王淑煒，張素明，劉巧珍，黃 晨，盧 頔

（北京宇航系統(tǒng)工程研究所，北京，100076）

0 引 言

中國運(yùn)載火箭領(lǐng)域目前已形成按照傳統(tǒng)分工（如控制系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)等）各系統(tǒng)分別進(jìn)行地面測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)的配套模式，進(jìn)行地面測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。如長征二號(hào)C地面測(cè)試系統(tǒng)采用各系統(tǒng)獨(dú)立配置方案，這種模式系統(tǒng)間耦合小，但地面設(shè)備復(fù)雜，存在大量重復(fù)建設(shè)的現(xiàn)象，且測(cè)試數(shù)據(jù)分散在各系統(tǒng)的測(cè)試設(shè)備中，數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用程度低。而長征五號(hào)、長征七號(hào)地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)，采用“功能分布、信息共享、集中管理”的適度集成和必要分布的測(cè)試發(fā)控系統(tǒng)方案，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了集中管理和利用?？梢姡瑥闹袊\(yùn)載火箭發(fā)展趨勢(shì)來看，地面測(cè)試系統(tǒng)要不斷適應(yīng)箭上電氣系統(tǒng)測(cè)試需求。國外運(yùn)載火箭地面測(cè)控系統(tǒng)普遍采用后端計(jì)算機(jī)+服務(wù)器，前端采用供電+測(cè)控設(shè)備，前后端采用網(wǎng)絡(luò)連接的系統(tǒng)架構(gòu)；從功能上一般分為指揮控制、應(yīng)急控制和健康管理（故障診斷），從地域上一般分為現(xiàn)場(chǎng)發(fā)射控制和遠(yuǎn)程技術(shù)支持。國外運(yùn)載火箭地面測(cè)試系統(tǒng)普遍采用自動(dòng)測(cè)試技術(shù)，實(shí)現(xiàn)射前流程的自動(dòng)化和前端無人值守操作，確保了發(fā)射區(qū)操作安全性。同時(shí)具備遠(yuǎn)程技術(shù)支持能力，能夠充分利用人力資源遠(yuǎn)程在線提供故障定位、指揮決策支持。自動(dòng)化、智能化技術(shù)的應(yīng)用極大地提高了地面測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試效率。

新一代運(yùn)載火箭作為中國現(xiàn)役長征系列火箭的更新?lián)Q代產(chǎn)品，通過模塊化組合方式，實(shí)現(xiàn)“三化”設(shè)計(jì)，具備低成本、高可靠、測(cè)試操作方便等優(yōu)點(diǎn)[1]。隨著運(yùn)載火箭的設(shè)計(jì)理念發(fā)展，地面測(cè)發(fā)由分步獨(dú)立流程測(cè)試向集成自動(dòng)測(cè)試和部段級(jí)并行測(cè)試轉(zhuǎn)變。

本文針對(duì)新一代運(yùn)載火箭的地面測(cè)試需求，設(shè)計(jì)了一種適用于分布式部段級(jí)測(cè)試的地面測(cè)試系統(tǒng)方案，實(shí)現(xiàn)測(cè)控資源統(tǒng)籌管理、協(xié)同工作、分散操作、集中管理、過程監(jiān)控和設(shè)備診斷等目的，極大地提高了地面測(cè)試系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，可實(shí)現(xiàn)火箭近端設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控，滿足運(yùn)載火箭在部段級(jí)、全箭級(jí)地面測(cè)試的使用需求。

1 新一代運(yùn)載火箭對(duì)地面測(cè)試系統(tǒng)的使用需求

地面測(cè)試系統(tǒng)是運(yùn)載火箭的重要組成部分，用以完成運(yùn)載火箭的地面測(cè)試、射前監(jiān)測(cè)以及發(fā)射控制。新一代運(yùn)載火箭，尤其是面向運(yùn)載能力更強(qiáng)的新型火箭，具有火箭體量大、部段級(jí)分布測(cè)試等特點(diǎn)，對(duì)地面測(cè)試系統(tǒng)提出了如下要求。

