探究量子科学实验卫星通用化地面测试平台的设计论文
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篇1：探究量子科学实验卫星通用化地面测试平台的设计论文
探究量子科学实验卫星通用化地面测试平台的设计论文
1 课题背景
量子科学实验卫星(简称量子卫星) 是中国科学院空间科学战略性先导科技专项中首批确定的五颗科学卫星之一。 年12 月中国科学院在北京召开了量子科学实验卫星工程启动会。会议审议了工程总体方案及六大系统总体方案的可行性，明确了工程研制建设的主要问题，明确了工程的总体计划安排。量子科学实验卫星“墨子”已于 年8 月16 日凌晨发射，并在轨正常运行，已完成全部量子通信科学实验。
2 地面测试平台需求
本地面测试平台是为验证卫星功能测试需求来进行开发和研制的，它的作用是用来验证卫星系统的功能完善以及帮助分析卫星功能故障，用于验证卫星的星务、电源、测控、数传、载荷、热控等分系统的功能、工作状态以及卫星各个分系统的技术状态。
3 通讯协议格式及相关技术介绍
本章主要介绍关于遥测模块和遥控模块的数据流格式约定基于的通讯格式。卫星数据流是基于卫星相关通讯格式，分别介绍了国内外常用的卫星通信协议格式以及相关结构体系，计算机网络通讯协议的原理介绍，软件开发工具的选择。
3.1 卫星相关通讯格式介绍
由于我国的测控地面站采用的都是PCM(PulseCodeModulation脉冲编码调制)格式和CCSDS(ConsultativeCommitteeforSpaceDataSystems空间数据系统咨询委员会)格式。主要根据量子卫星采用遥测遥控格式对CCSDS 遥控帧格式和CCSDS 遥测帧格式进行介绍。
3.1.1 CCSDS 背景资料及我国应用
空间数据系统咨询委员会(Consultative Committee forSpace Data Systems，CCSDS)是一个国际性空间组织，成立于1982 年，主要负责开发和采纳适合于空间通信和数据处理系统的各种通信协议和数据处理规范。
3.1.2 CCSDS 协议体系结构
空间通信协议体系结构自下而上包括：物理层、数据链路层、网络层、运输层和应用层。其中，每一层还包括一些特定协议格式。同步与信道编码子层规定了在空间链路上传送帧的同步与信道编码方法。
3.2 软件开发工具介绍
可配置测控地面测试平台选用NI 公司的Labwindows/CVI。LabWindows/CVI 是National Instruments 公司利用虚拟仪器(virtualinstruments)技术开发的32 位以C 语言为基础推出的面向计算机测控领域的虚拟仪器的交互式C 语言开发平台，它最大的特点是提供各种灵巧方便的界面生成、编程、调利用它的集成开发环境、交互式编程方法和丰富的函数库大大增强了C 语言的.功能。
4 功能化模块设计和测试结论
4.1 初始化模块设计
基于关系数据库的可配置测控地面测试平台，其中初始化模块实现测控前端软件的初始化操作，包括读取配置文件、建立连接、初始化窗口。具体功能如下：
(1)初始化配置模块：读取配置文件界面参数，包括端口、IP、字体、遥测量控件布局等;
(2)初始化连接模块：创建数据库连接，UDP 和TCP 网络连接;
(3)初始化显示模块：提供登陆界面，密码验证，以及初始化显示软件界面和创建子页面;
(4)初始化数据存储模块：创建遥测解扰前和解扰后的原始数据存储文件。
4.2 遥控模块设计
遥控模块基于卫星相关遥控指令数据格式，具备直接指令、注入数据指令的生成与发送功能，并具备日志存储功能。遥控模块的具体功能是：
(1)用户通过对地面测试平台提供的图形界面操作来进行指令的选择、发送;
(2)软件内部通过配置数据库接口获得需要的指令所在的信息表，并根据相关遥控格式约定文件所要求的遥控格式进行组帧;
(3)将待发的直接指令和注入数据指令通过TCP/IP 协议向CORTEX 发送，并接收CORTEX 的反馈遥控信息。
4.3 遥测模块设计
遥测模块的任务是实时地接收来自卫星发射机经CORTEX通过TCP/IP 协议传输的遥测数据，并对数据进行解析和存库。遥控模块的具体功能是：
(1)遥测数据同步。数据同步单元将从地面基带接收到的数据流进行帧同步处理，同步后对包含有效数据帧的数据进行解扰和保存。
(2)遥测数据解析。数据解析单元将同步解扰后的每帧数据进行解析;解析后的遥测参数按分系统分别显示在测控终端各个遥测界面中;各分系统遥测界面为表格化显示，显示内容包含参数原码和解析后的译码。
(3)遥测数据存库。
(4)把原始数据文件和解帧生成的源包数据分类归档到数据库。
4.4 数据库模块设计
卫星测控地面测试平台的测试指令发送记录信息、接收的遥测原始数据和分包解析处理后的遥测参数，在程序运行过程中生成的数据文件、测试中产生的信息，都需要有由数据库系统来存储和管理。数据库查询是遥测数据事后处理的重要部分，提供给用户可查询各分系统遥测参数、生成报表、数据统计等功能.
