Sirui Xing, Chang Guang Satellite Technology
위성 발사라는 막중한 임무에도 개발 주기를 단축하고 시스템 구입 비용의 증가를 억제하며 위성 테스트 시스템의 다용도성, 유연성, 성능을 향상시켜야 합니다.
NI PXI 테스트 솔루션을 사용하면 위성 테스트 시스템의 통합과 개발 효율성을 개선하여 위성 개발 주기를 단축할 수 있습니다.
Chang Guang Satellite Technology는 중국 최초의 상업용 원격 감지 위성 기업으로, JILIN-1 위성 시리즈를 개발하여 운영하고 있으며 중국에서 상업용 위성 사용 분야를 개척해 오고 있습니다. JILIN-1은 중국에서 개발한 최초의 상업용 고해상도 원격 감지 위성, 최초의 탑재형 통합 상업용 위성, 최초의 미터 수준 고화질 동적 비디오 위성입니다. 중국에서 궤도에 진입한 위성이 유연한 방식으로 영상 촬영에 성공한 것도 이번이 처음입니다.
Chang Guang Satellite는 장기적인 비전과 전략에 따라 항공우주 정보 산업 단지를 건설하고 있습니다. 이 단지가 완성되면 연간 30개의 위성을 생산하고 위성 연구개발과 생산을 중심으로 한 전체 산업 체인 클러스터를 형성할 수 있습니다.
저희는 2020년까지 위성 60개를 궤도에 진입시키고 2030년까지 위성 138개를 발사할 계획입니다. 따라서 저희 연구원들은 위성 연구개발이라는 힘든 과제에 직면해 있습니다. 위성 연구개발 시간의 약 70%가 소요되는 위성 테스트는 어려운 작업입니다. 전체 주기에서 시스템 장비 사전 연구에서 설계 프로젝트 수립으로 원활하게 전환하기 위해 성숙기에 접어든 기성 테스트 기술과 플랫폼이 급히 필요했습니다. 또한 이러한 기술은 테스트, 대량 배송, 수리 및 유지 보수 그리고 테스트와 검증이 포함된 효율적이고 복잡한 지상 실험에 도움이 될 수 있습니다. 이를 통해 궁극적으로 위성을 빠르게 성공적으로 발사할 수 있습니다. 또한 항공우주 제품의 특성, 긴 리드 타임, 위성 부품의 높은 비용을 고려하여 위성 테스트 시스템의 운용성과 안정성에 대한 요구사항은 매우 엄격합니다.
상업용 위성 기업으로서 저희는 고가의 고성능 장비 구입에 대해 염려하고 있습니다. 각각 다른 테스트 시스템을 사용하는 기존의 위성과 달리 상업용 위성에는 여러 모델을 동시에 테스트할 수 있는 시스템이 필요합니다. 테스트 시스템의 다용도성은 매우 까다로운 문제입니다. 저희 회사에는 다양한 유형의 복잡한 테스트 작업을 완료하면서 동시에 복잡한 DUT (Device Under Test)의 테스트 품질을 보장하는 기존의 테스트 장비가 필요합니다. DUT가 변경되면 테스트 시스템도 업그레이드하거나 교체해야 하기 때문에 이차적인 비용 부담이 가중됩니다. 기존 테스트 시스템과 달리 NI 테스트 시스템은 모듈 교체나 추가를 통해 업그레이드할 수 있으며, 시스템 기능을 재사용하여 비용을 절감하고 시스템 개발 주기를 단축할 수 있습니다.
저희는 10년 보증, 기술 업데이트, 전체 수명 주기에 걸친 관리 컨설팅이 포함된 포괄적인 서비스 솔루션을 받기 위해 NI를 선택했으며, NI와의 전략적 협력 계약 체결로 이러한 지원을 더욱 강화했습니다. 저희 테스트 시스템은 NI 테스트 제품을 사용하는 3개의 핵심 시스템으로 구성되어 있습니다.