1.1 分布式部段級(jí)測(cè)試需求

新一代運(yùn)載火箭采用模塊化設(shè)計(jì)原則，由多個(gè)通用部段組合構(gòu)成不同構(gòu)型，其部段級(jí)在各自的總裝地點(diǎn)進(jìn)行裝配和測(cè)試，在發(fā)射場(chǎng)完成整個(gè)火箭的總裝和總測(cè)。因此，原有的專用型集中式的地面測(cè)試設(shè)備已無法滿足新一代火箭多測(cè)試場(chǎng)地、不同測(cè)試工況的部段級(jí)測(cè)試需求[2]。地面測(cè)試系統(tǒng)需具備部段級(jí)測(cè)試能力、發(fā)射場(chǎng)全箭測(cè)試能力，以及可以依據(jù)測(cè)試對(duì)象和測(cè)試場(chǎng)景快速適配的能力。

1.2 一體化設(shè)計(jì)原則

原有的地面測(cè)試系統(tǒng)對(duì)應(yīng)箭上電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)，依據(jù)不同分系統(tǒng)的測(cè)試需求配備地面測(cè)試設(shè)備，存在設(shè)備分立、測(cè)試資源冗余配置等弊端。新一代運(yùn)載火箭對(duì)箭上電氣系統(tǒng)進(jìn)行了一體化設(shè)計(jì)[3]，對(duì)地面測(cè)控系統(tǒng)而言，地面電氣、動(dòng)力相關(guān)測(cè)試發(fā)射控制功能也需要開展一體化設(shè)計(jì)，進(jìn)行整個(gè)地面測(cè)控系統(tǒng)的統(tǒng)一規(guī)劃、功能整合，以此來縮小地面設(shè)備規(guī)模，簡(jiǎn)化系統(tǒng)構(gòu)成，達(dá)到快速測(cè)試、靈活部署等目的[4]。

1.3 快速測(cè)試自動(dòng)流程設(shè)計(jì)

根據(jù)具體測(cè)試任務(wù)間的耦合度與邏輯約束，將復(fù)雜的測(cè)試任務(wù)分解為多個(gè)簡(jiǎn)單易處理的相對(duì)獨(dú)立的子任務(wù)，通過地面測(cè)試系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度，提高單位時(shí)間內(nèi)設(shè)備資源利用率，降低設(shè)備閑置與測(cè)試等待時(shí)間。地面測(cè)試系統(tǒng)需提高自身自動(dòng)化和智能化程度，通過快速測(cè)試技術(shù)[5]以及并行測(cè)試技術(shù)[6]的應(yīng)用，加快測(cè)試運(yùn)行速度，縮短運(yùn)載火箭地面測(cè)試周期。

2 分布式地面測(cè)試系統(tǒng)功能構(gòu)架

針對(duì)新一代運(yùn)載火箭對(duì)地面測(cè)試系統(tǒng)的使用需求，地面測(cè)試系統(tǒng)開展基于功能整合的統(tǒng)一設(shè)計(jì)，通過統(tǒng)一規(guī)劃、功能整合、優(yōu)化設(shè)計(jì)，滿足分布式測(cè)試需求。在滿足部段級(jí)和全箭測(cè)試性能指標(biāo)要求的同時(shí)，縮小設(shè)備規(guī)模，減少現(xiàn)場(chǎng)操作人員，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試，縮短發(fā)射場(chǎng)測(cè)試時(shí)間，滿足發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)無人值守的要求；采用先進(jìn)的人機(jī)交互方式，提高指控人員和操作人員的舒適性、準(zhǔn)確性，并降低操作人員的壓力；最終具備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程發(fā)控能力，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程指揮、控制和發(fā)射。

