一種基于測試模型的小衛星測試規劃系統的制作方法

一種基于測試模型的小衛星測試規劃系統的制作方法
【專利摘要】一種基于測試模型的小衛星測試規劃系統，包括模型數據庫、模型維護單元、測試流程維護單元、測試要求輸入單元、測試流程剪裁單元、測試項預規劃單元、測試項分析單元、測試流程與測試項分布調整單元、測試流程與測試項分布統計查詢單元、測試覆蓋性分析單元。本發明采用流程化體系結構設計，將測試規劃過程分割成多個子過程，每一個子過程保持一定的功能獨立性，單元之間獨立性強、耦合性低，同時采用模型數據庫的方式實現各不同型號小衛星的靈活配置，能夠很好的適應小衛星測試規劃，便于對不同小衛星的測試流程進行剪裁、優化，通用性強、靈活性好。
【專利說明】
一種基于測試模型的小衛星測試規劃系統

【技術領域】
[0001]本發明屬于小衛星測試領域，涉及一種小衛星測試系統。

【背景技術】
[0002]隨著小衛星批產化、快速化和小衛星總體設計復雜化的不斷發展，現有的采用人工進行測試流程剪裁、測試項目設計的方式(在執行到某一測試流程時，再由人工確認下一個測試流程及測試項目)已經不能滿足目前的小衛星測試快速化、智能化的需求，并受到人員水平及精力限制，容易造成漏項，時有補充測試的現象出現，亟需通過一種更加智能和便捷的方式，實現小衛星測試規劃工作。


【發明內容】

[0003]本發明解決的技術問題是:克服現有技術的不足，提供了一種基于測試模型的通用小衛星測試規劃系統，采用模塊化設計，能夠對測試流程進行合理的設計，有效的提升測試效率。
[0004]本發明的技術解決方案是:一種基于測試模型的小衛星測試規劃系統，包括模型維護單元、測試流程維護單元、測試要求輸入單元、測試流程剪裁單元、測試項預規劃單元、測試項分析單元、測試流程與測試項分布調整單元、測試流程與測試項分布統計查詢單元、測試覆蓋性分析單元、模型數據庫，其中:
[0005]模型維護單元:包括模型建立模塊、模型維護模塊以及模型入庫模塊，其中模型建立模塊以衛星平臺、分系統、單機三級為構架組織衛星上的被測對象，以外部激勵為輸入、被測對象反饋為輸出，建立各被測對象的測試模型；模型維護模塊對被測對象發生改變后的測試模型進行新增或者修改；模型入庫模塊將模型建立模塊和模型維護模塊生成的測試模型寫入模型數據庫進行存儲；所述的測試模型為1〈？，0，2，1)，其中1為模型，？為當前下行數據，0為控制指令，2為飛行事件，X為時間；不同的2下，與對應的？組合不同；
[0006]測試流程維護單元:按照小衛星測試流程，根據小衛星全壽命周期的測試環節建立完整的測試流程并存儲在模型數據庫中，并對完整的測試流程進行修改；所述的測試環節包括衛星平臺測試、載荷測試、無線測試、210試驗、應用對接試驗、光照試驗、力學試驗、真空試驗、磁試驗、可靠性增長試驗；
[0007]測試要求輸入單元:接收外部輸入的型號信息和測試項信息，其中型號信息以單機為單位，包括了涉及到的各被測對象，測試項信息為2與的對應關系的組合；
[0008]測試流程剪裁單元:從模型數據庫中讀取完整的測試流程，根據測試要求輸入單元錄入的型號信息，對完整的測試流程進行剪裁，去除與型號涉及的被測對象無關的測試環節，得到剪裁后的測試流程并送至模型數據庫中存儲；
[0009]測試項預規劃單元:從模型數據庫中讀取測試項信息，根據測試要求輸入單元錄入的測試項信息，結合剪裁后的測試流程，以測試覆蓋性100%及測試代價最小為原則，對測試項與剪裁后的測試流程進行初步匹配；所述的測試覆蓋性100%是以2為序，覆蓋所有的C與P的組合，所述的測試代價最小為遍歷每個E與所有相關C和P的全組合，無重復、無遺漏；