첫 번째는 S-대역 접지 모니터링 시스템으로, 주로 NI PXI 벡터 신호 트랜시버(VST) RF와 FPGA 기반 보드를 기반으로 합니다. 이 디바이스는 자동화 프로그래밍에서 유연하게 사용할 수 있어 디버깅하는 동안 일부 기능을 사용자 정의할 수 있습니다. 또한 NI의 P2P 기술을 사용하여 VST가 FPGA 기반 보드와 직접 통신하도록 할 수 있습니다. FPGA에서 리얼타임 신호 캡처, 변조, 복조를 구현하여 리얼타임 원격 제어와 원격 측정을 위한 상태 모니터링과 스펙트럼 모니터링에 신호를 사용할 수 있습니다. NI의 자동화된 테스트 접근 방식은 모듈형 플랫폼을 기반으로 하는 통합 지능형 테스트 시스템을 사용하여 기존의 폐쇄형 아키텍처에서 벗어나 긴 테스트 수명 주기를 해결하고 RF와 설계 테스트 가능성 요구사항을 지속적으로 발전시켜 현재와 미래의 요구 사항을 충족하는 혁신적인 맞춤형 테스트 플랫폼을 구축할 수 있도록 지원합니다.
두 번째 시스템은 위성 역학을 에뮬레이션하고 모니터링하며 위성의 전기 인터페이스를 시뮬레이션하는 궤도 위 위성의 동적 모델 HIL (Hardware-in-the-loop) 시스템입니다. NI VeriStand와 The MathWorks, Inc. MATLAB® 소프트웨어가 원활히 통합되어 연구개발 및 테스트 시간을 단축할 수 있었습니다. 또한 NI의 강력한 하드웨어 설정과 시스템 덕분에 1ms에 불과한 충격 주기와 1ms보다 짧은 시스템 폐루프 주기를 실현할 수 있었습니다. 이는 100ms의 기존 폐루프 주기와 비교하면 엄청난 개선으로, 덕분에 더 정확한 리얼타임 시뮬레이션이 가능해졌습니다.
마지막으로 NI 테스트 시스템을 사용해 개발한 GPS 시뮬레이터를 FPGA와 결합하여 매우 다이나믹한 궤도 내 위성 항법 신호를 시뮬레이션할 수 있습니다. 내장된 멀티 트레이스 모드에서는 위성 위치 확인 시스템과 정속 제어 시스템의 전체 테스트가 가능합니다.
저희 테스트 시스템에서는 DUT RF 테스트에 1세대 VST를 사용했습니다. 위성에 전원을 공급하는 태양광 패널을 시뮬레이션하기 위해 PXI 섀시 내부에 전용 전원 공급 장치를 장착하여 보드 하나로 송수신 테스트를 동시에 완료할 수 있습니다. 이 테스트에 필요했던 상당한 규모의 기존 계측기 조합에 비해 이러한 구성은 위성 테스트 시스템의 설치 공간을 크게 줄이고 이에 따라 비용 역시 크게 감소했습니다. 또한 NI 하드웨어 플랫폼은 열악한 환경에서도 작동하여 항공우주 프로젝트의 중요한 규정 준수 요구사항을 충족합니다.
NI 제품은 JILIN-1이 원활하게 발사될 수 있도록 지원했으며 JILIN-1의 상태 모니터링, 스펙트럼 모니터링, 원격 제어 및 원격 측정이 가능하도록 편리하고 안정적으로 기술을 지원하여 미래의 위성 연구개발을 위한 견고한 토대를 마련했습니다.
Chang Guang Satellite는 올해 위성 연구개발, 원격 감지 정보, 제품 개발 및 서비스, 상태 구축, 시장 개발 분야에서 뛰어난 성과를 거두었습니다. 저희는 2030년까지 138개가 넘는 위성을 발사한다는 목표를 달성하기 위해 계속해서 상업용 항공우주 기술의 최전선에서 노력할 것입니다. NI는 소프트웨어의 핵심 역할을 강조하고 모듈형 인스트루먼트 하드웨어 플랫폼을 활용하는 미래 지향적이며 자동화된 차세대 테스트 시스템 아키텍처를 실현하기 위해 자동화된 테스트 시스템을 지속적으로 업그레이드하고 혁신하고 있습니다. 이는 전 세계 70억 고객에게 만족스러운 맞춤형 위성과 정보 서비스를 제공하겠다는 저희 사명을 완수하는 데 도움이 될 것입니다. 또한 인터넷 기반 원격 감지 정보 플랫폼이 포함된 혁신적인 제품을 발사하여 길림성의 산업 구조 조정과 업그레이드를 촉진하고 북동부의 오래된 산업 기반을 활성화하며 중국의 상업용 원격 감지 위성의 원대한 청사진을 그리는 데 도움이 될 것입니다.
MATLAB® 및 Simulink®는 MathWorks, Inc.의 등록 상표입니다.
Sirui Xing
Chang Guang Satellite Technology