立的雙冗余CAN(Controller Area Network)總線構(gòu)成,這樣在物理上可以保證在一條總線故障時(shí)，另一條總線仍可進(jìn)行通信，確保了信息回路的暢通、安全、可靠。被測(cè)試星載智能設(shè)備為帶有微處理器并與星上網(wǎng)進(jìn)行通信的星載設(shè)備。星務(wù)調(diào)度單元為目前小衛(wèi)星上的星務(wù)中心計(jì)算機(jī)，對(duì)外主要是提供遙測(cè)、遙控接口和星上網(wǎng)絡(luò)接口。I、星務(wù)系統(tǒng)地面測(cè)控站將無(wú)線遙控指令發(fā)送給衛(wèi)星，衛(wèi)星收到地面遙控指令后，星務(wù)調(diào)度單元通過星上網(wǎng)絡(luò)分發(fā)給各星上智能設(shè)備。另外，星上智能設(shè)備將自身的工作狀態(tài)信息經(jīng)星上網(wǎng)絡(luò)傳給星務(wù)中心計(jì)算機(jī)，星務(wù)中心計(jì)算機(jī)格式化后通過遙測(cè)下傳。本發(fā)明測(cè)試方法可以在星務(wù)調(diào)度單元或者星載智能設(shè)備中作為一個(gè)軟件模塊實(shí)現(xiàn)。如圖I所示，星務(wù)系統(tǒng)中包括星務(wù)調(diào)度單元和多個(gè)星載智能設(shè)備，圖中的自測(cè)試模塊單獨(dú)列出用于執(zhí)行本發(fā)明的自測(cè)試方法。2、星務(wù)調(diào)度單元信息流星務(wù)調(diào)度單元主要通過CAN總線發(fā)起指令和遙測(cè)信息流，該信息流每秒一次，其工作流程如圖2所示。S201星務(wù)調(diào)度單元判斷星上是否接收到遙控指令，如果接收到遙控指令，則進(jìn)入S202 ;如果沒有接收到遙控指令，則直接進(jìn)入S203 ；S202星務(wù)調(diào)度單元采用指令格式將遙控指令發(fā)送到CAN總線上，各星載智能設(shè)備通過CAN總線接收后，根據(jù)指令格式進(jìn)行識(shí)別判斷，獲取與自身相關(guān)的遙控指令并進(jìn)行處理；S203星務(wù)調(diào)度單元采用輪詢指令格式向各星載智能設(shè)備發(fā)送輪詢指令，收集各星載智能設(shè)備的遙測(cè)參數(shù)；S204各星載智能設(shè)備通過CAN總線接收到指令后，根據(jù)指令格式進(jìn)行識(shí)別判斷，如果是自身的輪詢指令則回復(fù)自身的相關(guān)遙測(cè)參數(shù)包給星務(wù)調(diào)度單元。3、指令遙測(cè)相關(guān)表和基本遙測(cè)表要實(shí)現(xiàn)星載自測(cè)試，需要建立指令與遙測(cè)變化相關(guān)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，本發(fā)明方法采用 建立指令遙測(cè)相關(guān)表的方式解決該問題。例如指令遙測(cè)相關(guān)表中的一條記錄可以包括表I所示的內(nèi)容。表I指令遙測(cè)相關(guān)表
字節(jié)數(shù)Γ^Ι 指令碼4個(gè)字節(jié) 4個(gè)字節(jié)組合形成一條指令
與指令相關(guān)的狀態(tài)I個(gè)字節(jié)星上的遙測(cè)數(shù)據(jù)
該狀態(tài)發(fā)指令前的數(shù)值 I個(gè)字節(jié)該狀態(tài)發(fā)指令前的數(shù)值 最小值2個(gè)字節(jié)WFrn
最大值2個(gè)字節(jié)Wxii該表可以通過指令碼和相關(guān)星上數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)；同時(shí)可以建立多個(gè)該表格，設(shè)計(jì)成指令碼相同而對(duì)應(yīng)的遙測(cè)數(shù)據(jù)不同，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)指令和多個(gè)星上遙測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)。當(dāng)需要增加時(shí)，僅需要按照這個(gè)格式增加記錄即可。該表可以通過傳統(tǒng)星務(wù)的地面測(cè)控通道進(jìn)行在軌增加和修改完善。另外在衛(wèi)星上還需要對(duì)一些關(guān)鍵的參數(shù)進(jìn)行定期監(jiān)視，需要建立該參數(shù)的正常值范圍。本發(fā)明方法采用建立一個(gè)基本遙測(cè)表來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如基本遙測(cè)表的一條記錄可以包括表2所不的內(nèi)容。表2基本遙測(cè)表
字節(jié)數(shù)
與指令相關(guān)的狀態(tài) I個(gè)字節(jié)星上的遙測(cè)數(shù)據(jù)
正常最小值2個(gè)字節(jié)^Fl
正常最大值2個(gè)字節(jié)WxE
