[發明專利]通用全數字星務仿真平臺有效

申請號：	201510494433.1	申請日：	2015-08-12
公開（公告）號：	CN105137807B	公開（公告）日：	2017-11-24
發明（設計）人：	呂賽;張海;趙彥;陳駿林;陸一凡;李巍;解加華;顏俊菁	申請（專利權）人：	上海衛星工程研究所
主分類號：	G05B17/02	分類號：	G05B17/02
代理公司：	上海漢聲知識產權代理有限公司31236	代理人：	郭國中
地址：	200240 ***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	通用數字仿真平臺
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及衛星物理目標機和星務數據流的仿真與驗證，具體地，涉及一種通用全數字星務仿真平臺。

背景技術

衛星平臺上，星務分系統控制整星信息流調度與處理，數據流的接受和發送時序控制，主要包括實時遙測采集與組幀、遙控數據接收處理、時間管理、載荷控制、安全管理等功能，星務分系統是衛星信息控制系統的中樞，其運行的穩定可靠性決定了整個衛星任務的成敗。為了開發穩定可靠的星務分系統，仿真技術在航天領域中廣泛應用。

星務分系統主要由數管計算機單機和數管應用軟件兩部分組成。在衛星研制過程中，由于星務計算機研制過程復雜，試驗測試繁多，同時受到需求變更等因素的影響，導致數管計算機研制周期長，從而使得數管應用軟件的開發周期被壓縮，軟件調試和測試得不到充分保證。另一方面，某些故障測試及驗證在真實計算機中無法模擬，或者風險較大，有可能會對數管計算機造成不可逆轉的損害。再者，衛星發生升空后，由于其不可維修性，不能對星上故障重現并驗證解決方案。全數字仿真平臺可以模擬星務系統真實運行狀態，不僅可以提高星務系統的開發效率，同時在其驗證過程中具備及其重要的作用。

目前，在航天領域中，尤其是衛星星務研發領域，仿真領域的應用軟件種類繁多，均存在一些普遍的問題，主要表現在以下方面：

1、不用型號根據各自需求獨立設計，實現的仿真軟件兼容性差，造成資源的浪費；

2、各個仿真系統針對某一特定需求開展設計，功能單一，不能對多種功能進行仿真；

3、仿真系統間架構差別大，移植性差，協同仿真能力有待加強；

4、仿真系統中，軟硬件混搭，接口復雜，耦合性過大，系統開發難度大。

為了提高星務系統的研制效率，增強其可靠性，提供一個統一的平臺，對星務系統進行功能全面、通用性強、仿真度高的仿真系統變得迫在眉睫。

發明內容

在衛星科研和生產過程中，為了解決硬件產品交付周期長、系統需求變動大、可靠性安全性要求高的問題，針對以往仿真軟件的缺陷，從而提供了一種通用的全數字星務仿真平臺。本發明可以實現對星上計算機、交互通信設備等模擬仿真；能夠實現整星數據流、信息流、控制流的全面閉環仿真，包括遙控上行數據和遙測下行數據；能夠進行數管應用軟件的調試，包括目標代碼的加載，周期性任務的維護，串口數據的監視等；能夠實現軟件代碼的測試和驗證，通過提供斷點、寄存器監視、覆蓋率統計等工具，實現對代碼的全面測試和確認。

根據本發明提供的通用全數字星務仿真平臺，包括CTU虛擬目標機模塊、調度控制模塊、總線及通信模塊、應用軟件測試模塊、遙控終端、遙測處理顯示模塊以及遠置終端；

其中，所述CTU虛擬目標機模塊、所述調度控制模塊、所述應用軟件測試模塊、所述遙控終端、所述遙測轉發顯示模塊以及所述遠置終端均連接所述總線及通信模塊；

所述CTU虛擬目標機模塊用于虛擬數管計算機的組成和功能，運行待測試數管應用軟件；

所述調度控制模塊用于虛擬控制，具體為CTU虛擬目標機模塊、調度控制模塊、總線及通信模塊、應用軟件測試模塊、遙控終端、遙測處理顯示模塊以及遠置終端之間的時序控制、數據轉發和運行控制；

所述總線及通信模塊用于虛擬總線模塊；

所述應用軟件測試模塊用于虛擬對外提供接口；

所述遙控終端用于根據不同的遙控注數及指令需求，提供統一遙控格式的注數包并產生校驗結果；

所述遙測處理顯示模塊用于接收待測試數管應用軟件周期性生成的遙測數據幀，并根據遙測原碼處理公式，將原碼轉換為數字量遙測；

所述遠置終端用于模擬總線下位機。

優選地，所述時序控制具體為，CTU虛擬目標機模塊、調度控制模塊、總線及通信模塊、應用軟件測試模塊、遙控終端、遙測處理顯示模塊以及遠置終端之間的時序、節拍控制和仿真協同；

所述數據轉發，具體為，維護各模塊間的數據通信協議，完成通信數據的類型識別、路由控制、收發中轉；

所述運行控制，具體為，CTU虛擬目標機模塊、調度控制模塊、總線及通信模塊、應用軟件測試模塊、遙控終端、遙測處理顯示模塊以及遠置終端的暫停、運行、停止的同步控制和仿真速度的控制。