随着半导体集成电路技术和微机电系统(Micro Electro Mechanical Systems, MEMS)技术的发展,皮卫星的功能密度不断提高,同时具有研制成本低、开发时间短、适合卫星编队、研制门槛低等特点,适合高校开展研究。近十年来,以高校为主力,研制并发射了大量皮卫星。浙江大学微小卫星研究中心开展皮卫星研究已有超过十年的时间,在皮卫星研究方面拥有大量技术积累,并先后于2007、2010年共发射三颗皮卫星入轨。经过对这些卫星研制、管理过程的分析和总结,发现卫星的在轨监测占用了大量的人力物力资源,给原本资源紧缺的高校科研团队带来很大的压力,迫切要求后续研制卫星具有自主测试、管理能力。针对这个迫切的工程需求,本文在充分调研现有在轨测试方法的基础上,提出了一种适用于皮卫星的基于规则匹配的在轨测试方法,并建立了半实物仿真系统。在此基础上研制完成了在轨测试分系统,并进行了测试验证。该在轨测试方法核心在于规则库的建模,本文中规则库的建模方法包括两个方面：基于卫星系统设计的规则建模方法和基于卫星遥测遥控数据挖掘的规则建模方法。在前一方法中,深入研究各个分系统的设计细节,理解各个参数的物理意义及属性,从而提炼出相关规则；在后一方法中,对现有在轨运行卫星超过两年的遥测数据进行分析,挖掘隐含在数据背后的规则。通过综合应用这两种方法,系统而全面地构建了在轨测试的规则库,形成了在轨测试系统。