[0010]測試項分析單元:對測試項預規劃單元的初步匹配結果，運用指標分析方法對初步匹配結果進行分析，以E為X軸，測試次數為Y軸，生成E的分析結果；以C為X軸，執行次數為Y軸，生成控制指令的分析結果；以剪裁后的測試流程為X軸，E的測試次數為Y軸，C的執行次數為Z軸，生成剪裁后的測試流程的分析結果；
[0011]測試流程與測試項分布調整單元:根據測試項分析單元的分析結果，結合單機的加電時間要求、元器件的木桶效應要求、指令的發送頻度要求、用戶在軌使用模式全覆蓋要求對測試項預規劃單元初步匹配的結果進行調整，使得調整后的各測試項之間不沖突，并將調整后的測試項與測試流程的分布信息寫入數據庫；
[0012]測試流程與測試項分布統計查詢單元:對調整后的測試項分布與測試流程對應情況，以及調整后的測試項的信息進行統計、查詢和顯示；
[0013]測試覆蓋性分析單元:對測試流程與測試項分布調整單元輸出的調整后的測試項與測試流程的匹配結果進行統計分析，并與判別準則進行比較，如果滿足所有的判別準則，則將調整后的測試項與測試流程的匹配結果作為衛星測試流程并輸出；如果不滿足所有的判別準則，則調用測試流程與測試項分布調整單元再次進行調整，直至統計分析滿足判別準則后將測試項與測試流程的匹配結果作為衛星測試流程并輸出；所述的判別準則為:a、所有的飛行事件都被覆蓋；b、所有的測試項均被分配到測試流程中；
[0014]模型數據庫:存儲模型維護單元生成的測試模型，存儲測試流程維護單元生成的測試流程，存儲測試要求輸入單元生成的測試項信息和型號信息，存儲測試項預規劃單元生成的測試項與測試流程匹配信息，存儲測試流程與測試項分布調整單元輸出的測試項與測試流程分布信息。
[0015]本發明與現有技術相比的優點在于:本發明通過采用模塊化體系結構設計，將測試規劃過程分割成多個子單元，每一個子單元保持一定的功能獨立性，單元之間獨立性強、耦合性低，同時采用模型數據庫的方式實現各不同型號小衛星的靈活配置，能夠很好的適應不同型號、不同類型小衛星測試規劃。通過一種更加智能和便捷的方式，對小衛星進行測試流程、測試項目的規劃設計，生成既能滿足測試要求同時又能節省人力、物力放入小衛星測試項目分布在指定測試流程的規劃結果，按照該結果進行小衛星的測試，可以有效的降低測試費效比，大大提高衛星測試工作的效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發明系統的組成結構圖；
[0017]圖2為本發明系統的工作流程圖。

【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本發明處理系統主要包括模型維護單元、測試流程維護單元、模型數據庫、測試要求輸入單元、測試流程剪裁單元、測試項預規劃單元、測試項分析單元、測試流程與測試項分布調整單元、測試流程與測試項分布統計查詢單元、測試覆蓋性分析單元。下面對各組成部分進行詳細的說明。
[0019]模型維護單元主要包含模型建立模塊、模型維護模塊以及模型入庫模塊三個部分，模型建立模塊以現有小衛星平臺為背景，以分系統為單位，單機為原子節點，外部激勵(包括操作和指令)為輸入、被測對象反饋(包括遙測參數和動作)為輸出，建立小衛星測試模型。建立模型主要考慮以下幾方面的因素:當前下行數據中的各個參數值、控制指令、飛行事件、時間。其關系可表示如下2，1), (1為模型，？為當前下行數據，為控制指令，2為飛行事件，X為時間)；控制指令⑵與當前下行數據⑵之間為組合關系，即不同的飛行事件(￡)下，與控制指令(0對應的下行數據(巧組合不同。飛行事件是指被測對象在一個特點的工作模式，可以用多個下行數據組合來描述，時間是指一定的時間范圍，即被測對象的反饋要在一定的時間范圍內有效。模型維護模塊主要完成現有模型發生變化后的修改工作或單機產品定型后的新增模型功能；模型入庫模塊只要完成模型建立模塊和模型維護模塊生成的測試模型寫入模型數據庫存儲的工作。
