星载FlexRay总线应用层传输方法研究

现代卫星星上综合电子分布式拓扑结构,作为电子系统信息交互媒介的数据总线,其性能直接影响着星上电子系统的信息交流与共享。文章选择了新一代车载FlexRay总线作为星上电子系统数据总线,结合星载应用,阐述了FlexRay总线的数据帧结构,给出了卫星应用FlexRay总线静态段时隙和动态段"微时隙"大小的计算方法,并定义了FlexRay总线动态段、静态段的时隙参数。最后,分析了星上电子系统的工作模式,配置了FlexRay总线星上时隙。此应用层传输方法能够满足卫星应用FlexRay总线的通信实时性和稳定性要求。     

ZigBee无线网络星载应用可行性研究

针对当前卫星上存在电缆多、电气连接复杂等问题,文章提出用ZigBee无线网络代替传统星载总线的设计构想。结合空间应用的特点,对ZigBee星载应用的优势进行了分析,并提出了相应的可行性设计建议,包括ZigBee星载应用的系统组成、网络拓扑、帧结构以及网络节点的实现方案,研究结果可以为未来卫星和空间站电子系统的设计提供参考。     

SpaceWire星载网络通信协议设计

SpaceWire是ESA和NASA推荐的新一代星载数据总线标准,其应用方向之一是构建统一总线星载网络。星载网络是典型的实时系统,它对网络信息的传输时延具有严格要求。然而,传统SpaceWire网络多源、异步、事件触发的特性使它难以提供确定的信息传输时延,这制约了它在统一总线星载网络中的应用。本文为克服SpaceWire的上述应用瓶颈,提出一种基于时间触发的SpaceWire星载网络通信协议,并提出相应的节点通信调度算法,通过合理的规划使节点在确定的时间窗口发送通信数据,从而避免了网络资源冲突,使信息传输时延的确定性得到保证。     

小卫星新一代CAN FD总线应用技术研究

针对现有小卫星CAN总线通信能力无法满足大规模星载软件在轨重构需求,文章在剖析高传输速率灵活可变数据率控制局域网络(CAN FD)总线技术特点后,提出了适用于小卫星软件在轨重构的新一代CAN FD总线技术应用方法,设计了卫星数据模型(SDM)、总线动态数据实时管理协议,进行了小卫星CAN FD总线架构设计,以及基于小卫星即插即用技术、静动态信息融合的CAN FD总线时序设计,解决了传统CAN总线协议无法适用于小卫星即插即用、高传输速率下总线通信时间占用率过高的瓶颈问题;通过设计CAN FD总线节点,对星载星务主机与下位机之间CAN FD总线通信进行了测试验证,结果表明:CAN FD总线通信协议很好地支持节点的即插即用,通信速率可以达到5 Mbit/s,满足小卫星星载软件的重构需求,可为后续小卫星工程应用提供参考。     

基于TTEthernet的综合电子系统通信网络研究

星上总线技术是综合电子系统的关键技术之一,决定了星上电子设备的功能划分及整星信息系统的可靠性设计。选择时间触发以太网(Time-Triggered Ethernet,TTEthernet)作为综合电子系统的核心总线,从网络通信机制、时间同步计算和容错性能等方面分析了TTEthernet的特性及其星载应用的优势,并在此基础上构建基于TTEthernet的综合电子系统通信网络,提出了该通信网络在拓扑结构、系统同步过程和通信协议等方面的具体实现方法,对TTEthernet在卫星中的应用进行了探索,可为TTEthernet在航天领域的研究与应用提供借鉴。     

星载设备遥测遥控电路中使用1553B总线技术的探讨

文章对星载设备遥测遥控电路中使用1553B总线技术进行了探讨,分析了星载设备采用1553B总线技术后的特点,提出了可行的实现途径。     

星载FC-SE光总线体系结构及吞吐量研究

介绍了航空光纤总线FC-AE总线等总线特点及应用现状,分析了星载CAN总线、MIL-STD-1553B总线等数据总线特点及发展需求。基于FC-AE总线,研究了一种兼容MIL-STD-1553B总线的星载FC-SE光总线技术方案、体系结构、协议特点及服务类别,分析了星载FC-SE光总线方案的吞吐量性能。星载FC-SE光总线既可以充分发挥光总线的宽带宽优势,又可以充分兼容现有MIL-STD-1553B低速总线,有效满足卫星载荷多业务、多速率总线技术发展需求。     

微小卫星平台公共总线技术——CAN网络应用

对局域控制网络(CAN)协议在“清华一号”微小卫星平台上的应用作了描述。提出了微小卫星对平台公共总线的要求,介绍了CAN网络的特点,阐述了CAN协议的帧结构,并在此基础上提出了针对卫星子系统数据通讯所作的改进协议。还给出了微小卫星星载计算机子系统的CAN节点硬件设计结构和软件控制流程。     

一种星载操作系统进程安全监控设计

太空网络环境具有开放性、随遇接入等特性,处于这种环境下的星载操作系统将面临来自网络的干扰和攻击等安全威胁。为此,文章提出了一种星载操作系统进程安全监控设计。通过插桩技术对星载操作系统的进程控制块数据和控制流数据进行采集,并结合可信计算芯片的保密存储和哈希(HASH)计算能力,对上述数据进行校验,可实现基于进程控制块和控制流的星载操作系统进程安全监控。该设计能够对星载操作系统的运行状态进行安全监控,及时发现恶意代码等的攻击,保证星载操作系统运行时的安全。     

