某高分光学卫星采用空间可展开光学成像系统,通过展开机构实现在发射时将卫星光学系统的成像主镜收拢,入轨后再进行展开,从而使得轻量化、大口径、高分辨率的光学成像卫星的实现成为可能。展开机构作为空间可展开光学成像系统的重要组成部分,其展开过程的稳定性、展开位置的准确性以及整体机构的可靠性等性能水平决定着这种新型空间可展开光学成像系统的成功实现。因此需要对展开机构进行大量的地面展开试验来验证其机构设计的合理性和性能的可靠性,从而在大尺度展开机构的初始设计阶段来消除技术方案的不确定性和设计风险,为最终的定型研制提供有效的试验数据、技术准备和设计依据。本课题针对上述需求,在详细分析该光学卫星主镜和桁架机构的展开运动过程以及地面展开试验的测控功能要求后,充分地了解国内外空间结构展开过程控制技术,分析现有地面展开试验测控设备的优缺点。在此基础上,针对项目要求的卫星机构展开过程控制、多电机协同控制、多种展开模式下步进电机的运动控制、展开装置状态监测等功能,提出了展开试验地面测控系统的总体设计方案。卫星大尺度展开机构地面测控系统的硬件平台由PC/104工控机、底层测控系统、信号调理电路和电源控制系统组成。其中底层测控系统采用STM32+MCX514的架构,通过使用光电编码器、微动开关、霍尔传感器、AD采集板卡来设计测控电路,以实现对光学卫星主镜及桁架27台步进电机的精准控制和状态实时监测;同时通过设计多电机协同控制算法,来满足系统对实时性、误差控制、不同运动模式下多台电机协同工作的要求。地面测控系统以Visual Studio为软件开发平台,采用运行效率高的C++来进行上位机软件的开发,并应用模块化和分层设计的开发方法来完成软件整体框架、用户交互界面和各功能模块的设计实现。通过上位机软件并配合底层硬件系统可以实现展开模式、电机运行参数的设置和电机各状态参数的实时监测,从而最终实现卫星机构地面展开试验的自动化测试与控制。最后,通过多次系统联调和展开试验,并对实验结果进行分析表明,地面测控系统满足任务各项功能指标要求,软硬件接口匹配;其中桁架组内机构末端控制精度每360度误差小于1.5度,主镜机构奇偶组电机满足动态跟随要求,系统能够完成该卫星大尺度展开机构配套的地面展开试验,运行状态稳定,系统性能完备,并最终通过了研究所的验收,完成了项目交付。