星载数据管理系统OBDH中的数据总线

本文讨论欧洲空间局ESA星载数据管理系统OBDH(On-Board Data Handling)数据总线的系统组成和功能,详细分析了总线的通信协议,在此基础上从系统角度讨论了总线关键部件——中央控制器CT、远程终端RT和远程终端接口RT1的结构和设计。

航天器热控自主管理中的智能控制技术

对国内航天器上应用较多的三种热控自主管理技术,即电加热器、百叶窗、流体回路进行了介绍。并结合卫星应用实例,重点对电加热器热控自主管理技术的智能控制策略进行了论述。最后,通过对国内外发展情况的调研,提出了热控自主管理智能控制技术将向精确化、智能化、与航天器其他领域自主管理相结合方向发展的思路。

一种敏捷卫星积分时间计算方法

敏捷卫星成像过程中姿态变化灵活,积分时间变化剧烈,传统卫星积分时间计算模型已无法满足精度要求。因此,提出一种改进的积分时间计算模型,在星地斜距计算和摄影点地速计算两方面作了改进。星地斜距计算时利用地表数字高程模型修正理论的斜距值,摄影点地速计算中增加姿态角速度对卫星本体坐标系角速度矢量的影响,并设计了整个算法在星上数管分系统中的实现方案。最后在星载嵌入式环境下进行了仿真计算,并与地面仿真计算结果进行了比对分析。两者比对偏差在0.01‰以内,可以满足相机成像质量要求。

一种基于星内路由的航天器数管软件框架设计

传统航天器数管分系统开发时,往往需要深入分析各类传输协议细节,对协议数据的格式处理、数据转换等功能需要占用大量的开发时间。文章提出了一种基于星内路由的数管软件框架,其遥测链路协议(AOS Link)、遥控链路协议(TC Link)和星内总线链路协议(1553BLink)等链路层协议都由网络层路由接管,并以软件构件的形式存在。星载数管应用层程序在对数据进行收发时,仅仅调用网络层"发送"和"接收"接口即可,而后台路由程序将根据路由表选择链路层协议下一跳地址和对应的传输服务,实现地面、数管系统和其他分系统之间的数据流转。该框架将底层通信和应用层功能严格分离,大幅度简化了应用层软件设计。

一种用于航天器飞控演练的数管模拟器设计

飞控模拟器用于航天器飞控任务的演练,对确保飞控任务安全可靠起着关键作用。数管模拟器是飞控模拟器最重要的组成部分之一,用于模拟航天器的遥测、遥控、信息处理和传输等功能。文章介绍了一种航天器数管模拟器设计方案,它由通用工控机、通用和专用板卡、数管仿真软件几部分组成,具有真实性高、通用性高、灵活性高的特点,已在嫦娥一号和嫦娥二号卫星飞控模拟器中得到应用,对圆满完成飞控任务起到了有力的支持作用。

航天器电测中软件测试用例设计与实践

提出了在航天器电测中,以电测大纲和软件用户需求为依据,使用软件测试设计理论创建测试用例库,在此基础上完成了软件测试及实现方法。文章简介了应用背景,以某卫星为例,介绍了该方法应用到某卫星数管及热控软件测试的情况,并采用测试技术进行测试用例设计,最终生成航天器电测中软件测试用例库。此方法可以作为航天器AIT阶段软件测试设计的参考。

神舟飞船交会对接信息流可靠性设计

为成功实现航天器交会对接,航天器内部及航天器间的协同控制是必不可少的,而信息流的可靠性传输是实现其协同控制的前提条件。针对我国交会对接试验,文章提出了一种交会对接信息流的可靠性设计方案,将信息流处理分为信息采集、信息鉴别和信息转发3步,通过采集通道冗余设计、信息校验、多重转发等手段,建立了信息流的可靠传输通道。此方案具有实时性好、可靠性高等特点,已在神舟飞船上得到应用并取得良好效果。

基于SpaceWire总线的星载数据系统

星载数据系统(OBDS)可以实现目前卫星测控分系统(TT&C)和数管分系统(OBDH)的数据处理功能,还具有自主管理能力强、硬件平台通用、扩展性强等优势。本文提出了一种基于SpaceWire总线技术的星载数据系统,并对星载数据系统实现技术进行了分析和说明。

深空探测器数据管理软件架构设计

针对深空探测器数据管理软件多专业功能交叉、信息流复杂,导致软件技术状态控制难、复用性差的问题,文章提出了一种航天器软件架构设计,包括软件架构的要素设计、模式、表示方法、标准体系、可复用元素等,并以此方法设计了一种深空探测器数据管理软件通用架构。经某深空探测器数据管理软件应用验证,结果表明:该方法可以有效控制软件技术状态,提升软件健壮性,并将软件复用率提升30%。