[0020]測試流程維護單元，按照小衛星測試流程，建立一個涵蓋平臺測試、載荷測試、無線測試、210試驗、應用對接試驗、光照試驗、力學試驗(正弦振動、隨機振動或噪聲試驗)、真空(熱循環、熱平衡)試驗、磁試驗、可靠性增長試驗等小衛星全壽命周期的完整試驗流程，將該流程作為最完整的流程(包含所有測試項的流程)，后續的衛星測試流程都是以此流程為標準或者在此流程基礎上進行剪裁來完成的。
[0021]測試要求輸入單元，根據型號總體的測試要求文件，在模型數據庫中選取相關單機的測試模型信息，根據型號特點，對單機的測試模型做出相應的修改，輸入型號信息及測試項信息并存儲在模型數據庫中。型號信息為以單機為單位，包括了型號中涉及的全部單機設備信息。測試項為控制指令序列與飛行事件的組合，即一個測試項由多個在不同飛行事件下的控制指令序列組成，每個單機含多個測試項。
[0022]流程剪裁單元，讀取模型數據庫中的測試流程信息，根據測試要求輸入單元輸出的型號信息，對相關單機進行分析，區分全新開發、局部開發、優化改進等特點對具體型號的完整測試流程進行合理優化、適當剪裁，形成既能滿足具體小衛星所有單機測試要求，同時代價最小的具體型號測試流程。即全新開發單機覆蓋所有測試流程，不能對除磁試驗外的測試流程進行裁剪；局部開發單機對開發部分涉及的測試流程進行覆蓋，其他未涉及的測試流程可對真空熱平衡試驗、磁實驗、可靠性增長試驗流程進行裁剪；優化改進單機則需要分析優化改進部分涉及的測試流程，如果僅改進軟件，則可對真空熱循環試驗、真空熱平衡試驗、磁試驗、可靠性增長試驗、￡1(:試驗進行裁剪；如果涉及到硬件優化改進，則對優化改進部分涉及的測試流程進行覆蓋，其他未涉及的測試流程可對真空熱平衡試驗、磁實驗、可靠性增長試驗流程進行裁剪。在此基礎上，將剪裁后的測試流程寫入模型數據庫。
[0023]測試項預規劃單元，根據測試要求輸入單元輸入的型號信息和測試項信息，結合流程剪裁單元輸出的剪裁后試驗流程，在測試模型庫中讀取測試項，以測試覆蓋性100%(即以飛行事件2為序，覆蓋所有的控制指令(0與下行數據(巧的組合)及測試代價最小(即每個飛行事件(￡)與所有相關控制指令(0和下行數據(巧的全組合，無重復、無遺漏)的原則，對測試項目與測試流程進行初步匹配。第一步讀取第一個測試流程，讀取與第一個測試流程相關的飛行事件。第二步根據飛行事件，查詢所有相關的測試項目，將測試項目與測試流程關聯，并標識為已分配。第三步讀取下一個測試流程并找出與之相關的飛行事件。第四步根據飛行事件查詢所有未標識成已分配的測試項目并標識為已分配，然后重復第三步，直至遍歷所有的測試流程，形成測試項初步匹配結果。
[0024]測試項分析單元，對測試項預規劃單元初步匹配結果，運用指標分析方法，對同一測試流程，不同型號間的測試強度(測試項的重復率、飛行事件(E)的重復率、控制指令(P)的累計發送次數)進行型號間比較。對同一單機產品在本型號不同測試流程間的測試強度進行型號內流程間比較。以飛行事件為X軸，測試次數為Y軸，以柱狀圖的形式生成飛行事件的分析結果；以控制指令X軸，測試次數為Y軸，以柱狀圖的形式生成控制指令的分析結果；以測試流程為X軸，飛行事件個數為Y軸，控制指令執行次數為Z軸，以三維立體柱狀圖的形式生成測試流程的分析結果。