可配置测控地面测试平台的数据库设计中，主要考虑到可配置性和数据存储功能，基于这两点考虑在程序运行时数据库对应有两大类数据表：配置性数据表和存储性数据表。
(1)配置性数据表。遥测帧结构表：主要对遥测帧的帧格式进行配置;遥测包信息表：主要对各分系统遥测包的相关参数进行配置，包括包名、包长、应用识别过程以及包类型等等;
(2)存储性数据表。遥测原始数据表：以地面时间为坐标以遥测帧为单位实时存储卫星入境时下发的遥测帧。包原始数据表：以地面时间为坐标以源包为单位分包存储卫星入境时下发的遥测数据。
4.5 整星测试结论
(1)整星正样阶段测试时长1229.38 小时，共接收遥测数据17703096 帧，发送124955 条上行遥控指令;
(2)上行遥控通道直接指令、间接指令、注入数据均上注成功，无漏指令和误指令;
(3)下行遥测通道接收遥测数据正常，遥测解析量正常显示，无误码和错误数据。
5 结语
本文在卫星地面测试技术的基础上，对量子科学试验卫星地面综合测试平台进行了开发和调研。在阅读大量文献资料的基础上，明确了卫星整星测试任务。针对本地面综合测试平台进行需求分析、总体方案的确立。概括起来，本文的主要工作有以下几个方面：
(1)根据卫星整星测试的需求，进行了地面测试平台方案的设计，确定整星测试流程和形式;
(2)结合PCM和CCSDS遥测遥控帧格式，经过数据流设计、流程设计和界面设计等完成了上、下行及测试管理软件的设计;
(3)根据卫星测试方案的要求，对数据库和进行了详细设计和实现，并给出了数据库存储的具体方案;
(4)为了验证测试平台功能的完善性，对整个卫星测试流程中采集的实时延时遥测数据进行了多轮论证和比对，确保遥测数据和遥控指令可靠有效。
篇2：嫦娥一号卫星控制分系统地面测试系统设计
嫦娥一号卫星控制分系统地面测试系统设计
卫星控制分系统地面测试系统的设计是分系统设计的重要部分,文章介绍了应用于我国首颗月球探测器――嫦娥一号卫星的'控制分系统地面测试系统的设计组成,该系统组成复杂,具有较强的可扩展性和二次开发能力,为卫星控制系统测试设备的系列化、通用化及标准化提供了一个有效的途径,其系列产品可以应用于相应的中低轨道卫星的控制分系统测试.
作 者：王晓明 戴居峰 WANG Xiaoming DAI Jufeng 作者单位：王晓明,WANG Xiaoming(北京空间飞行器总体设计部,北京,100094)戴居峰,DAI Jufeng(北京控制工程研究所,北京,100080)
刊 名：航天器工程 ISTIC英文刊名：SPACECRAFT ENGINEERING 年，卷(期)： 17(2) 分类号：V556 关键词：嫦娥一号卫星 地面测试 控制分系统 测试网络 嵌入式软件 组态软件篇3：卫星地面测试设备PCI接口数据处理采集卡设计
卫星地面测试设备PCI接口数据处理采集卡设计
介绍了某型号卫星地面测试设备PCI扩展卡的设计方法,除了对功能电路的设计进行描述外,还详细介绍了PCI接口芯片PLX9054的使用及其本地接口时序的'设计,包括本地中断设计、DMA突发传输的状态机和相应的主机软件开发方法.
