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航天器集成测试可视化平台

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  • 发布日期:2011-07-01 09:14
  • 有效期至:长期有效
  • 方案区域:广东湛江市
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详细说明

一、系统背景

航天器测试是检验航天器各个电系统(包括机电、光电、热电)的正确性和兼容性,检测航天器是否达到所要求的电性能指标,特别是经受各种地面模拟环境考验后,检测其性能是否恶化。通过综合测试,使得不满足技术条件的性能、不完善的功能、不匹配的电气接口以及设计缺陷都得到暴露,航天器的测试在航天器研制和应用中占有极其重要的地位。

航天器地面测试过程中,将航天器的地面测试数据,进行实时、直观、动态的演示,将有助于测试工程师准确获取测试信息,并对测试数据进行精确地分析;同时,如何利用直观的控制方式,将控制指令实时的发送给测试设备,也是航天器地面测试中一个关键的问题;另外,随着航天器地面测试相关技术的发展,传统测试工作中的某些工作模式也已经不能很好地适应新条件下型号任务的需求。因此,一个功能完备、性能优异并且部署、应用方便的测试平台,对航天器的地面测试工作,具有十分重要的意义。

二、需求分析

  • 基于人机界面的可视化测试平台
  • 型号之间的共享
  • 降低人机界面与数据的耦合度
  • 集成测试平台
  • 与总控测试软件系统紧密结合

三、技术方案

当前,航天器测试领域面临着众所周知的困惑,那就是测试系统都不具备通用性。为某型号开发的系统只能专用于该型号,不同开发者开发的系统也可能完全不同。硬件方面的不通用性曾经引起过重视,多种标准化计算机接口已为大家所接受。然而,测试设备体系结构的随意性使系统很难通用,特别是软件,每个开发者都直接利用商用支持软件(如汇编语言、C语言、操作系统等),从最底层开发做起。这样开发出来的软件很难具有通用性,也做不到彼此的技术继承性。航天器测试软件这种低水平的重复开发,不但花费很多人力物力,耗费很多时间,而且难以保证软件的水平和质量。有鉴于此,分布式航天器测试可视化交互平台将基于优秀的人机界面平台Sammi开发。

平台将部署和运行在局域网上,采用客户端/服务器与浏览器/服务器相结合的模式。系统设计为在网络环境下支持Windows、Linux、Unix等操作系统。

平台应用模式图

四、系统特点

人机界面库

航天器的研制是系列化的工作,技术上的共享使得不同航天器之间在设备及某些参数、指标等方面都是相同和类似的。因此,针对不同航天器测试系统的人机界面之间,也会有很多类似。测试平台中所使用的界面及构成界面的图元,以文本文件的格式存储,界面及图元的各种属性用描述性的语言定义。建立航天器测试通用人机界面库和专用图元库来存储航天器测试中所需要的界面及构成界面的图元,并提供相应的维护、管理和应用工具,实现人机界面的快速构建和复用。

分布式的数据中心

Sammi运行模式图图 2 Sammi运行模式图

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在Sammi开发的人机界面系统中,界面与数据中心之间是多对多的分布式结构。在分布式网络中,界面可以显示在任何终端上,而与界面相关的采集、处理、分析数据的应用程序和储存数据的实时、历史数据库以及接受界面指令的应用程序等,也可以存在于网络中的任何位置。

实际应用中,可以改变各型号航天器需要专用测试系统和测试环境的局面。航天器进入现场后,只需要重新连接测试设备,并在服务器上运行相应的数据采集和处理应用程序,而在每个测试工位,需要做的工作仅仅是切换到相应的人机界面。

界面与数据分离

在Sammi的设计理念中,人机界面和数据完全是分离的,没有任何代码间的联系,界面与数据之间的交互只通过变量、事件和命令等来实现。这使得测试部署和应用之后,所有对界面和数据处理程序的增、删、改等操作,都对系统整体没有任何影响。

人机界面在线编辑、修改

在航天器的地面测试过程中,根据实际需要,对数据显示方式和相应测试指令等的修改,是经常要进行的工作。利用Sammi界面文本文件存储和界面与数据完全分离的特性,使用人机界面库,只需要将所需要的界面或者界面的图元调入测试平台,并维护相应的参数映射文件,就可以做到对人机界面的在线编辑、修改,这将大大降低卫星地面测试工作的复杂度并提高工作效率。

系统扩展无需编程

作为航天器分布式及可视化的交互测试平台,在平台开发时,涉及到诸如计算机绘图、网络通信、进程通信等方方面面的软件开发技术。使用Sammi作为开发工具,有至少70%的代码,Sammi平台已经为用户做好了,用户唯一需要进行编程的工作内容,就是利用Sammi的API,把数据发送给界面,并接受界面的指令发送给相应的设备和应用程序。利用航天器测试数据网络传输具有规范和通用的特点,将航天器测试数据和控制指令在网络中传输的协议以接口文件描述,并保存在接口库中,用由Sammi API编写的通用接口程序调用和解释执行,来实现人机界面对航天器测试的数据显示和控制。针对不同的航天器,只需要替换或维护相关的接口文件即可,不再需要任何的编程工作。

在分布式网络上的跨平台能力

测试平台使用Sammi进行开发。平台可以在包括Solaris,Digital DecAlpha,IBM,Hewlett Packard,Silicon Graphics,NightHawk Series,Windows,Linux等系统和平台上运行。而且在各种平台上,无论人机界面还是API编写的应用程序,都完全保持一致。

多样化的部署方案

用Sammi所开发的人机界面系统,可以按照C/S、B/S或两者混合的方式进行部署和应用。任何一种部署方式,都保持包括图形、字体及显示方式等在内的界面一致和相同的数据处理和命令处理机制。

权限控制方案

由于航天器的测试数据不但在测试现场使用,而且会依据需要在网络上用其他方式进行发布,这就需要对能浏览数据的用户进行划分和制约;控制指令,也会由不同级别的用户来执行。测试平台采用权限控制的手段实现对用户数据发布、访问和指令发送等操作的控制。

来源:北京圣佐空间软件科技发展有限公司
 
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