[0025]測試流程與測試項分布調整單元，根據測試項分析單元的分析結果，結合單機的加電時間(兩條特定的控制指令之間的時間間隔累加和)要求、元器件的木桶效應要求(在特定的飛行事件下，計算兩條特定的控制指令時間累加和)、指令的發送頻度要求，用戶在軌使用模式全覆蓋要求等對測試項預規劃單元初步匹配的結果進行調整。如果單機加電時間不足，則在測試流程中增加測試項的測試重復次數；如果不滿足元器件的的木桶效應要求，則在特定的飛行事件下，增加測試項的測試重復次數。調整后將測試項與測試流程的分布信息寫入數據庫。
[0026]測試流程與測試項分布統計查詢單元，對調整后的測試項分布與流程對應情況、某具體測試流程中測試項、控制指令(P)的發送頻度、飛行事件(E)的累計測試次數、單機加電時間(兩條特定的控制指令之間的時間間隔累加和)等內容進行統計、查詢、顯示。
[0027]測試覆蓋性分析單元，對系統生成的測試項調整單元輸出的調整后測試項與測試流程的匹配結果進行統計分析(1、所有的飛行事件是否都被覆蓋；2、是否所有的測試項均被分配到測試流程中；)，如果不滿足要求，則轉到測試流程與測試項分布調整單元再次進行調整；如果能夠滿足要求，則輸出測試流程及其對應的測試項目分布信息。
[0028]模型數據庫，主要用來存儲模型維護單元生成的模型信息，測試流程維護單元生成的測試流程信息，測試要求輸入單元生成的測試項信息、型號信息，測試項預規劃單元生成的測試項與測試流程匹配信息，測試流程與測試項分布調整單元輸出的測試項與測試流程分布信息。
[0029]如圖2所示，本發明系統的工作流程如下:
[0030]I)首先使用模型維護單元和測試流程維護單元進行測試模型維護和測試流程維護。以現有小衛星平臺為背景，輸入通用的小衛星測試流程和已定型的單機產品測試模型；
[0031]2)第二步使用測試要求輸入單元，輸入具體型號小衛星型號信息，并讀取測試模型，根據具體型號測試特定輸入其需要進行規劃的測試項。
[0032]3)第三步使用測試流程剪裁和設計單元，根據具體型號小衛星特點，從數據庫中讀取測試流程信息，按照流程剪裁原則對通用測試流程進行合理優化、剪裁，形成既能滿足具體小衛星測試要求，同時代價最小的測試流程；
[0033]4)第四步使用測試項預規劃單元，根據測試要求輸入的型號信息和測試項信息，結合剪裁后的測試流程，以測試覆蓋性100%及測試時間最短為原則，將測試項與測試流程進行初步匹配；
[0034]5)第五步進行測試項分析及調整，使用測試項分析單元對測試預規劃單元初步匹配后輸出的測試項與測試流程分布結果，對測試指令、參數、判據、操作進行分析判斷，是否滿足要求，要求包括單機加電時間要求，指令測試強度要求，如果滿足規劃要求則流程規劃結束，否則使用測試流程與測試項分布調整單元在相應的測試流程上對測試項目進行增力口、修改、刪除操作，調整完成的測試項與測試流程分布信息再次發送給測試項分析單元，直至滿足要求后流程結束；
[0035]6)測試覆蓋性分析，分析飛行事件、測試項目的覆蓋性，如果不滿足要求，則進行測試項調整；如果滿足要求，則輸出測試流程及其對應的測試項分布。
[0036]本發明說明書中未作詳細描述的內容屬本領域技術人員的公知技術。
【權利要求】
