Usar soluciones de PXI para construir un sistema de pruebas inteligente, integrado y universal para acompañar el lanzamiento de más de 100 satélites

Chang Guang Satellite Technology es la primera compañía comercial de satélites de detección remota en China. La compañía desarrolla y opera la serie de satélites JILIN-1, que ha sido pionera en la aplicación de satélites comerciales en China. El satélite JILIN-1 es el primer satélite comercial de detección remota de alta resolución, el primer satélite comercial e integrado y el primer satélite de video dinámico de alta definición desarrollado por China. Es también la primera vez que China ha tenido éxito en obtener imágenes en órbita de manera flexible.

Siguiendo su visión y estrategia a largo plazo, Chang Guang Satellite está construyendo un parque industrial de información aeroespacial. Una vez finalizado, podemos obtener un rendimiento anual de 30 satélites y formar un clúster de cadena industrial completo y centrado en I&D y producción de satélites.

Tareas de lanzamiento intensas, ciclo de I&D ajustado

Planeamos completar 60 satélites en órbita para 2020 y lanzar 138 satélites para 2030. Por tanto, nuestros investigadores se enfrentan a la ardua tarea de la I&D de satélites. La prueba de satélites, que toma alrededor del 70% del tiempo de I&D de satélites, es un desafío. Necesitamos con urgencia tecnologías y plataformas de pruebas maduras y listas para usar para impulsar una fácil transición durante todo el ciclo desde la investigación previa del equipo del sistema hasta el establecimiento del proyecto de diseño. Estas tecnologías también pueden ayudar con las pruebas, entrega de alto volumen, reparación y mantenimiento, y experimentos en tierra complejos y eficientes, incluyendo las pruebas y la verificación. Esto puede ayudarnos a garantizar el lanzamiento rápido y exitoso de satélites. Además, debido a la naturaleza de los productos espaciales, los largos plazos de entrega y el alto costo de los componentes de los satélites, los requisitos son muy estrictos para la operabilidad y estabilidad de un sistema de pruebas de satélites.

Como empresa comercial de satélites, nos preocupa que la compra de equipos de alto rendimiento sea costosa. Los satélites comerciales, a diferencia de los satélites convencionales que tienen diferentes sistemas de pruebas, requieren un sistema para probar múltiples modelos simultáneamente. La versatilidad del sistema de pruebas es extremadamente exigente. Necesitamos equipos de pruebas tradicionales para completar diferentes tipos de tareas de pruebas complejas, garantizando la calidad de las pruebas de los dispositivos complejos bajo prueba (DUT). Una vez que cambia el DUT, también necesitamos actualizar o reemplazar el sistema de pruebas, lo que implica altos costos secundarios. En comparación con los sistemas de pruebas tradicionales, podemos actualizar el sistema de pruebas de NI simplemente reemplazando o agregando módulos. Podemos reutilizar las funcionalidades del sistema para reducir costos y acortar el ciclo de desarrollo del sistema.

Flexible, universal, estable y confiable: PXI impulsa la I&D con éxito y el lanzamiento de cuatro satélites con un solo cohete

Elegimos NI para una solución de servicio completa que incluye una garantía de diez años, actualizaciones de tecnología y consultoría de gestión durante todo el ciclo de vida. También firmamos un acuerdo de cooperación estratégica con NI para mejorar aún más el soporte. Nuestro sistema de pruebas tiene tres sistemas centrales que utilizan productos de pruebas de NI.

El primero es un sistema de monitoreo de tierra de banda S, que basamos principalmente en la tarjeta basada en RF y FPGA del transceptor vectorial de señales (VST) NI PXI. El dispositivo puede ser flexible en la programación autónoma para que podamos personalizar algunas funciones durante la depuración. También podemos utilizar la tecnología peer-to-peer de NI para que el VST se comunique directamente con una tarjeta basada en FPGA. Podemos implementar captura, modulación y demodulación de señales en tiempo real en FPGA para asegurarnos de poder usar la señal para monitoreo de estado y monitoreo de espectro para control remoto y telemetría en tiempo real. El enfoque de pruebas automatizadas de NI utiliza un sistema de pruebas inteligente, integrado y basado en una plataforma modular para ayudarnos a deshacernos de la arquitectura cerrada y tradicional para abordar los ciclos de vida de pruebas prolongados, así como para evolucionar constantemente los requisitos de pruebas de RF y diseño para construir una plataforma de pruebas personalizada e innovadora para cumplir con las necesidades de pruebas actuales y futuras.

El segundo sistema es un sistema hardware-in-the-loop (HIL) de modelo dinámico de satélite en órbita, que emula y monitorea la dinámica de los satélites y simula la interfaz eléctrica de los satélites. Con la perfecta integración de NI VeriStand y el software The MathWorks, Inc. MATLAB®, ahorramos tiempo de I&D y de pruebas. Además, las poderosas configuraciones y sistemas de hardware de NI aseguran un período de choque de no más de 1 ms y un período de circuito cerrado del sistema de menos de 1 ms, lo cual es una mejora dramática sobre el ciclo de circuito cerrado convencional de 100 ms y garantiza una simulación en tiempo real de mayor precisión.

Finalmente, podemos combinar un simulador de GPS desarrollado con el sistema de pruebas de NI con un FPGA para simular señales de navegación satelital de alta dinámica en órbita. El modo multitraza integrado garantiza la prueba completa del sistema de posicionamiento por satélite y del sistema de velocidad fija.

Nuestro sistema de pruebas utilizó la primera generación de VST para pruebas de DUT de RF. Instalamos una fuente de alimentación dedicada dentro del chasis PXI para simular los paneles solares que alimentan el satélite, por lo que podemos completar las pruebas de recepción y transmisión simultáneamente con una sola tarjeta. En comparación con la gran combinación de instrumentos necesarios para esta prueba, esta configuración redujo significativamente la huella del sistema de pruebas satelitales y, por lo tanto, el costo. La plataforma de hardware de NI también puede operar en entornos hostiles para cumplir con los exigentes requisitos de cumplimiento de los proyectos aeroespaciales.

Los productos de NI impulsaron el lanzamiento de JILIN-1 y proporcionaron soporte tecnológico conveniente y confiable para monitoreo de estado, monitoreo de espectro y control remoto y telemetría del JILIN-1, que estableció una base sólida para la investigación y el desarrollo de futuros satélites.

Expandir el gran proyecto del satélite comercial de detección remota de China

Chang Guang Satellite ha logrado resultados sobresalientes este año en la I&D de satélites, información de teledetección, desarrollo de productos y servicios, construcción de condiciones y desarrollo del mercado. Continuaremos a la vanguardia de las tecnologías en la industria aeroespacial comercial para alcanzar nuestro objetivo de lanzar más de 138 satélites para 2030. NI continúa actualizando e innovando su sistema de pruebas automatizadas para permitir una arquitectura del sistema de la próxima generación y preparada para el futuro que resalta el papel principal del software y aprovecha una plataforma de hardware de instrumentos modulares. Esto nos ayudará a cumplir nuestra misión de proporcionar servicios de información y satelitales satisfactorios y personalizados a siete billones de clientes en todo el mundo. También nos ayudará a lanzar productos innovadores con una plataforma de información de detección remota basada en Internet para promover la reestructuración y actualización industrial en la provincia de Jilin, revitalizar la antigua base industrial del noreste y escribir un gran plan para el satélite comercial de detección remota de China.

MATLAB® y Simulink® son marcas comerciales registradas de The MathWorks, Inc.

Información del autor:

Sirui Xing
Tecnología de satélite Chang Guang