為適應(yīng)新一代運(yùn)載火箭對(duì)地面測(cè)試系統(tǒng)的技術(shù)需求，本文提出一種地面測(cè)試系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)如下：

a）分布式：改變之前地面測(cè)試系統(tǒng)以功能集成化的系統(tǒng)構(gòu)型模式，將地面測(cè)試系統(tǒng)的前端測(cè)控功能進(jìn)行整合統(tǒng)籌，利用通用的分布式測(cè)控終端，將功能集中測(cè)控模式改為依據(jù)測(cè)試對(duì)象的分布式測(cè)控模式，減小系統(tǒng)規(guī)模，提高系統(tǒng)設(shè)備的通用性和可替換性[7]；

b）一體化：對(duì)于測(cè)控設(shè)備進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，將具體的測(cè)控功能整合為通用測(cè)控設(shè)備中的功能模塊，統(tǒng)一測(cè)控設(shè)備間的接口形式，簡(jiǎn)化系統(tǒng)構(gòu)成模式，測(cè)控設(shè)備間通過總線或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互和傳輸，提高系統(tǒng)的適應(yīng)性和靈活性；

c）智能化：地面測(cè)試系統(tǒng)通過測(cè)控網(wǎng)絡(luò)，將分布式的通用測(cè)控設(shè)備連接起來，完成具體的測(cè)試動(dòng)作。通用測(cè)控設(shè)備作為具體測(cè)試的末端執(zhí)行設(shè)備，應(yīng)具備遠(yuǎn)程控制、故障自檢測(cè)[8]、異常上報(bào)以及任務(wù)管理等智能化功能，弱化前后端角色關(guān)系，滿足新一代電氣系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化的測(cè)試需求。

2.1 系統(tǒng)構(gòu)架

地面測(cè)試系統(tǒng)主要由通用測(cè)控終端、智能測(cè)控中心、地面測(cè)試網(wǎng)絡(luò)，以及后方的遠(yuǎn)程保障支持子系統(tǒng)組成。系統(tǒng)具體構(gòu)架如圖1所示。

圖1 地面測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)架 Fig.1 The Architecture of the Ground Test System

其中通用測(cè)控終端由多個(gè)分布在不同區(qū)域的終端組成，負(fù)責(zé)完成火箭現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)采集、處理和控制功能。多個(gè)通用測(cè)控終端通過地面測(cè)試網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)互通，并統(tǒng)一連接到智能測(cè)控中心，實(shí)現(xiàn)前方的分布式一體化智能測(cè)控。

智能測(cè)控中心完成現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試信息的集中管理和應(yīng)用，負(fù)責(zé)完成對(duì)多個(gè)通用測(cè)控終端的指揮控制，同時(shí)與后方遠(yuǎn)程保障支持子系統(tǒng)協(xié)同工作，完成遠(yuǎn)程排故、 遠(yuǎn)程專家支持等功能。

2.2 應(yīng)用模式

2.2.1 部段獨(dú)立測(cè)試模式

考慮到部段級(jí)并行測(cè)試的測(cè)試模式（見圖2），前端通用測(cè)控終端設(shè)備可按照測(cè)試對(duì)象進(jìn)行分組配置，后端智能測(cè)控中心按照測(cè)試地域進(jìn)行配置。

圖2 部段級(jí)并行測(cè)試示意 Fig.2 Segment Testing of the New Generation of Rocket

各智能測(cè)控中心統(tǒng)一連接到遠(yuǎn)程保障支持子系統(tǒng)，部段總裝廠與各設(shè)計(jì)中心之間具備遠(yuǎn)程支持能力，設(shè)計(jì)人員可在遠(yuǎn)程支持中心對(duì)總裝廠測(cè)試設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。可將測(cè)試數(shù)據(jù)和試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)視頻圖像便捷的導(dǎo)入辦公網(wǎng)，并推送到不同地點(diǎn)的設(shè)計(jì)場(chǎng)所，使設(shè)計(jì)人員可實(shí)現(xiàn)在工位桌面進(jìn)行判讀確認(rèn)。

2.2.2 全箭測(cè)試模式

全箭測(cè)試模式的基本設(shè)計(jì)思路是前端通用測(cè)控終端采用組合化設(shè)計(jì)，部段測(cè)試時(shí)將前端通用測(cè)控終端拆分使用，全箭測(cè)試時(shí)再將前端通用測(cè)控終端組合；后端設(shè)備架構(gòu)保持不變，能按照不同測(cè)試項(xiàng)目配置軟件，按照測(cè)試崗位調(diào)整客戶端數(shù)量。

