Встроенная обработка данных

Бортовая подсистема обработки данных ( OBDH ) космического корабля — это подсистема , которая передает и хранит данные между различными электронными блоками и наземным сегментом через подсистему телеметрии, слежения и управления (TT&C). ^[1]

В первые десятилетия развития космической отрасли функция OBDH обычно считалась частью TT&C, особенно до того, как компьютеры стали обычным явлением на борту. В последние годы функция OBDH расширилась настолько, что ее обычно считают отдельной подсистемой по сравнению с TT&C, которая в наши дни занимается исключительно радиочастотной связью между землей и космическим кораблем. ^[2]

Функции, обычно выполняемые OBDH:

Прием, коррекция ошибок и декодирование телекоманд (ТК) от ТТиК
Передача телекоманд для исполнения целевой авионикой
Хранение телекоманд до определенного времени (TC с меткой времени)
Сохранение телекоманд до определенной позиции (TC с тегами позиции)
Измерение дискретных значений, таких как напряжение, температура, двоичные состояния и т. д.
Сбор измерений, выполненных другими устройствами и подсистемами через одну или несколько шин данных, например MIL-STD-1553.
Буферизация измерений в реальном времени в пуле данных
Предоставление возможностей обработки для достижения целей миссии, часто с использованием собранных данных.
Сопоставление и кодирование предварительно определенных телеметрии кадров
Хранение кадров телеметрии в массовой памяти
Передача телеметрии на землю через TT&C
Управление и распределение сигналов времени

Прием телекоманды

OBDH получает TC как синхронный поток данных PCM от TT&C.

Выполнение телекоманды

Желаемым эффектом телекоманды может быть просто изменение значения во встроенном программном обеспечении или размыкание/замыкание фиксирующего реле для изменения конфигурации или подачи питания на агрегат, или, возможно, запуск подруливающего устройства или главного двигателя. Какой бы эффект ни был желателен, подсистема OBDH будет способствовать этому либо путем отправки электрического импульса от OBC, либо путем передачи команды через шину данных устройству, которое в конечном итоге выполнит TC. Некоторые TC являются частью большого блока команд, используемых для загрузки обновленного программного обеспечения или таблиц данных для точной настройки работы космического корабля или устранения аномалий.

Телекоманды с меткой времени

Часто требуется отложить выполнение команды на определенное время. Часто это происходит потому, что космический корабль не находится в поле зрения наземной станции, но также может быть и по соображениям точности. OBC сохранит TC до требуемого времени в очереди, а затем выполнит его.

Телекоманды с привязкой к положению

Подобно командам с меткой времени, есть команды, которые сохраняются для выполнения до тех пор, пока космический корабль не окажется в указанной позиции. Они наиболее полезны для спутников наблюдения Земли, которым необходимо начать наблюдение за определенной точкой поверхности Земли. Космические корабли, часто находящиеся на солнечно-синхронных орбитах, совершают над Землей точно повторяющийся маршрут. Наблюдения, сделанные с одной и той же позиции, можно сравнивать с помощью интерферометрии , если они находятся в достаточно близком регистре.

Требуемая точная позиция определяется с помощью GPS .

После выполнения команды с указанием местоположения ее можно пометить для удаления или оставить для повторного выполнения, когда космический корабль снова окажется над той же точкой.

Функция обработки

Современный OBDH всегда использует надежный бортовой компьютер (OBC), обычно с резервными процессорами. Вычислительная мощность предоставляется другим приложениям, которые поддерживают шину космического корабля, таким как алгоритмы управления ориентацией, температурный контроль, изоляция обнаружения отказов и восстановление . Если для самой миссии требуется лишь небольшая вычислительная мощность (например, небольшой научный спутник), то полезная нагрузка также может управляться программным обеспечением, работающим на OBC, чтобы сэкономить стартовую массу и значительные затраты на специальный компьютер полезной нагрузки.

См. также

Автобус космического корабля

Ссылки

^ Катлер, Джеймс В.; Бенинго, Джейкоб (01 января 2021 г.), Каппеллетти, Шанталь; Баттистини, Симона; Малфрус, Бенджамин К. (ред.), «10 — Бортовые системы обработки данных» , Справочник Cubesat , Academic Press, стр. 199–219, ISBN 978-0-12-817884-3 , получено 9 февраля 2022 г.
^ «Бортовые компьютеры и обработка данных» . www.esa.int . Проверено 9 февраля 2022 г.

Внешние ссылки

https://ecss.nl/standard/ecss-e-st-50-04c-space-data-links-telecommand-protocols-synchronization-and-channel-coding/

[1] Катлер, Джеймс В.; Бенинго, Джейкоб (01 января 2021 г.), Каппеллетти, Шанталь; Баттистини, Симона; Малфрус, Бенджамин К. (ред.), «10 — Бортовые системы обработки данных» , Справочник Cubesat , Academic Press, стр. 199–219, ISBN 978-0-12-817884-3 , получено 9 февраля 2022 г.

[2] «Бортовые компьютеры и обработка данных» . www.esa.int . Проверено 9 февраля 2022 г.

[1]

[2]