Материал: Комплексные проблемы техносферной безопасности. материалы Международной научно-практической конференции. Колодяжный С.А., Небольсин В.А

ния имитатором КА, проведения обучения специалистов в режиме имитации в различных временных масштабах, отработке и испытаний аппаратных и программных средств управления полетами и бортовой аппаратуры и научных приборов. Комплекс дистанционного управления космическим аппаратом построен на основе трансивера IC-9100; антеннофидерных устройств, опорно-поворотных устройств с блоком управления, управляющего персонального компьютера (ПК) с программным обеспечением (ПО); источника бесперебойного питания; модуля управления КДУ для отработки оборудования совместно с имитатором КА (основного модуля КДУ на основе операционной системы (ОС) Linux и резервного модуля КДУ на основе операционной системы Windows).

Имитатор КА имеет негерметичное исполнение, вертикальную компоновку и состоит из модулей имитирующих работу основных бортовых систем КА: системы энергоснабжения; системы связи; системы управления, сбора и обработки данных и интерфейсов подключения модуля отрабатываемого оборудования. Он предназначен для решения задач: управления имитатором, проведения обучения специалистов в режиме имитации в различных временных масштабах, отработке и испытаний аппаратных и программных средств управления полетом бортовой аппаратуры и научных приборов. Основные функциональные модули имитатора космического аппарата расположены на электронных печатных платах и выполнены по стандарту CubeSat. Этот стандарт предполагает, что все основные платы электронных модулей выполнены в одном форм-факторе и могут объединяться в стек (единая физическая шина) с помощью разъемов PC-104. Имитатор КА работает в следующих режимах: аварийный - режим, в который КА автоматически переходит при аппаратном сбое; минимального энергопотребления - режим, при котором передаются только основная телеметрия, переход осуществляется при низком заряде аккумуляторных батарей; штатный режим; режим работы с научной аппаратурой; режим работы с отрабатываемым оборудованием.

АРМ оператора анализа и управления КА решает следующие задачи: составления планов отработки бортовых систем имитатора и отрабатываемого оборудования; контроля выполнения процесса программы отработки и подготовки материалов для выпуска отчетов; контроля прохождения и исполнения управляющих команд на отдельные бортовые системы имитатора КА в процессе отработки; выдачи предложений по использованию отрабатываемой бортовой аппаратуры и полезной нагрузки; учета наработки бортовой аппаратуры и полезной нагрузки.

АРМ оператора НБО полета КА обеспечивает выполнение функций: отработки процессов первичной обработки информации, поступающей от аппаратуры навигации и ориентации; отработки приема и обработки баллистико-навигационной информации для определения положения центра масс КА; прогнозирования параметров движения центра масс и элементов орбиты КА; моделирования параметров углового движения КА; моделирования расчета трассы полета и зон радиовидимости наземных средств; обеспечения ПАС ЛО стандартной баллистической информацией.

АРМ приема и обработки информации телеметрии и целевой аппаратуры КА в каждый момент времени должен обладать наиболее полной и достоверной информацией о техническом состоянии имитатора КА и отрабатываемого оборудования для оперативного принятия решений. Основными задачами, которые решает АРМ являются прием и обработка телеметрической информации (ТМИ) бортовых систем (БС) и отрабатываемого оборудования КА; мониторинг работоспособности имитатора КА и отрабатываемого оборудования; подготовка команд управления для имитатора КА; оценка состояния бортовых систем и целевой аппаратуры; архивирование необработанной и обработанной ТМИ БС и отрабатываемого оборудования; обеспечение доступа к архивной информации через локальную и внешние сети.

АРМ технической поддержки решает задачи: интеграции АРМ в единую коммуника- ционно-информационную среду; разработка и поддержание локальной сети АРМ для упрощения процедуры обмена и повышения надежности; организация коллективной работы АРМ

61

совместно с внешними участниками проекта отработки бортового оборудования и целевой аппаратуры КА на основе WEB-технологий и технологий социальных сетей; разработка и обновление базы данных бортовой аппаратуры имитатора и отрабатываемого оборудования; сопровождение и поддержка общесистемного ПО и общего ПО АРМ.

В тестовом режиме в качестве отрабатываемого оборудования в имитаторе КА ПАС ЛО выступали навигационный приемник МНП-М7 и дублирующий навигационный приемник на основе промышленного GPS-модуля Ublox NEO-6M. Перед тестированием АРМ оператора анализа и управления КА отправляет заявку в АРМ оператора НБО полета КА на выдачу данных прогнозирования параметров орбиты навигационных КА, параметров навигационных сигналов на момент времени проведения эксперимента для заданных координат антенны навигационного приемника, как показано на рис. 1. После получения данных от АРМ оператора НБО полета КА, пример которых приведен на рис. 2, в управляющем ПК КДУ формируется команда управления «Перейти в режим работы с отрабатываемым оборудованием», привязанная ко времени и дате выполнения и передается пакет командной информации на имитатор КА.