作 者：沈小虎 SHEN Xiaohu 作者单位：北京空间飞行器总体设计部,北京,100084 刊 名：航天器工程 ISTIC英文刊名：SPACECRAFT ENGINEERING 年，卷(期)： 16(4) 分类号：V55 关键词：PCI总线 PLX9054芯片 可编程逻辑阵列 状态机 数据加密标准篇4：基于海事卫星网上服务平台的功能和设计论文
网上服务平台是各运营商为了方便客户办理查询各类业务而开办的专用网站，用户通过登陆网上服务平台可以自助办理各种交易业务、查询业务清单、查询业务记录、获知最新动态、投诉、建议等功能。网上服务平台能够为客户提供方便、快捷的自助服务，是运营商服务能力的体现，也是市场竞争的有效手段。建设海事卫星网上服务平台是业务不断扩大的必然要求。海事卫星业务随着业务范围从海上走向陆地、航空和手持机，客户群体从集团客户向个人用户发展，为了面向客户提供7*24小时的便捷服务，提高工作效率，必然要求建设网上自助服务;建设海事卫星网上服务平台是提高市场竞争力的需要。随着海事卫星第四代星运营模式的改变，提供增值业务和整体解决方案，提高客户服务水平是各业务分销商提高竞争力的手段，国外已经提供了网上服务平台服务，在市场上一些大客户也提出了需要网上自助服务的要求，因此建设网上服务平台又是海事卫星运营商提高海事卫星业务管理效率、扩大市场份额、提升核心竞争力的必要手段。
篇5：基于海事卫星网上服务平台的功能和设计论文
出于对文章篇幅的考虑，有关海事卫星网上服务平台的详细设计等内容将不予以阐述，但为了使广大读者对本系统有总体的、直观的了解，以下将对海事卫星网上服务平台的设计模式进行简要概述。海事卫星网上服务平台以原有的 M-BSS 系统网络结构为基础，结合现有资源和网上服务平台应用服务器，将网上服务平台应用软件部署到网上服务平台应用服务器上，使用户通过 Internet 能够实现对应用系统的远程访问。此外，系统网络结构还具备灵活性、扩展性，为海事卫星网上服务平台扩展提供支持。海事卫星网上服务平台的实现在整体技术架构上采用基于 J2EE 的多层架构模型。系统从总体上分为三层：客户层、平台服务层和 BOSS 接口层。之所以这样划分，是因为在部署时这三层通常都会部署在不同的物理设备上。而客户层中的各子层通常位于同一物理设备上，客户层又可分为三个子层，分别是展现层、逻辑控制层和数据模型层(即 MVC)。这种分层模型存在着明确的映射关系，同样实现了将界面、业务逻辑和数据分离，并且保持了系统内部的松耦合。
3.1 客户层设计在海事卫星网上服务平台系统的客户层设计，采用SpringMVC 框架。网上服务平台系统应用的输入、处理、输出流程，利用处理器分离为 Model、View 和Controller，这样一个应用被分成三个层—模型层、视图层、控制层，达到不同技术层级间松散耦合的效果。从网上服务平台系统接受请求到返回请求，Spring MVC 框架的众多组建都行动起来，各司其职，有条不紊地完成分内的工作，提高系统灵活性、复用性和可维护性。
(1)视图层：视图(View)代表海事卫星网上服务平台的用户交互界面，是用 JSP 来实现的。一个应用可能有很多不同的视图，MVC设计模式对于视图的处理仅限于视图上数据的采集和处理，以及用户的请求，而不包括在视图上的业务流程的处理。
(2)模型层：模型(Model)是业务的处理以及业务规则的制定。模型接受视图请求的数据，并返回最终的处理结果。业务模型的设计是 MVC 最主要的核心。MVC 设计模式告诉我们，把应用的模型按一定的规则抽取出来，抽取的层次很重要，抽象与具体不能隔得太远，也不能太近。MVC 并没有提供模型的设计方法，而只是组织管理这些模型，以便于模型的重构和提高重用性。业务模型还有一个很重要的模型就是数据模型。数据模型主要指实体对象的数据保存(持续化)。
(3)控制层：控制(Controller)可以理解为从用户接收请求，将模型与视图匹配在一起，共同完成用户的请求。划分控制层的作用也很明显，它清楚地告诉你，它就是一个分发器，选择什么样的模型，选择什么样的视图，可以完成什么样的用户请求。控制层并不做任何数据处理。
