NI PXI解决方案构建通用集成智能测试系统为长光卫星“百星发射”保驾护航

长光卫星技术有限公司是中国第一家商业遥感探测卫星公司。该公司研制并运营的“吉林一号”组星，开创了我国商业卫星应用的先河。“吉林一号”是我国自主研发的第一颗商用高分辨率遥感探测卫星、第一颗“星载一体化”商业卫星、第一颗米级高清动态视频卫星。这也是我国首次以灵巧方式在轨成功成像。

根据其愿景和战略，长光卫星的航天信息产业园建设工程正在进行中。建成后，可实现年产30颗卫星能力，并打造以卫星研发和生产为核心的全产业链集群。

发射任务繁重，研发周期紧迫

我们计划到2020年完成在轨运行卫星60颗，并在2030年实现138颗卫星的发射任务。因此，研究人员面临极其繁重的卫星研发任务。而卫星测试任务占卫星研发时间的70%左右，极具挑战性。我们迫切需要现成即用的成熟测试技术和平台，以在整个研发周期中推动从预研系统设备到设计立项的平稳过渡。这些技术还应该有助于测试、批量交付、维修维护，以及包括测试和验证在内的复杂地面实验高效进行，从而快速、顺利完成卫星发射项目。此外，鉴于航天产品的特殊性，卫星组件的交货周期长且成本高昂，对卫星测试系统可操作性和稳定性的要求非常严格。

另外，作为一家商业卫星公司，昂贵的高性能仪器购置费用当然也是重中之重。商业卫星与传统卫星的区别在于，传统卫星每套配有不同的测试系统，而商业卫星的一个系统需要同时测试多个模型。因此，对测试系统的通用性要求极高。我们既需要传统的测试设备来完成不同类型的繁复测试任务，同时也要确保复杂待测设备(DUT)的测试质量。因此一旦DUT发生变化，也需要对测试系统进行相应升级或换代，这就带来了沉重的二次成本负担。与传统测试系统相比，NI测试系统只需更换或添加模块即可完成升级。我们可以继续复用系统功能，节省资金并缩短系统开发周期。

灵活通用、稳定可靠：PXI平台保障“一箭四星”的研制与运营

NI为我们提供了全方位服务解决方案，内容涵盖长达十年的保修、全生命周期的技术更新与管理咨询等。同时我们也与NI签署了战略合作协议，进一步加强支持力度。我们的测试系统中有3款核心部件使用了NI的测试产品。

第一个是S频段地面监测系统，该系统主要基于NI PXI矢量信号收发仪(VST)射频和FPGA板卡。该设备可灵活进行自主编程，因此可在调试过程中自定义一些功能。NI的点对点技术有助于VST直接与基于FPGA的板卡通信，从而在FPGA中实现实时信号捕获、调制和解调，确保可将信号用于状态监测和频谱监测，以进行实时远程控制和遥测。NI的自动化测试方法使用基于模块化平台的集成智能测试系统，帮助我们摆脱传统的封闭式架构，解决测试生命周期长等问题，同时满足不断发展的射频和设计可测试性需求，构建创新的自定义测试平台，满足当前和未来的测试需求。

第二个系统是在轨卫星动力模型硬件在环(HIL)系统，用于仿真和监测卫星动力学，并模拟卫星的电气接口。NI VeriStand与The MathWorks, Inc.MATLAB®软件无缝集成，节省了研发和测试时间。此外，NI强大的硬件配置和系统可确保防震周期不超过1 ms，系统闭环周期不超过1 ms，相对于传统仪器的100 ms闭环周期有了显著改善，并提高了实时仿真的准确度。

最后，我们可以将使用NI测试系统开发的GPS仿真器与FPGA相结合，仿真高动态的在轨卫星导航信号。内置多重轨迹模式可确保对卫星定位系统和定速系统进行全面测试。

我们的测试系统使用第一代VST进行DUT射频测试。在PXI机箱内安装了一个专用电源来模拟为卫星供电的太阳能电池板，最终实现仅通过一块板卡即可同时完成接收和发射测试。与该测试所需的传统大型仪器组合相比，这种配置大大减少了卫星测试系统的占地面积，从而降低了成本。NI硬件平台还可以在恶劣的环境中运行，以满足航空航天项目的关键合规性要求。

NI产品助力长光卫星“吉林一号”的顺利发射，为“吉林一号”的状态监测、频谱监测、远程控制和遥测提供了便捷可靠的技术支持，为未来的卫星研发奠定了坚实的基础。

拓展中国商业遥感探测卫星宏伟蓝图

长光卫星今年在卫星研发、遥感探测信息、产品开发与服务、条件建设、市场开拓等方面取得了突出成绩。我们将继续引领商业航天领域的前沿技术，着力完成2030年发射138颗卫星的目标。未来NI将继续不断升级与创新自动化测试系统，努力开发面向未来的下一代自动化测试系统架构，突出软件的核心作用，同时充分利用模块化仪器硬件平台的特点。我们将不负使命，为全球70亿人提供满意的定制卫星和信息服务。借助互联网遥感探测信息平台，推出创新产品，助力吉林省产业结构调整升级，振兴东北老工业基地，谱写我国商业遥感探测卫星宏伟蓝图。

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作者信息：

邢斯瑞
长光卫星技术有限公司