面向星载应用的1553B总线仿真卡二次开发软件

提炼和抽象了星载总线功能,尤其是总线复杂通信功能对1553B总线仿真卡二次开发软件的通用需求,在此基础上对总线仿真卡二次开发软件面向应用层的发送与接收子地址关联、服务请求设置响应与清除、模拟总线消息内容按多种规律变化等3个新功能进行了介绍,并列举实例加以说明,文章所述方法已在多颗遥感卫星上得到了应用。     

基于综合电子的某型运载器电气系统方案设计

为降低全生命周期成本,提高航天运载器综合竞争力,提出了基于综合电子方案的某型运载器电气系统设计实现方法。首先对该运载器功能需求进行了分析,建立了基于综合电子的系统分布式集成逻辑架构,然后分别就系统任务规划与操作系统分区结构、基于时间触发以太网(TTE)的一体化机内外总线体制以及系统容错处理机制等关键技术及实现途径开展了分析论证。本方案提出的相关软、硬件设计方法有利于实现系统快速集成与系统内资源共享,同时为实现冗余容错控制、在线任务规划等功能提供了便利。     

国外航天器电子系统的几个重要发展趋势

首先,界定了所讨论的航天器电子系统的范畴,即限于航天器平台或公共服务模块部分的电子设备。然后,从分布式模块化结构电子系统发展、工业标准体系的应用、空间电子单机与元器件先进制造技术影响和数字化设备应用等方面,综述了国外航天器电子系统技术十余年的发展成果和趋势,其中重视系统体系结构研究、工业标准向空间技术领域推广等经验值得借鉴。     

小卫星星载CAN总线的应用层传输方法研究

数据总线是小卫星上各模块之间的主要数据传输通道,充分利用现场总线技术,选择合适的数据总线标准,改善数据总线应用的标准设计,提高可靠性,将工业、商业总线技术引入航天领域是小卫星数据总线未来的发展方向.小卫星星上控制局域网(CAN)总线网络组成包括物理层、数据链路层和应用层.文章分析了小卫星星上网络的应用层协议的基本组成,...     

立方体纳卫星的发展及其启示

介绍了立方体纳卫星的发展概况;对“震动卫星”、Cute系列、“加拿大先进纳太空实验”卫星和Coral卫星平台等典型项目进行了分析,重点对立方体纳卫星的任务、姿态与轨道控制、电源系统、通信系统、星载综合电子和可靠性等方面进行了总结。结合立方体纳卫星快速发展的原因,提出了以下建议：结合在轨服务、深空探测和新技术空间飞行演示试验等应用需求,发展微电子技术、微机电系统技术的航天应用、微卫星平台技术和标准化辅载荷发射接口技术。     

A series of small scientific satellite with flexible standard bus

Japan Aerospace Exploration Agency has a plan to develop the small satellite standard bus for various scientific missions and disaster monitoring missions. The satellite bus is a class of 250–400 kg mass with three-axis control capability of 0.02 accuracy. The science missions include X-ray astronomy missions, planetary telescope missions, and magnetosphere atmosphere missions. In order to adapt the wide range of mission requirements, the satellite bus has to be provided with flexibility. The concepts of modularization, reusability, and product line are applied to the standard bus system. This paper describes the characteristics of the small satellite standard bus which will be firstly launched in 2011.     

卫星平台模块化柔性热控体系结构

针对传统以被动热控为主的热控体系结构在适应能力、鲁棒性与灵活性方面的不足,以及难以满足目前卫星研制中平台公用化、通用化与诸多快速研制要求等问题,首先对模块化、柔性设计理论与方法进行了分析;然后结合热控技术的发展现状,构建出4种基于热总线的模块化、柔性热控体系结构;并在此基础上梳理出新型模块化、柔性热控体系结构面临的问题与解决途径。研究成果对于推动主动热控技术在我国卫星热控设计中的应用具有参考意义。     

同步串行总线在通信卫星转发器中的应用

提出了一种适用于通信卫星转发器分系统测控数据传输的5线制同步串行总线,支持30个终端同时接入,改变了通信卫星平台传统的点对点式的遥测遥控信息传输方式,大大减少了通信舱内电缆数量;并在某通信卫星载荷舱上进行了应用,使卫星载荷舱质量减少几十千克,提升了卫星平台的有效载荷能力。文章设计的串行总线提供标准的接口电路,有利于有效载荷设备的扩容,可以推广至更多的有效载荷设备,构成其之间的测控信息网络。     

无线技术在航天器电子设备互连中的应用探讨

在航天器电子系统发展的研究基础上,从应用实例和发展需求两方面,对无线技术在航天器电子系统中应用的可行性和必要性进行了讨论;对比分析了几种可用的主流无线技术的特点,指出了无线技术在未来空间可能应用的领域;总结了航天器无线技术的发展方向,并提出了无线技术在空间应用中后续须关注的问题。