После выполнения имитатором команды управления на КДУ приходят ответные квитанции о выполнении команды и пакеты телеметрии, как по бортовым системам имитатора КА так и по навигационному приемнику (НП), которые декодируются и в закладке Отраб. оборуд. 1(1) панели содержания пакетов ТМИ управляющего ПК КДУ, появится, ТМИ по навигационному приемнику МНП-М7: долгота; широта; высота положения антенны навигационного приемника; количество видимых спутников; качество обсервации; время, синхронизированное по сигналам навигационных спутников.

Аналогичные пакеты телеметрии будут отправлены на удаленный серверсайт данных бортовой аппаратуры имитатора КА и отрабатываемого оборудования и будут доступны внешнему пользователю из сети Интернет. С помощью команды управления «а», посылаемой на имитатор КА, можно получить дополнительные пакеты телеметрии от навигационного приемника: номер видимого спутника систем GPS и GLONASS, азимут и угол места видимого навигационного спутника), как показано на рис. 3.

Декодированная ТМИ по бортовому оборудованию имитатора КА и по навигационному приемнику передается на хранение на локальный сервер - базу данных бортовой аппаратуры имитатора и отрабатываемого оборудования и на дальнейшую обработку в АРМ приема и обработки информации телеметрии и целевой аппаратуры КА. После обработки она поступает на локальный сервер и в АРМ оператора НБО полета КА для расчета ошибок параметров орбиты навигационных КА, параметров навигационных сигналов экспериментальных данных по отношению к расчетным. Результаты обработки данных отрабатываемого навигационного приемника передаются на АРМ оператора анализа и управления КА АРМ оператора анализа и управления КА для анализа, ведения протокола и принятия решений по дальнейшему проведению эксперимента по отработке. Кроме того для АРМ приема и обработки информации телеметрии и целевой аппаратуры КА существует резервный канал получения ТМИ по бортовому оборудованию имитатора КА и навигационному приемнику через сеть Интернет с сайта данных бортовой аппаратуры имитатора КА и отрабатываемого оборудования.

62

ПАС ЛО нано и пикоспутников при взаимодействии позволяют решать задачи отработки управления КА, бортового оборудования КА и аппаратуры целевой нагрузки, бортового про- граммно-математического обеспечения. Кроме того их внедрение в учебный процесс БГУ позволит улучшить качество подготовки специалистов аэрокосмической отрасли.

Белорусский государственный университет, г. Минск, Республика Беларусь

A.A.Spiridonov, V.A. Saechnikov, I.A. Shalatonin, D.N. Grin, V.V. Dоmbrovski,

A.A.Dubovik, Y.V. Kazaryna

THE USAGE OF THE SOFTWARE AND HARDWARE FOR LABORATORY TESTING OF NANOSATELLITES AND PICOSATELLITES FOR EQUIPMENT TESTING

The usage of software and hardware for laboratory testing of nanosatellites and picosatellites in the cycle of equipment testing are considered. GPS receiver testing are considered as example of the software and hardware interaction

Key words: small satellite, navigation receiver, nanosatellite

Belarusian State University, Minsk, Belarus

УДК 629.76

А.А. Дубовик, Ю.В. Казарина, А.А. Спиридонов

БАЗА ДАННЫХ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ МАЛОГО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Рассматривается создание базы данных телеметрической информации малого космического аппарата. Описывается вторичная обработка телеметрии. Данные магнитометра космического аппарата Bugsat 1 сравниваются с модельными данными магнитного поля Земли

Ключевые слова: малый космический аппарат, телеметрия, база данных

Все малые космические аппараты (МКА) имеют в составе своей бортовой аппаратуры блок телеметрии, который собирает информацию о работе систем спутника и по радиоканалу отправляет полученные данные, которые впоследствии проходят несколько этапов обработки: декодирование и тематическая обработка. Для успешного осуществления этих стадий необходимо решить задачу накопления и хранения телеметрической информации. Как известно, принимаемой информации за время радиовидимости недостаточно для качественной оценки и прогнозирования состояния космического аппарата. Подобная проблема решается путем создания базы данных (БД), и, как следствие, могут быть решены такие проблемы, как быстрая проверка работоспособности датчиков телеметрии по моделям околоземного пространства, полетной калибровки датчиков системы ориентации, анализ данных телеметрии в различные интервалы времени и в любых точках орбиты. Базы данных обладают рядом преимуществ:

-организация поиска;

-сортировка;

-реализация отбора данных.

В БД предусмотрена эффективная организация хранения информации, минимизирующая время доступа и поиска, что важно для оперативного анализа внештатных ситуаций. Телеметрия до записи в базу данных подвергается ряду изменений. Телеметрический пакет декодируется, полученная «сырая» информация разделяется на четыре блока, блок-схема разделения, представленная на рис. 1:

-система электроснабжения;

-бортовой компьютер;

-подсистема контроля и определения ориентации;

65