1.一種基于測試模型的小衛星測試規劃系統，其特征在于:包括模型維護單元、測試流程維護單元、測試要求輸入單元、測試流程剪裁單元、測試項預規劃單元、測試項分析單元、測試流程與測試項分布調整單元、測試流程與測試項分布統計查詢單元、測試覆蓋性分析單元、模型數據庫，其中: 模型維護單元:包括模型建立模塊、模型維護模塊以及模型入庫模塊，其中模型建立模塊以衛星平臺、分系統、單機三級為構架組織衛星上的被測對象，以外部激勵為輸入、被測對象反饋為輸出，建立各被測對象的測試模型；模型維護模塊對被測對象發生改變后的測試模型進行新增或者修改；模型入庫模塊將模型建立模塊和模型維護模塊生成的測試模型寫入模型數據庫進行存儲；所述的測試模型為M(P，C，E，T)，其中M為模型，P為當前下行數據，C為控制指令，E為飛行事件，T為時間；不同的E下，與C對應的P組合不同； 測試流程維護單元:按照小衛星測試流程，根據小衛星全壽命周期的測試環節建立完整的測試流程并存儲在模型數據庫中，并對完整的測試流程進行修改；所述的測試環節包括衛星平臺測試、載荷測試、無線測試、EMC試驗、應用對接試驗、光照試驗、力學試驗、真空試驗、磁試驗、可靠性增長試驗； 測試要求輸入單元:接收外部輸入的型號信息和測試項信息，其中型號信息以單機為單位，包括了涉及到的各被測對象，測試項信息為E與C的對應關系的組合； 測試流程剪裁單元:從模型數據庫中讀取完整的測試流程，根據測試要求輸入單元錄入的型號信息，對完整的測試流程進行剪裁，去除與型號涉及的被測對象無關的測試環節，得到剪裁后的測試流程并送至模型數據庫中存儲； 測試項預規劃單元:從模型數據庫中讀取測試項信息，根據測試要求輸入單元錄入的測試項信息，結合剪裁后的測試流程，以測試覆蓋性100%及測試代價最小為原則，對測試項與剪裁后的測試流程進行初步匹配；所述的測試覆蓋性100%是以E為序，覆蓋所有的C與P的組合，所述的測試代價最小為遍歷每個E與所有相關C和P的全組合，無重復、無遺漏； 測試項分析單元:對測試項預規劃單元的初步匹配結果，運用指標分析方法對初步匹配結果進行分析，以E為X軸，測試次數為Y軸，生成E的分析結果；以C為X軸，執行次數為Y軸，生成控制指令的分析結果；以剪裁后的測試流程為X軸，E的測試次數為Y軸，C的執行次數為Z軸，生成剪裁后的測試流程的分析結果； 測試流程與測試項分布調整單元:根據測試項分析單元的分析結果，結合單機的加電時間要求、元器件的木桶效應要求、指令的發送頻度要求、用戶在軌使用模式全覆蓋要求對測試項預規劃單元初步匹配的結果進行調整，使得調整后的各測試項之間不沖突，并將調整后的測試項與測試流程的分布信息寫入數據庫； 測試流程與測試項分布統計查詢單元:對調整后的測試項分布與測試流程對應情況，以及調整后的測試項的信息進行統計、查詢和顯示； 測試覆蓋性分析單元:對測試流程與測試項分布調整單元輸出的調整后的測試項與測試流程的匹配結果進行統計分析，并與判別準則進行比較，如果滿足所有的判別準則，則將調整后的測試項與測試流程的匹配結果作為衛星測試流程并輸出；如果不滿足所有的判別準則，則調用測試流程與測試項分布調整單元再次進行調整，直至統計分析滿足判別準則后將測試項與測試流程的匹配結果作為衛星測試流程并輸出；所述的判別準則為:a、所有的飛行事件都被覆蓋；b、所有的測試項均被分配到測試流程中； 模型數據庫:存儲模型維護單元生成的測試模型，存儲測試流程維護單元生成的測試流程，存儲測試要求輸入單元生成的測試項信息和型號信息，存儲測試項預規劃單元生成的測試項與測試流程匹配信息，存儲測試流程與測試項分布調整單元輸出的測試項與測試流程分布信息。
【文檔編號】G06Q10/04GK104463355SQ201410676551
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月21日 優先權日:2014年11月21日
【發明者】鄭清標, 楊海龍, 韓毅, 趙川, 任光杰, 韓冬 申請人:航天東方紅衛星有限公司