【航天工程系列】航天器综合测试基本概念

对于航天器任务来讲，为确保其设计、研制和装配的正确性，就必须对航天器进行充分的测试验证。综合测试为航天器提供系统级电性能的测试验证方法、手段，通过获取被测航天器定性或定量信息进行测试与评估。通过综合测试可及时发现航天器产品在设计、制造、装配上的问题、风险和隐患，综合测试是评价航天器研制质量的重要依据，是确保航天器发射成功、在轨稳定运行的重要保证。因此，综合测试是航天器研制流程中的必不可少的重要环节，其技术水平直接影响航天器研制的效率和质量。

在通常意义上，航天器测试可以分成三个层次，即单元或部组件测试、分系统测试和系统测试。单元或部组件测试、分系统测试一般在航天器总装前完成，系统测试是航天器在总装和试验期间的测试。本书所指的综合测试就是指在系统总装以及各种环境试验条件下对航天器进行的电性能测试，因此，航天器综合测试有时又称航天器电性能测试（简称“电测”）。

航天器综合测试技术是一项具有总体性质的专业技术，是在统一供电环境下，通过获取被测航天器定性、定量信息，对航天器电性能进行符合性、稳定性、一致性等定量或定性测试评估的专业技术；是在系统集成环境下对航天器电接口、功能、性能指标，以及正常模式、故障模式、动态模飞等进行综合测试验证的专业技术；是贯穿航天器系统集成直至发射全过程，涉及验证航天器系统电性能是否满足设计要求的各种理论方法的工程技术。

航天器综合测试业务包括测试设计、测试实施和测试评估三大方面，重点涉及测什么、怎么测、用什么测，以及测试过程的组织实施、测试数据处理、测试结果分析评估等内容。具体来讲，包括测试需求论证、测试性分析、测试方案设计、测试系统设计的“综合性”也体现在以下两个方面：

（1）专业综合。航天器综合测试技术涉及整星系统级的所有与电有关的单机、分系统、系统，包括配电、测控、数管、热控、控制、推进、有效载荷等，从硬件到软件，从低频到高频，涉及电子测试测量技术、计算机技术、自动化技术、自动控制技术、通信编码调制与解调技术、射频微波传输技术……几乎涵盖所有的电类专业。

（2）环境综合。航天器综合测试技术是型号研制阶段最全面、最完整的综合性测试验证技术，覆盖航天器系统集成、试验、发射与在轨的所有模拟环境：包括常温常压、ESD、EMC、紧缩场、力、热、磁、真空、发射场等。

随着电子技术、计算机技术、软件技术、网络技术和测量技术的高度发展以及在测试仪器上的应用，航天器的综合测试技术在测试方法、测试手段、测试仪器集成应用等方面发生了很大的变化。各类航天器系统功能要求越来越复杂，性能指标要求越来越高，产品的可靠性、安全性要求越来越严格，必然对综合测试技术提出更加苛刻的要求。

按照研制流程和阶段分类，综合测试包括初样综合测试和正样综合测试。

1. 初样综合测试

在初样研制过程中，主要是对电性星进行电性能测试，初样电性星一般只包括总装厂综合测试、ESD 试验、EMC 试验、磁试验等，而参加力学试验和热试验的是结构星、热控星。初样综合测试的目的包括验证整星统一供电环境下各分系统之间电接口的正确性和匹配性；验证整星环境下各分系统功能、电性能指标的正确性；验证卫星设计正确性，同时为修改和完善设计提供依据；验证卫星飞行程序的正确性、合理性、协调性；验证卫星发射状态与运载火箭、发射场的电磁兼容性；验证卫星星地测试接口的正确性和匹配性；验证卫星测试方案、关键指标测试方法的正确性和可行性；验证整星地面测试系统方案的正确性和合理性等。

2. 正样综合测试

正样综合测试一般包括：总装厂综合测试、各种环境试验条件下的综合测试、出厂综合测试、发射场技术区的综合测试和发射场发射区的综合测试等。

（1）总装厂综合测试。在常温常压环境下，对航天器的电性能指标进行的全面测试，接口、功能、性能指标、工作模式的验证，获得一套航天器功能、性能的基础测试数据，作为后续综合测试的数据比对基线，给出航天器功能、性能是否满足设计或使用要求、是否可以转入大型试验阶段的结论。

（2）各种环境试验条件下的综合测试。EMC、进行振动、噪声、热平衡、热真空等试验时进行综合测试，检查各种工作环境的适应性，获得一套航天器在各种环境试验下的测试数据，给出航天器功能、性能是否满足环境试验规范要求、是否可以转入出厂阶段的结论。

（3）出厂综合测试。在航天器出厂前，对其功能、性能进行最终状态测试和设置，一般包括发射场测试演练以及 100 h 连续无故障测试，进一步验证航天器各项功能的正确性和指标稳定性，所获取数据将作为发射场技术区综合测试数据比对的依据，给出航天器功能、性能是否满足设计或使用要求、是否可以进入发射场的结论。

（4）发射场技术区的综合测试。航天器运输到发射场后，在技术区加注前的测试，验证航天器经过长途运输后功能、性能是否满足设计或使用要求，功能是否正确，进一步演练、验证起飞状态设置流程、序列、口令和显示页面的正确性，以及参加发射任务设备、岗位之间的匹配性、协调性，通过与出厂前测试数据比对，检验航天器经过长途运输后各项功能是否正确、遥测参数和主要性能指标是否稳定、一致，给出是否可实施加注及转场工作的结论。