總裝廠、發(fā)射場(chǎng)與各設(shè)計(jì)中心之間具備遠(yuǎn)程支持能力，設(shè)計(jì)人員在遠(yuǎn)程支持中心對(duì)總裝廠測(cè)試設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

2.3 通用測(cè)控終端設(shè)計(jì)

2.3.1 通用測(cè)控終端技術(shù)特點(diǎn)

通用測(cè)控終端作為地面測(cè)試系統(tǒng)的基本構(gòu)成單位，主要完成前端具體的測(cè)試控制功能。通過采用統(tǒng)一的軟硬件架構(gòu)，通用的設(shè)備接口，模塊化的功能設(shè)計(jì)，可達(dá)到快速部署形成分布式測(cè)試系統(tǒng)的目的，滿足針對(duì)不同測(cè)控對(duì)象以及測(cè)試工況下地面測(cè)試系統(tǒng)的通用性和適應(yīng)性。通用測(cè)控終端實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：

a）通過通用化、小型化、模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)以功能需求為導(dǎo)向的設(shè)備組合化構(gòu)型，滿足針對(duì)不同測(cè)控對(duì)象的測(cè)試控制需求，以及現(xiàn)場(chǎng)維修更換的使用要求；

b）綜合應(yīng)用新型總線技術(shù)，滿足模塊級(jí)至單機(jī)級(jí)的級(jí)聯(lián)擴(kuò)展要求，簡(jiǎn)化設(shè)備接口，可以針對(duì)不同階段以及不同工況的測(cè)試需求進(jìn)行快速動(dòng)態(tài)重構(gòu)；

c）利用智能化設(shè)計(jì)，使測(cè)控設(shè)備具備模塊級(jí)的智能管理調(diào)度以及多層次的自測(cè)自檢功能，達(dá)到單機(jī)設(shè)備免測(cè)試使用以及長時(shí)無人值守的使用目標(biāo)。

2.3.2 終端組成及基本功能

通用測(cè)控終端內(nèi)部構(gòu)架如圖3所示，每個(gè)終端設(shè)備均由主控模塊、電源模塊、采集模塊以及開關(guān)量輸出模塊等功能模塊構(gòu)成。終端內(nèi)部采用業(yè)務(wù)總線（CAN總線）與健康管理總線（RS485總線）雙總線進(jìn)行模塊間的信息交互，滿足設(shè)備內(nèi)業(yè)務(wù)通信以及健康管理通信的需求；每種總線均采用雙通道冗余的方式，來提高設(shè)備通信的可靠性?；谝陨系脑O(shè)計(jì)構(gòu)架，通用測(cè)控終端除主控及電源模塊外，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)插拔以及功能重構(gòu)，以功能需求為導(dǎo)向?qū)崿F(xiàn)不同測(cè)試場(chǎng)合的設(shè)備靈活化構(gòu)型和擴(kuò)展。

圖3 通用測(cè)控終端內(nèi)部構(gòu)架 Fig.3 The Architecture of the General Controlling Terminal

通用測(cè)控終端具備的主要功能如下：

a）完成信息綜合處理（各模塊數(shù)據(jù)的采集、處理匯總）、控制邏輯判斷（被控對(duì)象的時(shí)序邏輯實(shí)現(xiàn)）以及通信調(diào)度功能；

b）單機(jī)具備智能化自主運(yùn)行能力，可以進(jìn)行加電后狀態(tài)自檢測(cè)、故障自診斷及隔離、參數(shù)及功能遠(yuǎn)程配置等，支持模塊及設(shè)備狀態(tài)的動(dòng)態(tài)重構(gòu)；

c）電源管理功能：滿足測(cè)控終端內(nèi)部各功能模塊的供電需求，可根據(jù)負(fù)載的不同而進(jìn)行增減，具有電源自保護(hù)以及冗余備份功能；

d）功能模塊：通過統(tǒng)一的底板接口，與主控模塊進(jìn)行信息交互，完成模擬量采集、開關(guān)量輸入、輸出、模擬量輸出等控制功能，以及測(cè)試數(shù)據(jù)上報(bào)；

e）功能模塊可依據(jù)實(shí)際使用需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)重構(gòu)，測(cè)控設(shè)備單機(jī)間可通過通用接口進(jìn)行級(jí)聯(lián)擴(kuò)展。

