北京三号A/B卫星星务分系统信息处理技术

介绍了北京三号A/B卫星星务分系统的信息处理技术。星务分系统提高测温精度,优化控温算法,利用比例-积分-微分(PID)控制系统,实现对卫星关键部件的高精度控温功能;设计专用的协处理器,实现星上完全自主任务规划,用户只需要挑选期望观测的目标,星上自主任务规划软件就能根据目标信息完成所有观测任务的编排。借助星上全球导航卫星系统(GNSS)接收机,设计高精度时间管理系统,使得任意时刻卫星的时间同步精度优于0.1 ms,保证卫星姿态机动时的成像精度。同时,给出了综合电子技术、软件构件库和数字卫星技术在卫星上的应用情况,可为后续卫星星务分系统的研制提供参考。

基于μC/OS-Ⅱ的通用星务软件框架设计

为了适应微小卫星发射数量急剧增加的趋势,缩短卫星研制周期,提出了一种基于μC/OS-Ⅱ操作系统的通用化星务软件架构。根据卫星功能需求进行了分析,在此基础上进行了任务创建及优先级划分,对星务软件的流程、多任务调度方法以及任务之间的通信进行了详细介绍,并搭建了半实物仿真系统对星务软件进行了实验验证。实验结果表明,基于μC/OS-Ⅱ操作系统的星务软件可长期稳定运行,满足设计需求,对实现微小卫星的快速研制具有重要参考意义。

皮卫星星务管理系统容错设计

作为皮卫星的核心部分,星务管理系统的可靠性关系着皮卫星的安全。皮卫星具有重量轻、体积小、功耗低、高度集成化等特点,难以简单采用传统卫星所用到的星务容错方法。结合皮卫星具体特点,在软件的容错方法中以状态机作为整体构架,采用时间和信息冗余、静态三模冗余数据读写、自诊断和两级看门狗等技术手段设计了具有一定容错能力的皮卫星星务管理系统,并在皮卫星样机和地面试验中,通过综合测试软件验证了容错机制带来的很好的效果。

小卫星星务技术发展现状及展望

概述了国内外小卫星星务技术的历史与现状,从星务系统的星务体系结构、星载数据总线、星载计算机处理器、星务软件架构及星务信息协议等5个主要特征对我国小卫星星务技术近年来的发展与创新进行了总结。对当前及未来小卫星星务系统的需求进行了分析,指出星务系统应具备轻型化、集成化、通用化、智能化、网络化的特征。最后,对平台与载荷信息一体化设计、天基高速计算技术、智能技术应用等后续小卫星星务技术进行了展望。

小卫星星务计算机系统总线的研究与实现

目前微小卫星星务计算机系统通信总线面临了一系列新的要求 ,而在这一领域应用的几种串行通信总线都不尽如人意 .CAN(ControllerAreaNetwork)总线结构灵活 ,可靠性高 ,比较适合小卫星 .针对小卫星运行环境单粒子效应较多的情况 ,为TS - 1小卫星设计的“基于CAN的双冗余系统总线”采用二模冗余的方法进一步提高了系统总线可靠性 ,是一种高性能、高可靠、低价位的系统总线设计方案 .在CAN的多机通信模拟平台上进行的一系列试验验证了“基于CAN的双冗余总线设计方案”

小卫星姿控与星务管理的一体化设计

介绍一种将姿控系统和星务管理系统融为一体的设计思想 ,它节约了星载机资源 ,提高了系统信息处理的实时性 ,很好地体现了小卫星的质量轻、体积小、成本低的优势。对姿控系统的硬件组成、卫星的飞行模式和控制策略、星务管理软件的体系结构和总体设计思想、姿控软件和星务管理软件的接口设计等内容做了重点讨论。

“天巡一号”微小卫星星务故障管理设计

对"天巡一号"微小卫星的总体情况进行了简单介绍,并针对星务管理系统的功能给出了设计方案。从硬件和软件上提出了基于局部冷冗余备份的多项故障预防及故障处理设计,并设计了电源安全管理及软件容错等多项可靠性措施,提高了星务管理系统的可靠性及安全性,符合"天巡一号"微小卫星星务系统采用单一中央数据处理系统,集成星务管理及姿态控制能力的设计方案。

TS-1.1小卫星星务计算机RAM纠检错电路的设计与实现

星载嵌入式容错计算机的可靠运行在很大程度上依赖于系统中存储模块的可靠设计。本文针对空间环境的故障形式 ,提出了采用EDAC (纠检错设计 )技术对哈工大研制的TS 1 1小卫星存储模块进行设计的方法 ;介绍了利用纠检错处理芯片进行的对EDAC控制电路的优化设计 ,并可靠地实现了应用于TS 1 1卫星系统中的存储模块容错设计。

小卫星星务规划的Hopfield神经网算法

小卫星的任务规划是为确定飞行任务目标并根据飞行任务目标制定控制小卫星运行的指令序列。小卫星的任务规划可以归结为在资源一定的情况下的规划与调度问题。对于0-1整型线性和二次型规划(0-1ILQP)问题，本文提出Hopfield神经网的解法。即将0-1ILQP的目标函数和约束条件用罚函数的方法写成能量函数形式，然后利用Hopfield神经网求解出该能量函数的全局最小点，从而求解出原0-1ILQP的最优解。最后，作为一个算例，给出了用此方法成功的在优化卫星任务规划中的应用。

一种面向任务优化的多核心星务管理系统设计

为进一步提升小卫星的数据处理能力,对星载电子系统进行了优化设计.在现有可重构星务管理系统的基础上,提出一种多核心处理器星务管理系统设计方法.结合多核心处理器特点,按照硬件资源以及任务模式对星务管理系统的传统任务划分方法进行优化,将单一处理器任务集中处理的模式分解为主、协处理器双核任务处理模式.与哈尔滨工业大学试验卫星三号星载计算机的功能对比表明,多核心可重构星务管理系统在运算速度、控制计算精度方面优于传统的星务管理系统处理方式,有能力替代现有的星载计算机成为未来微型航天器的核心.