該表可以實(shí)現(xiàn)設(shè)定遙測(cè)參數(shù)的正常最小值和正常最大值，當(dāng)獲取的星上遙測(cè)數(shù)據(jù)在正常最小值和最大值范圍內(nèi)，代表正常；否則，代表異常。4、星載自測(cè)試模塊的信息處理方法星載自測(cè)試模塊通過CAN總線能夠接收到的信息主要是如下三種(I)星務(wù)調(diào)度單元發(fā)送給各星載智能設(shè)備的指令數(shù)據(jù)；(2)星務(wù)調(diào)度單元輪詢各星載智能設(shè)備的輪詢數(shù)據(jù)；(3)各星載智能設(shè)備回復(fù)的自身遙測(cè)狀態(tài)數(shù)據(jù)；首先通過CAN總線獲取正常星上網(wǎng)的指令數(shù)據(jù)、輪詢數(shù)據(jù)和遙測(cè)狀態(tài)數(shù)據(jù)。根據(jù)指令數(shù)據(jù)獲取該指令相關(guān)的遙測(cè)參數(shù)(一個(gè)指令可能含有多個(gè)指令參數(shù)，具體需要查詢指令遙測(cè)相關(guān)表)，然后再通過遙測(cè)數(shù)據(jù)包獲得對(duì)應(yīng)指令執(zhí)行后的遙測(cè)數(shù)據(jù)并與指令相關(guān)的 遙測(cè)參數(shù)的最大值最小值進(jìn)行比較，如果在該范圍內(nèi)，則指令執(zhí)行正常，否則指令執(zhí)行不正
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巾O另外為了監(jiān)視衛(wèi)星狀態(tài)，還要根據(jù)輪詢接收狀態(tài)和遙測(cè)數(shù)據(jù)包判斷遙測(cè)數(shù)據(jù)是否在基本遙測(cè)表(該表與指令遙測(cè)相關(guān)表完全獨(dú)立)的正常范圍，給出正常和警告信息。具體處理流程如圖3所示S301獲得總線數(shù)據(jù)，接收完一幀數(shù)據(jù)進(jìn)入S302 ；S302判斷接收到的數(shù)據(jù)是否為完整數(shù)據(jù)包，如果是進(jìn)行S303判斷輪詢格式；否則進(jìn)入S301繼續(xù)接收總線數(shù)據(jù)；S303首先判斷是否是輪詢格式，如果是，則轉(zhuǎn)S304，如果不是，則轉(zhuǎn)S305 ；S304設(shè)置收到輪詢格式標(biāo)識(shí)；S305首先判斷是否是指令格式，如果是，則轉(zhuǎn)S306，如果不是，則轉(zhuǎn)S309 ；S306獲得指令碼，獲取指令碼后進(jìn)入S307 ；S307根據(jù)指令碼在星載自測(cè)試模塊的指令遙測(cè)相關(guān)表中查找，獲得對(duì)應(yīng)的遙測(cè)參數(shù)，然后進(jìn)入S308 ；S308設(shè)置遙測(cè)初始狀態(tài)為未更新狀態(tài)，用于S310判斷；S309判斷從總線上接收到的是遙測(cè)數(shù)據(jù)新包，遙測(cè)數(shù)據(jù)新包為各下位機(jī)回復(fù)主機(jī)輪詢的各下位機(jī)工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)包，反映了設(shè)備的運(yùn)行情況；S310判斷遙測(cè)數(shù)據(jù)包是否和指令遙測(cè)相關(guān)并且狀態(tài)為未更新狀態(tài)，如果是，則進(jìn)入S311 ;如果不是，則直接進(jìn)入S312 ；S311根據(jù)星載指令遙測(cè)表的內(nèi)容和遙測(cè)包內(nèi)容比對(duì)給出指令執(zhí)行是否正常，并置更新狀態(tài)標(biāo)示；S312判斷遙測(cè)是否在星載自測(cè)試模塊建立的基本遙測(cè)表中，如果在基本遙測(cè)表中，則進(jìn)入S313繼續(xù)判斷，否則，直接結(jié)束流程；S313比較該數(shù)據(jù)在遙測(cè)表判讀正常值范圍，如果不在正常范圍，給出警告信息，否貝U，給出正常信息。5、啟動(dòng)自測(cè)試任務(wù)根據(jù)前面的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了自測(cè)試任務(wù)，自測(cè)試任務(wù)根據(jù)分系統(tǒng)或單機(jī)設(shè)計(jì)相應(yīng)的自測(cè)試任務(wù)鏈，該任務(wù)鏈由地面經(jīng)過測(cè)試驗(yàn)證后固化或由地面上注到自測(cè)試模塊。星載自測(cè)試模塊每個(gè)任務(wù)為由多個(gè)指令鏈組成的指令系列，如表3所示。每次啟動(dòng)一個(gè)自測(cè)試模塊的任務(wù)后，自測(cè)試模塊就按照順序自動(dòng)發(fā)送該任務(wù)的第一條指令。自測(cè)試模塊發(fā)送命令后，根據(jù)本發(fā)明的圖3流程，判斷指令是否執(zhí)行正確，如果執(zhí)行結(jié)果正確，則繼續(xù)執(zhí)行本任務(wù)下一條指令，否則終止本任務(wù)，等待地面判斷。當(dāng)任務(wù)執(zhí)行到最后一條指令后并且星上判斷指令執(zhí)行正確后，則星載自測(cè)試模塊給出該任務(wù)測(cè)試通過標(biāo)識(shí)，從而完成一個(gè)任務(wù)自動(dòng)測(cè)試工作。表3指令序列表
