多通道遙控自動化測試技術

沈伊慧， 張明棟， 王 杰， 張建建， 周 茉

（上海航天電子技術研究所， 上海 201109）

引言

載人飛船遙控設備主要功能是完成測控站遙控指令譯碼輸出和數據注入，遙控設備的可靠、有效運行，直接關系到載人飛船發射任務的成敗。遙控設備由原單應答機通道輸入更改為需對應答機、中繼、高通和空空等多個輸入通道進行判別選擇，并增加交會對接遙控操作相關模式，處理模式復雜度高，遙控指令數量多達幾百條。面對設備的高復雜度和高可靠性要求，對產品的測試細則也一直在細化來滿足其測試覆蓋性的要求，尤其是對遙控設備驅動輸出指令的測試，要求非常嚴格、細致，一期的地面測試設備和測試方法已不能滿足現階段產品測試覆蓋性要求。二期遙控地面測試設備相對于一期遙控地面測試設備的測試技術實現了與cortex測試設備、遙控加密測試設備、其他系統地面測試設備的多協議、層次化網絡通信，并采用了有效可行的測試手段，大大縮短了產品的設計周期，并充分的驗證了遙控設備的高可靠性。

1 研制背景

載人工程對遙控設備的高復雜度、高可靠性要求及航天型號任務的密集程度，根據總體的技術要求，為了適應遙控設備不同階段下的測試覆蓋性需求，先后研制了遙控前端設備、遙控綜合測試設備、遙控指令接收檢測設備，以及一套完善的測試手段來驗證載人航天遙控設備的高可靠性。其中遙控綜合測試設備與遙控指令接收檢測設備應用于遙控整機測試階段，遙控前端設備應用于分系統聯系階段。

2 設計方案實現及測試驗證

2.1 設計方案實現

2.1.1 遙控地面前端測試設備

遙控地面前端測試設備基本任務是完成遙控K指令和各通道注入數據的發送、密鑰注入和空空自主指令發送，具有多通道多數據類型特征且要保證其與其他設備接口的匹配。在整體設計方案上將該設備設計成PC機加接口轉接設備的形式。由PC機桌面軟件完成對不同通道和不同數據類型的選擇、控制和發送，接口轉接設備接收來自受PC機的控制數據幀，根據不同通道、不同數據類型的數據幀格式，控制不同的通道。該設備與各通道的連接圖如圖1。通過TCP/IP協議將設備與應答機Cortex和S中繼Cortex連接，向應答機和中繼發送指令和測試數據。同時通過PSK和PCM信號形式連接應答機、S中繼和Ka中繼。并通過以太網與加密機連接，具備加密功能。

圖1 遙控前端設備的通道連接圖

2.1.2 遙控綜合測試設備

遙控綜合測試設備通過USB接口與PC機連接，根據發送的遙控幀及發送要求形成一定的數字信號或模擬信號，根據遙控設備的接口協議從不同的硬件接口發送給遙控設備；通過電纜與遙控設備連接，實時掃描指令驅動接口，將遙控設備輸出的指令驅動信號轉換為指令號以一定格式發送給PC機軟件進行處理；通過電纜接收遙控設備發送的用戶數據，以一定的格式發送給PC機的應用軟件處理；定時采集遙控設備的遙控的狀態字，以一定格式發送給PC機應用軟件，主要功能如下。

1）模擬USB應答機A/B機、中繼終端、AOS和空空通信機發送各種遙控幀。

2）模擬遙控指令用戶、數據用戶和空空通信機接收、顯示和處理遙控設備輸出的驅動指令、用戶數據和空空轉發數據。

3）模擬遙測中央處理單元實時采集遙控狀態字并顯示。

4）能夠設置運輸測試和目標測試兩種模式。

5）能夠設置自動發送和手動發送兩種模式，自動發送為自動測試遙控設備所有功能，手動發送為手動設置發送的遙控幀和用戶接口相關內容。

6）能夠設置單用戶或多用戶發送遙控幀，測試遙控設備接口性能。

7）能夠手動設定遙控幀格式，用于容錯測試和各種故障模式測試。

2.1.3 遙控指令檢測設備

遙控指令接收檢測設備為測試指令集電極電壓和驅動飽和壓降的專用指令接收檢測裝置，專用于載人飛船遙控指令的接收和檢測。該設備采用開放式的設計結構，可根據設備指令數量增減模塊層數來滿足不同設備的測試需求。按指令數量配備指令檢測接口，便于連接示波器和邏輯分析儀。根據總體對指令漏電流要求設備內部設計上拉電阻，可同時對一臺或多臺遙控設備進行指令脈寬、毛刺、指令漏電流等測試，另外面板上指令指示LED燈可直觀判讀指令驅動情況。

2.2 測試驗證

在遙控設備的整個研制階段，整機階段使用遙控綜合測試設備對設備進行單檢，驗證設備的功能和性能，分系統測試階段遙控綜合測試系統還與cortex測試設備、遙控加密測試設備建立通信協議完成對遙控設備的測試。下面主要介紹遙控子系統指令遍歷測試中的遙控指令毛刺檢測，測試連接方法如圖2。其中遙控解調器、遙控指令譯碼單元為載人飛船遙控子系統船上設備，遙控綜合測試設備的功能是模擬各個船上不同信道接口向遙控解調器發送有效遙控幀，并進行回收比對等。

圖2 遙控子系統指令遍歷測試連接圖

3 測試驗證結論

經過神州八號至神州十一號載人飛船的飛行試驗、神州飛船與目標飛行器交會對接試驗，已經充分驗證了遙控設備的可靠性和測試覆蓋性，充分說明遙控地面測試設備及相應的測試方法已在載人飛船遙控產品測試中得到了驗證，測試方法有效可行。

4 結語

在載人飛船遙控產品研制生產過程中，為了滿足總體對遙控船上設備的測試要求，遙控班組成員設計了一整套相應的遙控地面測試設備，并研究出一套有效、可行、測試覆蓋性全面的測試方法，提高了對設備可靠性的驗證并大大縮短了遙控設備測試的周期，在后續載人航天任務中，銳意進取、不斷總結、完善測試方法，提高測試效率，有效提高設備的可靠性。