小卫星星务管理软件的设计

针对小卫星自主飞行和自主管理的要求,以某小卫星为例,介绍星务管理软件的基本功能、体系结构和系统设计.并对软件设计原则、多任务设计、数据通信、双机容错和故障诊断与处理作了较详细的讨论.充分利用多任务操作系统的能力,在体系结构上,将星务管理、姿控管理、数据通信和容错系统彩一体化设计,在不影响正常飞行任务的前提下,有效地提高系统的可靠性,较好地解决了小卫星期自主飞行和自主管理的难题.

TS-1.1小卫星星务计算机系统设计

TS 1 1立体测绘小卫星是一颗太阳同步轨道卫星 ,为了适应其工作寿命的要求 ,采用两模冗余的方法对小卫星的星务系统和系统通信总线进行了容错设计。通过对系统可靠性的评估 。

基于VxWorks的星务管理软件设计与在轨验证

结合天巡一号(NHTX-1)微小卫星的任务特点,介绍了基于VxWorks操作系统的实时多任务星务管理软件的设计步骤,重点描述了模块、任务分解,多任务优先级分配,中断设计,集中式相对程控技术,模式定义与模式切换等研究,并根据卫星在轨工作状态对星务管理软件的运行情况进行分析,结果表明该星务管理软件具有很高的安全可靠性,使卫星完成了预定任务。

星务管理软件框架设计与实现

星务管理软件是星务管理系统的灵魂,而星务管理软件框架为星务管理软件提供一个通用、标准的软件平台。结合微纳探测器软件功能集中化的需求,卫星各分系统的管理软件基本都集中在星载计算机内运行,对星务管理软件进行"一体化"设计;星务管理软件功能复杂,为便于用户软件的可复用和可移植,对星务管理软件采用"模块化"设计。最终实现星务软件功能一体化管理,各功能模块任务按预定模式在星载计算机中运行。

嵌入式高可靠星务管理软件设计与验证

针对某型号小卫星在空间飞行可能面临的硬件和软件故障,设计星载计算机星务管理软件,分析其可靠性。该星载计算机采用双机冗余设计,使用双机通信保持主备份机切换时的系统运行状态,通过软件可靠性技术实现空间环境下部分硬件暂态错误的容错。空间飞行测试结果证明该星务管理软件安全可靠,使卫星完成了预定的任务。

小卫星星务计算机可重构硬件平台的研究

为提高星务管理系统的可靠性,缩短研制周期,提出了一种可重构的星务计算机硬件平台.在硬件设计中充分利用电子设计自动化技术,通过在CPLD/FPGA上编程,设计出了星务计算机专用集成电路.可重构硬件平台能够利用功能模块复用技术,只需改变模块组的重新配置与任务调度就能满足星务计算机的动态或静态的硬件重构.可重构硬件平台可提高系统可靠性、稳定性,缩短研制周期.

环境减灾-1A、1B卫星星务分系统技术

介绍了环境减灾-1A、1B卫星星务分系统的组成、方案设计、技术特点以及可靠性设计等方面的内容。主要阐述了整星安全模式管理、相对时间程控指令功能、时间管理、总线通信管理、双机自主切换管理以及高精度控温技术等。

基于星务计算机的系统软件架构设计

卫星星务计算机的迅猛发展给星务软件提出了更高的要求,为使卫星实现自主管理,提升卫星数据处理能力,需要建立完善的卫星星务计算机的软件架构。在对星务计算机软件功能需求分析的基础上,提出了卫星星务计算机的软件系统设计方案,给出了星务软件与卫星其它各个部分的数据流图,并介绍了软件的运行模式和任务调度过程。文章提出的软件架构设计方案可以提高卫星自主运行能力,满足星务计算机软件的各方面需求。

小卫星星务管理技术

阐述了第三代星上测、控、管系统 (星务系统 )的基本设计思想 ,它是基于现场控制、内嵌式微控制器和星上现场网络等概念开发的一项卫星新技术。该项技术实现传统卫星上的系统功能集成 ,具有全数字化、全网络连接、全分散式和在线组态的特点。该文给出星务系统与过去星上测控系统相比的最大两个概念跳跃 :内嵌式 ,整星全网络化。星务系统构成了一种星载柔性服务系统 ,用现场网络来协调、控制星上智能设备的相互联系 ,完成包括信息流、动作流、能量流的动态作业 ,可以在线下载任务和在线整定参数 ,改变传统卫星测控系统接口层的封闭性和专用性 ,实现星上设备“即连即用”。这就是构成星上集成电子学系统一体化的关键 ,构成“平台化”的核心。按星务系统技术设计 ,可以提高整星级可靠性和运行功能有效性 ,并可以加快研制进度和降低开发成本。该文还指出了星务系统和数管系统的不同 ,CAN总线和 15 5

空间相机星务仿真测试系统设计

根据空间相机的地面测试任务需求,提出以FPGA硬件和VC监控软件为基础构建星务仿真测试系统的方法。利用FPGA丰富的I/O资源解决传统测试系统集成度差、功能单一的缺点;说明硬件组成及设计方法,给出软件的工作流程与设计架构。测试结果表明,该系统可对空间相机进行全面的功能测试,提供相机在轨工作时所需的环境,可靠性好,具有广泛的工程应用价值。