2.3.3 智能動(dòng)態(tài)管理

通用測(cè)控終端采用統(tǒng)一架構(gòu)，即通用機(jī)內(nèi)總線+功能模塊實(shí)現(xiàn)測(cè)控資源的統(tǒng)籌調(diào)度，硬件接口簡(jiǎn)潔，方便系統(tǒng)維修更換以及擴(kuò)展使用。機(jī)內(nèi)采用雙總線分布式的拓?fù)浼軜?gòu)，使用獨(dú)立的總線分別完成機(jī)內(nèi)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交互以及健康管理數(shù)據(jù)交互，通過使用不同的物理通道，提高設(shè)備的工作可靠性。業(yè)務(wù)總線完成機(jī)內(nèi)功能板卡和主控板卡間的控制指令以及測(cè)試數(shù)據(jù)交互；健康管理總線完成機(jī)內(nèi)功能板卡健康信息的上報(bào)，實(shí)現(xiàn)主控對(duì)于板卡的工作狀態(tài)管理，以及測(cè)控設(shè)備主從冗余切換功能。雙總線架構(gòu)不僅滿足了集成類測(cè)控設(shè)備多種功能板卡的統(tǒng)一調(diào)度和管理，同時(shí)具備總線上任意功能板卡節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)重組的能力，滿足了集成化測(cè)控設(shè)備針對(duì)不同運(yùn)載火箭在綜合試驗(yàn)、出廠測(cè)試、部段級(jí)測(cè)試以及地面測(cè)發(fā)各階段下的功能重組要求。

2.3.4 嵌入式軟件設(shè)計(jì)

通用測(cè)控終端采用嵌入式軟件通過機(jī)內(nèi)總線調(diào)度設(shè)備內(nèi)功能板卡協(xié)同完成測(cè)控動(dòng)作。通用測(cè)控終端的每個(gè)獨(dú)立的功能模塊均具備健康監(jiān)測(cè)功能，對(duì)模塊自身的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過健康管理總線將信息上報(bào)。通用測(cè)控終端可依據(jù)各模塊的健康監(jiān)測(cè)情況，進(jìn)行模塊的綜合調(diào)度，實(shí)現(xiàn)冗余控制、故障切換以及主從熱備冗余等功能。

嵌入式軟件可輔助測(cè)控終端完成智能化控制[9]，主從冗余切換，以及遠(yuǎn)程指令控制。嵌入式設(shè)備工作模式簡(jiǎn)單，加電自主運(yùn)行，可滿足運(yùn)載火箭地面測(cè)試前端長時(shí)無人值守的使用要求。

2.3.5 典型使用模式

通用測(cè)控終端依據(jù)具體的測(cè)試控制資源需求，配備具體的功能模塊，如模擬量采集模塊、開關(guān)量輸入模塊等。每個(gè)終端均采用同一結(jié)構(gòu)構(gòu)架，若單個(gè)終端內(nèi)功能模塊不能滿足測(cè)控需求，可對(duì)通用測(cè)控終端進(jìn)行級(jí)聯(lián)，拓展測(cè)試資源。

通用測(cè)控終端依據(jù)被測(cè)對(duì)象的測(cè)試需求進(jìn)行分布，終端間通過地面測(cè)控網(wǎng)絡(luò)與后端智能測(cè)控中心進(jìn)行連接。通過智能測(cè)控中心的指揮控制軟件的指揮控制，通用測(cè)控終端依據(jù)指令執(zhí)行具體的測(cè)控動(dòng)作，終端間協(xié)同配合，完成獨(dú)立測(cè)試或并行測(cè)試。

2.4 智能測(cè)控中心設(shè)計(jì)