AOS标准在海洋动力环境探测卫星中的应用

以我国在轨成功运行的首发海洋动力环境探测卫星为例,描述了在我国遥感卫星中首次全面采用AOS(高级在轨系统)标准实现整星数据流统一动态管理的数据管理方案。该方案采用AOS标准的源包多路复用机制实现对卫星遥测数据的动态调度传输,提高了信道利用率;采用虚拟信道的动态调度机制在数传信道和激光通信信道实现将卫星的低速平台数据和高速有效载荷业务数据进行动态合路传输,从而实现整星信息的综合利用,增强了卫星自主管理能力。针对卫星在轨应用情况,对该方案的优点进行了总结。

从测控系统到数据系统

阐明了航天器数管系统与测控系统的关系 ,以及它们发展到数据系统的趋势。同时提出了数据系统的基本技术要素和实现数据系统的若干关键技术。

一种数管计算机的硬件抽象层设计方法

为了降低软件和硬件接口之间的耦合度,提高软件模块的独立性,提高软件访问硬件接口的可靠性,本文提出了一种基于分层结构的星载数管计算机的硬件抽象层设计方法,对底层硬件进行抽象,提炼出数据传输的共有特性,应用软件语言进行描述,实现了具有标准接口的软设备,并描述了星载数管计算机软件可以通过软设备进行传输的常用数据类型及数据传输过程。

基于1553B和SpaceWire组合网络的星载数据管理软件设计

为同时满足对于星务管理数据和高速载荷数据的传输要求,国内外的飞行器趋于使用1553B和SpaceWire组合网络来进行星上数据传输。复杂而灵活的数据传输要求使得卫星数据流设计中引入了大量标准协议,同时大大增加了星载数据管理软件的复杂度。对一种基于1553B和SpaceWire组合网络的星载数据管理软件的协议体系进行了介绍,通过对协议进行分析,改进了已有的软件框架,形成了一种基于标准协议的分层的软件架构,以空间包为单位实现星内数据交互,实现了软件应用层与数据链路协议的分离。软件实现结果表明,合理的协议分层和有效的接口封装提高了软件的可拓展性和可移植性,有利于软件产品化。

基于VxWorks的星务软件快速加载重构研究

星务软件动态重构是卫星在轨各种故障处理的重要手段,已成为长寿命、高可靠卫星系统设计的重要功能之一。随着卫星功能软件化比重的提高,作为卫星功能中枢的星务软件多已采用实时操作系统,以适应复杂的在轨多任务需求。国内航天软件领域已提出多种星务软件重构方法,但存在可重构代码地址空间有限,重构数据块过大等问题,在轨实用性一般。文中基于VxWorks操作系统的模块装载方法,提出适用于信道资源和存储空间受限的星务软件细粒度快速加载重构技术。通过量子通信科学实验卫星(QUESS)超期服役下新增载荷任务的在轨重构实验进行验证,该技术可使星务软件在重构空间和重构粒度上得到改进,减少了遥控上行上注单块数据量的大小,有效地提高了整星软件在轨的可靠性和可维护性。

面向深空探测应用的集成一体化载荷数管技术

深空探测对探测器有效载荷电子学及数管的轻小型化和自主能力提出了更高要求.将各载荷电子学与传统的载荷数管集成一体化设计,构建新型高度集成的载荷数管体系结构,可以实现资源集约利用,提高信息融合能力,利于实施自主管理.本文介绍了嫦娥系列探测器载荷电子学及数管设计的现状;提出两种新型一体化载荷数管体系结构,其中第一种低成本集成化方案已应用在中国首次火星探测任务中;通过对未来深空探测载荷数管的技术需求进行分析,对载荷数管发展趋势进行了展望.

卫星测控数管系统的一种优化设计方法

从排队论的观点出发,提出一种可用于工程实践的系统优化设计方法。该方法在FY-3卫星测控数管系统的设计中得到了应用,FY-3卫星测控数管系统经方案阶段及初样阶段的试验验证,证明其设计合理、简单、可靠,系统的性能指标优化,满足为整星数据流服务的需要。

基于数据包的航天器数管模拟器软件设计

随着空间技术的快速发展,使用数管模拟器模拟数管分系统进行测试已成为趋势。为了使数管模拟器软件能够适应航天器数据管理新的变化,降低软件实现难度,根据用户需求和已有硬件平台,提出了一种软件设计。本设计采用数据处理分层体制协议来降低软件实现的复杂性,使用数据包进行数据处理,并利用数据帧来完成数据的传输。该模拟器进行了100 h的各项功能老练试验,结果表明,该设计可靠、稳定、能满足设计要求。