自动化卫星地面综合测试软件设计与实现

摘要

通信卫星对经济、军事、政治等方面都具有重大意义。因卫星发射成本高、在轨修复极为困难，在卫星发射前进行全方面地面检测是不可或缺的，在卫星研制过程中起到了关键性作用。近些年，随着我国航天技术的不断发展，各类通信卫星功能越来越强，系统也越来越复杂，对卫星地面测试的要求也更苛刻，测试需求日趋多样化和复杂化。 针对复杂卫星系统，通常需要进行单机测试、分系统测试以及系统级测试，各级测试目的不同。为了克服传统测试方法存在的效率低、耗时长以及稳定性差等缺点，本文基于QT架构，提出了一种联合自研地检设备对卫星进行自动化综合检测的软件设计方案。设计并实现了一种功能高度集成化的自动化测控软件，实现对星载设备的全方面自动化控制与测试的功能，大大提高了测试的效率与测试平台的稳定性。本文主要工作如下： 首先，介绍了选题的背景，并系统调研了国内外在相关领域的研究现状。针对本文具体需求提出可做改进之处。 其次，根据卫星地面检测系统的需求对开发卫星地检软件进行功能分析，分为软件顶层用例活动分析、整体功能分析以及模块划分。设计软件包括遥控遥测、损失测试、平滑度测试、商用测试仪交互等四个功能相对独立模块，共同协作完成对卫星的自动化综合测试。除了以上的功能性需求，论文同样对卫星地检软件的非功能性需求进行分析定义，包括高度集成性、易用性、稳定性和可靠性。 再次，在卫星地检软件需求的基础上进行软件设计与实现，包括各个子模块的划分、封装、例化以及上述四个主要模块类结构设计、测试过程中各个类调用关系以及数据库设计等。在QT集成开发环境中采用C++、QSS编程语言完成开发。采用自顶向下方法，设计友好的人机交互界面；通过自动化检测手段，以特定格式保存各类信息到指定文件；在测试功能方面，采用模块化设计方法实现如下功能： (△)同时支持多路信号传输损失自动化测试。 (△)同时支持多台设备的自动化测试。 (△)支持整个卫星综合系统的自动化测试以及系统运行故障的自动化检测。 最后，通过详细测试结果验证了本文开发的测控软件可满足对星载设备地面测试的所有功能，具有高可靠性、稳定性和用户易用性的特点，目前已经成功应用到某型号卫星地面检测中，达到预期结果。

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ABSTRACT

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缩略语对照表

第一章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文工作内容

1.4 论文组织结构

第二章 卫星地检软件需求分析

2.1 地检软件业务需求概述

2.1.1 地检软件顶层用例图

2.1.2 遥控遥测模块需求分析

2.1.3 损失测试模块需求分析

2.1.4 平滑度测试模块需求分析

2.1.5 商用测试仪交互模块需求分析

2.2 地检软件非功能性需求分析

2.2.1 高度集成性需求

2.2.2 易用性需求

2.2.3 可靠性与稳定性需求

2.2.4 健壮性需求

2.3 本章小结

第三章 相关技术概述

3.1 上位机开发软件QT框架

3.2 与多设备信息交互UDP传输协议

3.3 SQLite数据库

3.4 本章小结

第四章 卫星地检软件设计与实现

4.1 软件体系结构设计

4.2 自动化测试功能设计

4.3 系统开发环境搭建

4.4 遥控遥测模块设计与实现

4.4.1 模块划分

4.4.2 遥控遥测模块设计与实现

4.5 损失测试模块设计与实现

4.5.1 模块划分

4.5.2 损失测试模块设计与实现

4.6 平滑度测试模块设计与实现

4.6.1 模块划分

4.6.2 平滑度测试模块设计与实现

4.7 商用测试仪交互模块设计与实现

4.7.1 模块划分

4.7.2 商用测试仪交互模块设计与实现

4.8 软件界面设计

4.8.1 遥控遥测界面显示

4.8.2 损失测试界面显示

4.8.3 平滑度测试界面显示

4.8.4 商用测试仪交互界面显示

4.9 本章小结

第五章 卫星地检软件测试

5.1 测试目标

5.2 测试环境

5.2.1 硬件环境

5.2.2 软件环境

5.3 系统功能性测试

5.3.1 遥控遥测模块功能测试

5.3.2 损失测试模块功能测试

5.3.3 平滑度测试模块功能测试

5.3.4 商用测试仪交互模块功能测试

5.4 系统非功能性测试

5.4.1 易用性测试

5.4.2 可靠性与稳定性测试

5.4.3 健壮性测试

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文工作总结

6.2 进一步研究展望

参考文献

致谢

作者简介

1. 基本情况

2. 教育背景

3. 攻读硕士学位期间的研究成果

3.1 已申请软件注册权

3.2 参与科研项目

3.3 获奖经历