2.4.1 使用需求

根據(jù)新一代火箭測(cè)試任務(wù)的多樣性和復(fù)雜性，智能測(cè)控中心的建設(shè)應(yīng)滿足以下需求：

a）測(cè)發(fā)流程控制：能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各測(cè)控終端設(shè)備控制、過程控制、狀態(tài)測(cè)量等功能；

b）信息應(yīng)用功能：能夠滿足各項(xiàng)測(cè)試業(yè)務(wù)、各類數(shù)據(jù)的高效存儲(chǔ)和管理，能夠按照數(shù)據(jù)的特征進(jìn)行自動(dòng)生命周期管理，具備良好的容災(zāi)能力，保障數(shù)據(jù)的安全性。

2.4.2 智能測(cè)控中心功能構(gòu)成

后端智能測(cè)控中心信息應(yīng)用功能硬件主要為商用服務(wù)器、瘦客戶機(jī)和移動(dòng)終端，此部分功能設(shè)計(jì)在現(xiàn)有成熟功能構(gòu)成的基礎(chǔ)上，進(jìn)行集成優(yōu)化設(shè)計(jì)。

測(cè)發(fā)控系統(tǒng)后端信息應(yīng)用功能軟件與后端指揮控制與數(shù)據(jù)處理功能相對(duì)應(yīng)。測(cè)發(fā)控系統(tǒng)后端信息應(yīng)用功能集成設(shè)計(jì)是將傳統(tǒng)模式下控制系統(tǒng)發(fā)控臺(tái)、測(cè)量系統(tǒng)后端綜合控制臺(tái)、動(dòng)力系統(tǒng)指揮控制臺(tái)、各系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、各系統(tǒng)虛擬顯示計(jì)算機(jī)以及總控網(wǎng)的指控計(jì)算機(jī)整合為一體，稱為智能測(cè)控中心。智能測(cè)控中心主要由“操作終端＋多個(gè)監(jiān)測(cè)終端＋服務(wù)器組合”及其軟件構(gòu)成。

2.4.3 指揮控制功能軟件一體化設(shè)計(jì)

地面測(cè)試系統(tǒng)的指揮控制功能軟件對(duì)傳統(tǒng)地面測(cè)試、測(cè)量、動(dòng)力、發(fā)射支持系統(tǒng)的控制與測(cè)試進(jìn)行統(tǒng)一管理，整合部段測(cè)試、整箭測(cè)試、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑渲?、多系統(tǒng)信息規(guī)劃及數(shù)據(jù)分析管理等功能，完成地面測(cè)試的功能調(diào)度。指揮控制軟件架構(gòu)采用開放的架構(gòu)體系和接口，便于未來進(jìn)行差異化需求定制與擴(kuò)展。

2.5 遠(yuǎn)程保障支持子系統(tǒng)

遠(yuǎn)程保障支持子系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)與設(shè)計(jì)中心的信息連通，滿足測(cè)試數(shù)據(jù)在不同測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)之間的數(shù)據(jù)交互需求。在火箭正常測(cè)試過程中，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)中心對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的智能監(jiān)測(cè)、判讀、故障診斷，以及多測(cè)試場(chǎng)地的大數(shù)據(jù)應(yīng)用和趨勢(shì)分析；在火箭排故過程中，為前后端專家提供溝通交流的音視頻通路，以及數(shù)據(jù)分析（包括本次及歷史測(cè)試數(shù)據(jù)）、技術(shù)資料（設(shè)計(jì)文件、應(yīng)急預(yù)案、履歷信息、故障案例等）等支撐。

3 測(cè)試與驗(yàn)證

針對(duì)上述地面測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，針對(duì)適應(yīng)分布式部段級(jí)測(cè)試需求的關(guān)鍵功能進(jìn)行原型系統(tǒng)搭建以及測(cè)試驗(yàn)證。主要針對(duì)通用測(cè)控終端的級(jí)聯(lián)重構(gòu)，以及一體化指揮控制功能軟件的部段級(jí)并行測(cè)試功能進(jìn)行驗(yàn)證。

3.1 通用測(cè)控終端級(jí)聯(lián)重構(gòu)