3.2 服务层设计
(1)实体 BEAN：网上服务平台服务层的实体Bean层，对应于服务平台的数据持久层，每一个Bean类都是对映于服务平台数据库的一个表或一个视图。
(2)服务接口层：网上服务平台服务接口层是服务平台对外提供服务的接口，即服务平台对外提供的 API，网上服务平台服务接口对外提供关于服务平台的相关服务。客户端应用通过部署打包好的 API-jar，各个应用程序可以通过接口调用服务组件提供的.各种服务。服务平台通过 EJB3 无状态会话Bean 和 Web Service 对外提供服务。通过对外提供服务接口，上层应用就可以不必关心底层服务的实现，专心完成其上层的应用逻辑，实现了下层服务的具体实现对上层应用的透明化。
(3)服务实现层：服务实现层是服务接口层的具体业务实现，它对上层应用程序是透明的。服务实现层完成服务平台本身的重要业务逻辑和对底层 BOSS 接口的业务调用。服务实现层完成服务平台自己的业务逻辑处理和对服务平台本身的数据持久层操作。
3.3 BOSS 接口层BOSS接口层是负责处理海事卫星网上服务平台与 BOSS交互的接口，当网上服务平台的业务操作需要与 BOSS 交互时，不直接对 BOSS 的数据进行业务操作，而是通过网上服务平台的服务实现层，调用 BOSS 接口层的服务接口，实现对BOSS 的业务处理，这样可以通过接口的方式，使网上服务平台的本地操作和 BOSS 的远程操作各司其职，既明确了业务的分工处理，又保障了 BOSS 系统的数据安全。(1)BOSS 服务接口层：网上服务平台的 BOSS 服务接口层，是定义网上服务平台调用BOSS 服务的接口的类，按照功能分为信息查询类 CustomerService、账单信息查询类Billing-Service、业务操作类 BusinessService。(2)BOSS 服务实现层：网上服务平台的 BOSS 服务实现层，是负责实现网上服务平台提交的所有海事卫星业务操作，根据不同业务和不同业务操作类型，实现调用 BOSS 接口的处理。
4 结语
如今，随着通信行业竞争的加剧，电信业务运营商在注重传统业务的同时更加注重提升在核心行业的竞争优势，注重对现有客户提供超值的服务。越来越多的电信企业开始通过建立有效的网上服务平台来保持和赢得更多有价值的客户，进而提高客户的忠诚度、满意度。海事卫星网上服务平台的建立有利于应对市场的不断发展和激烈的竞争，提高服务水平和服务质量，更加快速和优质地满足客户需求
篇6：基于海事卫星网上服务平台的功能和设计论文
海事卫星网上服务平台按功能分为前台应用端和后管理端，网上服务平台整体系统功能包括：信息查询、用户资料管理、业务办理、商品转换、接口管理等功能。前台应用端和后台管理端都是以 B/S 实现的，这样的实现方式方便部署和使用，用户端只需要有 IE 浏览器就可以访问和使用该系统，对客户端的要求较低，同时该实现方式还便于系统后台的维护管理。海事卫星网上服务平台整体功能架构如图 1 所示。海事卫星业务网上服务平台提供的应用功能分为前台用户服务功能和后台业务支撑功能，前台用户服务功能主要提供给用户使用，后台业务支撑功能主要提供给企业内部人员做前台系统的业务支撑、日常维护和系统管理之用。网上服务平台的接口功能，是海事卫星业务网上服务平台系统与 M-BSS 系统进行数据及信息交互的媒介，同时也是网上服务平台实现业务操作和业务查询必备的功能。前台用户服务功能主要分为系统首页、用户认证、业务受理、信息查询、监控预警和其他功能几部分。后台业务支撑功能主要包括用户管理、产品管理、业务审核、增值业务、前台信息管理、统计分析和非可视功能等。海事卫星网上服务平台的整体接口功能包括：海事卫星网上服务平台与 M-BSS 系统的接口、海事卫星网上服务平台与 Inmarsat 的 BSS 系统接口、海事卫星网上服务平台内部接口。
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