以 NI PXI 解決方案建立通用的整合式智慧測試系統，保障超過 100 顆衛星的發射任務一切順利

Chang Guang Satellite Technology 是中國第一家商用遙感衛星公司。該公司開發並經營 JILIN-1 系列衛星，是中國商用衛星應用領域的先鋒。JILIN-1 衛星是第一顆商用高解析度遙感衛星、第一顆機載整合式商用衛星，同時也是中國開發出的第一顆長距離高解析度動態影像衛星。這也是中國第一次以靈活的方式順利完成軌道成像。

目前 Chang Guang Satellite 正秉持其長期願景與策略，積極打造一座航太資訊工業區。工業區落成後，我們公司的年產能可以達到 30 顆衛星，還能以衛星研發與生產為中心，發展出一連串完整的工業鏈。

繁重的發射任務、緊湊的研發週期

我們規劃在 2020 年之前完成讓 60 顆衛星進入軌道運作，在 2030 年之前發射 138 顆衛星。因此，我們的研究人員面臨著研發衛星的艱鉅任務。衛星測試約佔 70% 的衛星研發時間，挑戰性相當高。從研究前系統設備到建立設計專案的整個週期當中，為了讓過渡期一切順利，我們目前需要成熟而且現成可用的測試技術和平台。這些技術也有助於測試、大量履約、維修與保養，以及輔助有效率地執行包括測試與驗證等複雜的地面實驗。這一切終究都能協助我們快速且順利地發射衛星。此外，太空產品的性質本就特殊，加上衛星零組件作業時間較長、成本較高，因此，衛星測試系統的操作便利性與穩定性皆須符合相當嚴謹的條件。

我們是商用衛星公司，自然會擔心購置高效能設備的高額成本。商用衛星不同於採用獨立測試系統的傳統衛星，能以同一套系統同時測試多個模型是必要條件。測試系統極度講究多功能。我們需要運用傳統測試設備完成不同類型的複雜測試作業，同時也必須確保複雜受測裝置 (DUT) 的測試品質。DUT 一旦有任何變化，我們也必須跟著升級或汰換測試系統，因而衍生的附屬成本會造成相當沉重的負擔。相較於傳統測試系統，升級 NI 測試系統時只要更換或新增模組即可。我們可以重複使用系統功能，因此能節省成本並縮短系統開發週期。

彈性、通用、穩定且可靠：PXI 讓單一火箭同時發射四顆衛星的研發與發射任務順利成功

我們選擇 NI 是因為他們的服務解決方案相當完整，其中包括十年保固、技術更新，以及整個生命週期均適用的管理諮詢。我們也與 NI 簽署策略合作協議，進一步加強這方面的支援。我們的測試系統有三個使用 NI 測試產品的核心系統。

第一個系統是 S 頻帶地面監控系統，這是以 NI PXI 向量訊號收發儀 (VST) RF 與 FPGA 機板為主的系統。由於裝置採用自動程式設計，因此我們可以在除錯階段自訂部分功能。我們也可以使用 NI 的點對點技術，使得 VST 能夠直接與 FPGA 機板通訊。我們可以在 FPGA 即時擷取、調變與解調訊號，務求我們確實能夠利用訊號監控狀態及頻譜，以利進行即時遠端控制與遙測。NI 的自動測試法採用以模組化平台為架構的整合式智慧型測試系統，協助我們擺脫傳統的封閉式架構，能因應長測試週期需求以及在 RF 和設計測試能力方面不斷發展的需求，可以打造創新的自訂測試平台，充分因應現在和未來與測試相關的需要。

第二個系統是一款在軌衛星動態模型硬體迴路 (HIL) 系統，這個系統會模擬及監控衛星動態，也會模擬衛星的電氣介面。NI VeriStand 與 The MathWorks, Inc.MATLAB® 軟體完美整合，讓我們節省了研發時間與測試時間。此外，NI 的硬體設定與系統相當強大，能保證衝擊期間不長於 1 ms、系統閉迴路期間不長於 1 ms，比傳統閉迴路的 100 ms 大幅提升，更能提高即時模擬的準確度。

最後，我們可以結合以 NI 測試系統開發的 GPS 模擬器與 FPGA，用於模擬高度動態的在軌衛星導航訊號。內建的 Multitrace 模式能完整測試衛星定位系統與定速系統。

我們的測試系統採用第一代 VST 進行 DUT RF 測試。我們在 PXI 機箱裡安裝了專用電源供應器，用於模擬為衛星供電的太陽能板，因此只需要一塊機板就能同時完成接收與傳輸測試。相較於這類測試所需的傳統大型儀器組合，這樣的配置能大幅減少衛星測試系統佔用的空間，自然能降低成本。NI 硬體平台也能在嚴苛的環境中作業，因此能符合嚴格的航太工程法遵規定。

NI 產品不但是支援 JILIN-1 順利發射的強大動力，也提供了便利可靠的 JILIN-1 狀態監控、頻譜監控與遠端控制和遙測作業技術，更為未來的衛星研究與開發奠定了基礎。

拓展中國對於商用遙測衛星的宏偉藍圖

Chang Guang Satellite 今年在衛星研發、遙測資訊、產品開發與服務、條件建構、市場開發等方面，全都有不俗的表現。我們會繼續站在商用航太技術的前線，努力實現在 2030 年之前發射超過 138 顆衛星的目標。NI 自動測試系統架構強調軟體的重要地位，並且充分運用模組化儀器硬體平台，未來會持續升級與創新，以期支援與時俱進的新一代自動測試系統架構。這樣能幫助我們達成使命，為全世界七十億客戶提供令人滿意的客製化衛星與資訊服務。此外，這樣的發展也能幫助我們推出創新的網際網路遙測資訊創新平台，能推動吉林省產業結構調整與升級、振興東北老工業基地，譜寫出中國商用衛星遙測的宏偉藍圖。

MATLAB® 與 Simulink® 是 MathWorks, Inc. 的註冊商標。

作者資訊：

Sirui Xing
Chang Guang Satellite Technology