地面測(cè)試系統(tǒng)的具體測(cè)控功能通過前端通用測(cè)控終端實(shí)現(xiàn)，同時(shí)通用測(cè)控終端也是實(shí)現(xiàn)分布式部段測(cè)試的重要組成部分。通用測(cè)控終端通過模塊化、智能化設(shè)計(jì)，具備級(jí)聯(lián)拓展以及動(dòng)態(tài)重構(gòu)功能，其重構(gòu)功能的實(shí)現(xiàn)是整個(gè)地面測(cè)試系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。通過 2臺(tái)通用測(cè)控終端，對(duì)終端級(jí)的級(jí)聯(lián)重構(gòu)功能進(jìn)行了測(cè)試驗(yàn)證如圖4所示。

圖4 通用測(cè)控終端級(jí)聯(lián)重構(gòu)測(cè)試 Fig.4 The Prototype System of Reconfiguration Testing

多設(shè)備級(jí)時(shí)，其中1臺(tái)作為主控，其他作為擴(kuò)展設(shè)備（沒有主控模塊），通過機(jī)內(nèi)總線節(jié)點(diǎn)進(jìn)行級(jí)聯(lián)。在邏輯上，擴(kuò)展設(shè)備內(nèi)的模塊和主控設(shè)備內(nèi)部的模塊沒有區(qū)別，可直接通過上位機(jī)調(diào)度2個(gè)設(shè)備進(jìn)行具體的功能測(cè)試。

該功能的實(shí)現(xiàn)，為地面測(cè)試系統(tǒng)滿足部段級(jí)、全箭級(jí)地面功能測(cè)試奠定了基礎(chǔ)。通過測(cè)試驗(yàn)證，通用測(cè)控終端可通過通用接口快速完成獨(dú)立測(cè)試以及級(jí)聯(lián)拓展，可滿足快速部署，靈活適配不同測(cè)試需求要求。

3.2 部段級(jí)并行測(cè)試

依據(jù)新一代火箭部段級(jí)測(cè)試的功能需求，按照上述系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，搭建了地面測(cè)試系統(tǒng)原型系統(tǒng)。針對(duì)不同的測(cè)試需求，可通過測(cè)發(fā)指揮控制軟件對(duì)測(cè)控流程進(jìn)行快速配置和調(diào)整，同時(shí)可進(jìn)行2個(gè)測(cè)試項(xiàng)目的并行測(cè)試。

該功能的實(shí)現(xiàn)，驗(yàn)證了地面測(cè)控流程的通用模塊配置方案的可行性，為后續(xù)快速進(jìn)行測(cè)試流程調(diào)度，以及多系統(tǒng)部段級(jí)并行測(cè)試的最終實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了有益的嘗試。

4 結(jié)束語

運(yùn)載火箭地面測(cè)試系統(tǒng)已經(jīng)由分步獨(dú)立流程測(cè)試向集成自動(dòng)測(cè)試和部段級(jí)并行測(cè)試轉(zhuǎn)變。其設(shè)計(jì)原則和功能需求也向著通用化、智能化不斷發(fā)展。本文針對(duì)新一代運(yùn)載火箭的地面測(cè)試需求，設(shè)計(jì)了一種分布式地面測(cè)試系統(tǒng)，通過靈活可重構(gòu)的通用測(cè)試終端，可以通過相同的單元架構(gòu)滿足運(yùn)載火箭不同測(cè)試工況的使用需求。原理驗(yàn)證試驗(yàn)不僅驗(yàn)證了前端測(cè)試資源可擴(kuò)展重構(gòu)，也驗(yàn)證了后端測(cè)控流程的快速配置以及并行自動(dòng)測(cè)試能力。分布式、智能化的通用測(cè)控終端提高了前端測(cè)試設(shè)備的智能化、可靠性水平，后端智能測(cè)控中心和遠(yuǎn)程支持系統(tǒng)方案，拓展了測(cè)控系統(tǒng)的異地并行測(cè)試能力，為新一代運(yùn)載火箭減員增效以及無人值守奠定了基礎(chǔ)，也為部段級(jí)測(cè)試提供了一種可行的方案。