Sirui Xing, Technologie des satellites Chang Guang
Raccourcir le cycle de développement et maîtriser les coûts d’acquisition du système face aux missions de lancement de satellites lourds, et augmenter la polyvalence, la flexibilité et les performances d’un système de test de satellites.
Utilisation des solutions de test PXI de NI pour améliorer l'intégration et l'efficacité du développement des systèmes de test de satellites afin de raccourcir le cycle de développement des satellites.
Chang Guang Satellite Technology est la première société commerciale de satellites de télédétection en Chine. La société développe et exploite la série de satellites JILIN-1, qui a ouvert la voie à l'application de satellites commerciaux en Chine. Le satellite JILIN-1 est le premier satellite commercial de télédétection haute résolution, le premier satellite commercial intégré embarqué et le premier satellite vidéo dynamique haute définition développé par la Chine. C'est aussi la première fois que la Chine réussit à produire des images en orbite de manière flexible.
Fidèle à sa vision et à sa stratégie à long terme, Chang Guang Satellite est en train de construire un parc industriel d'information aérospatiale. Une fois terminé, nous pouvons atteindre un débit annuel de 30 satellites et former un cluster de chaîne industrielle centré sur la R&D et la production de satellites.
Nous prévoyons de mettre 60 satellites en orbite d’ici 2020 et de lancer 138 satellites d’ici 2030. Ainsi, nos chercheurs sont confrontés à la tâche ardue de la R&D satellitaire. Le test de satellites, qui prend environ 70 % du temps de R&D des satellites, est un défi. Nous avons un besoin urgent de plates-formes et de technologies de test prêtes à l'emploi pour assurer une transition en douceur tout au long du cycle, de la pré-recherche de l'équipement du système à l'établissement du projet de conception. Ces technologies peuvent également faciliter les tests, la livraison en grand volume, les réparations et la maintenance, ainsi que les expériences au sol complexes et efficaces, y compris les tests et la vérification. Cela peut nous aider à assurer le lancement rapide et réussi des satellites. De plus, compte tenu de la nature particulière des produits spatiaux, des longs délais de livraison et du coût élevé des composants des satellites, les exigences de fonctionnement et de stabilité d’un système de test de satellites sont très strictes.
En tant que société commerciale de satellites, nous sommes préoccupés par l'achat d'équipements hautes performances coûteux. Les satellites commerciaux, contrairement aux satellites conventionnels qui ont chacun des systèmes de test différents, nécessitent un système pour tester plusieurs modèles simultanément. La polyvalence du système de test est extrêmement exigeante. Nous avons besoin d’équipements de test traditionnels pour effectuer différents types de tâches de test complexes tout en garantissant la qualité des tests des dispositifs sous test complexes (DUT). Une fois que le DUT change, nous devons également mettre à niveau ou remplacer le système de test, ce qui représente un coût secondaire important. Par rapport aux systèmes de test traditionnels, nous pouvons mettre à niveau le système de test NI en remplaçant ou en ajoutant simplement des modules. Nous pouvons réutiliser les fonctionnalités du système pour économiser de l’argent et raccourcir le cycle de développement du système.
Nous avons choisi NI pour une solution de service complète qui inclut une garantie de dix ans, des mises à jour technologiques et des conseils en gestion tout au long du cycle de vie. Nous avons également signé un accord de coopération stratégique avec NI pour améliorer encore le support. Notre système de test comporte trois systèmes de base utilisant des produits de test NI.
Le premier est un système de surveillance du sol en bande S, principalement basé sur la carte RF et FPGA du transcepteur de signaux vectoriels (VST) de NI. Le périphérique peut être flexible en programmation autonome afin que nous puissions personnaliser certaines fonctions pendant la mise au point. Nous pouvons également utiliser la technologie peer-to-peer de NI pour que le VST communique directement avec une carte à base de FPGA. Nous pouvons implémenter la capture, la modulation et la démodulation de signaux en temps réel sur le FPGA pour nous assurer que nous pouvons utiliser le signal pour la surveillance de l’état et la surveillance du spectre pour le contrôle à distance et la télémétrie en temps réel. L’approche de test automatique de NI utilise un système de test intelligent intégré basé sur une plate-forme modulaire pour nous aider à nous débarrasser de l’architecture fermée traditionnelle afin de gérer les longs cycles de vie des tests ainsi que pour faire évoluer constamment les exigences de testabilité RF et de conception afin de construire une plate-forme de test personnalisée innovante pour satisfaire les exigences actuelles et les besoins futurs en matière de tests.
Le second système est un système HIL (hardware-in-the-loop) de modèle dynamique en orbite, qui émule et surveille la dynamique des satellites et simule l'interface électrique des satellites. Avec l'intégration transparente de NI VeriStand et logiciel MATLAB® de The MathWorks, Inc., nous avons gagné du temps en R&D et du temps de test. De plus, les puissantes configurations matérielles et les systèmes de NI garantissent une période de choc ne dépassant pas 1 ms et une période de boucle fermée inférieure à 1 ms, ce qui représente une amélioration considérable par rapport au cycle en boucle fermée conventionnel de 100 ms et garantit une plus grande précision. simulation temps réel.
Enfin, nous pouvons combiner un simulateur GPS développé avec le système de test NI avec un FPGA pour simuler des signaux de navigation par satellite hautement dynamiques en orbite. Le mode multitrace intégré garantit le test complet du système de positionnement par satellite et du système à vitesse fixe.
Notre système de test utilisait la première génération de VST pour les tests RF de DUT. Nous avons installé une alimentation dédiée à l’intérieur du châssis PXI pour simuler les panneaux solaires qui alimentent le satellite, afin de pouvoir effectuer les tests de réception et de transmission simultanément avec une seule carte. Par rapport à la combinaison traditionnellement importante d'instruments de taille nécessaire pour ce test, cette configuration a considérablement réduit l'encombrement du système de test de satellites et, par conséquent, son coût. La plate-forme matérielle NI peut également fonctionner dans des environnements difficiles pour répondre aux exigences de conformité critiques des projets aérospatiaux.
Les produits NI ont permis le lancement sans heurt de JILIN-1 et ont fourni un support technologique pratique et fiable pour la surveillance de l'état, la surveillance du spectre, le contrôle à distance et la télémétrie de JILIN-1, ce qui a établi une base solide pour la recherche et le développement futurs de satellites.
Le satellite Chang Guang a obtenu des résultats remarquables cette année dans les domaines de la R&D satellitaire, des informations de télédétection, du développement de produits et des services, de la construction de systèmes de conditionnement et du développement du marché. Nous continuerons d’être à la pointe des technologies dans l’aérospatiale commerciale pour atteindre à terme notre objectif de lancer plus de 138 satellites d’ici 2030. NI continue à mettre à niveau et à innover son système de test automatisé pour permettre une architecture de système de test automatisé évolutive de nouvelle génération qui met en évidence le rôle central du logiciel et tire parti d’une plate-forme matérielle d’instruments modulaires. Cela nous aidera à accomplir notre mission de fournir à sept milliards de clients dans le monde entier des services satellitaires et d’information satisfaisants et personnalisés. Cela nous aidera également à lancer des produits innovants avec une plate-forme d'information de télédétection basée sur Internet pour promouvoir la restructuration industrielle et la mise à niveau dans la province du Jilin, revitaliser l'ancienne base industrielle du nord-est et élaborer un plan détaillé pour le satellite commercial de télédétection de la Chine.
MATLAB® et Simulink® sont des marques déposées de The MathWorks, Inc.
Sirui Xing
Technologie satellitaire de Chang Guang