權(quán)利要求
1.一種基于星上網(wǎng)的星載自測(cè)試方法，其特征在于步驟如下 (1)建立指令遙測(cè)相關(guān)表和基本遙測(cè)表；所述的指令遙測(cè)相關(guān)表記錄了遙控指令及與遙控指令執(zhí)行相關(guān)的遙測(cè)參數(shù)、遙測(cè)參數(shù)值及參數(shù)閾值的映射關(guān)系，所述的基本遙測(cè)表記錄了需要定期監(jiān)視的衛(wèi)星遙測(cè)參數(shù)、遙測(cè)參數(shù)值及參數(shù)閾值的映射關(guān)系； (2)從星載總線上獲取數(shù)據(jù)包并判斷數(shù)據(jù)包中包含的內(nèi)容為遙控指令、輪詢指令和遙測(cè)數(shù)據(jù)中的哪一種；所述的遙控指令為星務(wù)調(diào)度單元發(fā)送給各星載智能設(shè)備的指令數(shù)據(jù)，所述的輪詢指令為星務(wù)調(diào)度單元輪詢各星載智能設(shè)備狀態(tài)的輪詢數(shù)據(jù)，所述的遙測(cè)數(shù)據(jù)為各星載智能設(shè)備回復(fù)的自身遙測(cè)狀態(tài)數(shù)據(jù)； (3)如果數(shù)據(jù)包中包含的內(nèi)容為輪詢指令，則設(shè)置收到輪詢格式標(biāo)識(shí)，結(jié)束；如果數(shù)據(jù)包中包含的內(nèi)容為遙控指令，則提取指令碼，從指令遙測(cè)相關(guān)表中查找出與指令碼對(duì)應(yīng)的遙測(cè)參數(shù)信息，并設(shè)置遙測(cè)初始狀態(tài)為未更新狀態(tài)，結(jié)束；如果數(shù)據(jù)包中包含的內(nèi)容為遙測(cè)數(shù)據(jù)，則判斷遙測(cè)數(shù)據(jù)是否包含了和指令碼對(duì)應(yīng)的遙測(cè)參數(shù)且該遙測(cè)參數(shù)狀態(tài)為未更新，如果遙測(cè)數(shù)據(jù)包含了和指令碼對(duì)應(yīng)的遙測(cè)參數(shù)且該遙測(cè)參數(shù)狀態(tài)為未更新，則將數(shù)據(jù)包中的遙測(cè)數(shù)據(jù)值與指令遙測(cè)相關(guān)表中對(duì)應(yīng)的參數(shù)閾值進(jìn)行比對(duì)，給出指令執(zhí)行是否正常并對(duì)指令遙測(cè)相關(guān)表中相應(yīng)的遙測(cè)數(shù)據(jù)值進(jìn)行更新，如果遙測(cè)數(shù)據(jù)未包含和指令碼對(duì)應(yīng)的遙測(cè)參數(shù)且該遙測(cè)參數(shù)狀態(tài)為未更新則進(jìn)入步驟(4)； (4)判斷遙測(cè)數(shù)據(jù)是否包含了基本遙測(cè)表中的遙測(cè)參數(shù)，如果遙測(cè)數(shù)據(jù)沒有包含基本遙測(cè)表中的遙測(cè)參數(shù)則結(jié)束，如果遙測(cè)數(shù)據(jù)包含了基本遙測(cè)表中的遙測(cè)參數(shù)則將各遙測(cè)數(shù)據(jù)與基本遙測(cè)表中對(duì)應(yīng)的參數(shù)閾值進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)遙測(cè)包中的遙測(cè)數(shù)據(jù)值是否在參數(shù)閾值范圍內(nèi)給出正常信息或者報(bào)警信息，結(jié)束。
全文摘要
一種基于星上網(wǎng)的星載自測(cè)試方法，步驟為(1)建立指令遙測(cè)相關(guān)表和基本遙測(cè)表；(2)從星載總線上獲取數(shù)據(jù)包并判斷數(shù)據(jù)包中包含的內(nèi)容為遙控指令、輪詢指令和遙測(cè)數(shù)據(jù)中的哪一種；(3)根據(jù)數(shù)據(jù)包的內(nèi)容類型，分別查找指令遙測(cè)相關(guān)表或者基本遙測(cè)表，對(duì)星載智能設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，給出正常信息或者報(bào)警信息。本發(fā)明方法采用現(xiàn)場(chǎng)總線作為信息路徑，通過星載智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)星載自測(cè)試功能，減少了衛(wèi)星測(cè)試時(shí)所需要的人工操作和人工判斷，提高了測(cè)試的效率。
文檔編號(hào)G01M99/00GK102840992SQ20121030065
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月22日
發(fā)明者施思寒, 李孝同, 張德全, 蔣軼穎, 趙婷 申請(qǐng)人:航天東方紅衛(wèi)星有限公司