一种星载信息系统微系统电路设计

基于星载信息系统高集成化、轻小型化和智能化的发展需求,微系统电路通过SOC/SIP等先进集成电路设计技术将CPU、 FPGA及相关功能的裸芯片高密度集成。相比传统卫星研制方式,微系统电路的体积、重量、功耗显著减小,且产品研制周期由于模块化、通用化设计得以缩减。文章介绍一种基于RISC-V指令集处理器的星载信息系统微系统电路设计方案,采用基于RISC-V指令集的双核处理器作为微系统控制核心;通过架构优化设计集成RISC-V处理器核、 FPGA、存储芯片、接口电路等;考虑空间环境的影响,通过结构级抗辐照加固设计提升微系统电路的在轨运行可靠性。     

基于SOIS的星载平台软件架构设计探索

为适应星上信息处理发展需要,文章探索新的星载平台软件架构设计。新架构设计参考了空间数据系统咨询委员会(CCSDS)的航天器在轨接口业务(SOIS)建议书中的信息处理流程,汲取其把应用软件和信息处理软件分离的思想,并结合有线和无线总线在软件外部接口应用的选择。此架构接口统一,可适应多目标多变量的发展需求,信息处理软件可支持大容量数据存储和传输,使应用软件可获取更丰富的信息,有利于提升卫星自主管理能力和在轨操作能力。     

基于VPX架构的高热耗星载数据处理机结构设计

通用化、模块化、互换性越来越成为星载数据处理电子设备结构设计的发展方向,VPX架构是一种较适合的形式.针对VPX架构高热耗星载数据处理机的散热难题,提出了优化结构布局、增加散热路径、提高散热效率等思路.采用了大热耗器件布局机箱底部,机壳设计散热凸台,机箱及子板结构件嵌入热管等方法,成功设计出可满足子板最大热耗41.5 W,整机最大热耗312 W散热需求的星载数据处理机结构.有限元分析结果表明,元器件结温最高为79.2℃,整机基频238 Hz,各指标满足设计需求.该设计方法对VPX架构星载高热耗电子设备的结构设计具有借鉴意义.     

一种航天器综合电子系统业务及协议体系架构设计

对航天器综合电子系统的通用功能需求进行分析,设计了基于空间数据系统咨询委员会(CCSDS)标准和欧洲空间标准化合作组织(ECSS)标准的综合电子系统业务及协议体系架构。体系架构包含应用层、应用支持层、传送层和亚网层,可通过各层的业务及协议组合实现系统功能。从标准业务及协议的选择过程、业务及协议体系架构设计、解决的关键技术问题等方面进行详细阐述。该体系架构可为航天器的智能化和网络化提供技术支撑,实现器载接口及协议的标准化,促进航天器设备和软件的通用化,并为航天器提供更为灵活、强大的功能。     

网上客户服务中心技术与方案建设

本文主要介绍了网上客户服务中心技术采用的三层体系架构,通过通用数据库业务接口的设计,采用J2EE技术和WebLogic开发平台开发Web服务,通过中间件来整合业务以及帐务系统的数据资源和业务逻辑。此方案能满足代理合作和客户自助服务的业务受理和查询的实际要求,能满足移动业务不断变化的需求,为新的业务支撑系统的建设进行了有益的探索。     

网上客户服务中心技术与方案建设

本文主要介绍了网上客户服务中心技术采用的三层体系架构,通过通用数据库业务接口的设计,采用J2EE技术和WebLogic开发平台开发Web服务,通过中间件来整合业务以及帐务系统的数据资源和业务逻辑。此方案能满足代理合作和客户自助服务的业务受理和查询的实际要求,能满足移动业务不断变化的需求,为新的业务支撑系统的建设进行了有益的探索。     

一种宇航用智能计算机架构设计

针对星载计算机产品的高速化、智能化发展趋势,提供一种基于VPX架构的星载智能计算机架构设计方案,具体包括计算机架构设计、二次电源模块设计、固存模块设计、接口模块设计、网络交换及AOS处理模块设计、母板设计。     

星载标准接口业务在航天器中的应用方法

对空间数据系统咨询委员会(CCSDS)星载标准接口业务(SOIS)的产生历史、研究现状以及体系结构进行了分析。针对中国航天器中星载接口协议不统一、设备和软件通用性差等问题,探讨了在中国航天器中如何应用SOIS标准。文章从星内节点协议配置、SOIS业务选择、与空间链路协议配合等方面,探讨了SOIS标准在中国航天器上的应用方法。应用SOIS标准,将有助于实现星载接口及协议的标准化,以及航天器上设备和软件的通用化。     

出舱活动试验系统间舱压数据接口设计

以出舱活动某试验中,航天员系统与飞船系统间舱压数据接口通信的设计和实现为例,探讨了通用数据通信机制在载人航天信息监测和通信中的应用。该接口模块基于动态数据交换（DDE）设计,实现1帧/s采样,正式试验连续运行超过6h,数据量累计691200byte,通畅无阻塞,顺利地完成了舱压数据的采集通信任务。实践证明,基于DDE通信的接口设计,可以扩展到载人航天任务其它软件产品间的数据交互应用中。     

电子装备试验大数据分析服务平台架构设计

结合大数据技术和电子装备试验特点,提出电子装备试验大数据基本概念,在数据、用户、能力等需求分析的基础上,设计灵活、可扩展的电子装备试验大数据分析服务平台架构,并探讨电子装备试验大数据分析服务平台在试验机构内外的应用模式.提出的平台架构可以为相关领域数据中心建设提供支持,为试验数据增值增效提供支持.     

时间触发型FlexRay总线星载应用研究

提出将具备时间触发特征的新一代车载总线FlexRay引入小卫星星上电子系统,分析了FlexRay总线访问机制、数据帧结构、容错特性、网络时间同步等对星载应用的适应性,并给出基于该总线的星载网络设计及应用思路,对星载网络拓扑结构、节点信息传递方式、总线通信应用协议、网络节点实现等进行了初步设计,可为该总线的星载应用提供一定的技术参考。     

一种高可靠模块化的航天器通用接口单元设计

以综合电子系统的层次化设计模型为基础,提出并实现了一种基于模块化可伸缩的高可靠航天器通用接口单元设计.该设计以标准通用硬件模块、ASIC芯片、层次化总线体结构作为技术支撑,既可实现面向多种平台与载荷航天器的多任务接口适应性,也可实现数据接口单元内部模块资源的交叉重组与系统重构.该航天器通用接口单元已在多个航天器综合电子系统中成功应用,应用情况表明此方案能显著提升航天器通用接口单元的通用性与可靠性,增强系统故障容忍及自主处理能力,利于提升航天器的产品化批产能力与研制效率.     

光机热集成分析中数据转换接口的研究

光机热集成分析中的数据转换接口是实现光、机、热各分析软件间数据有效传递的重要手段。Zernike多项式的优点决定了它作为各分析软件间的数据接口工具是非常方便和成熟的。以一种数据处理算法和最小二乘法为Zernike多项式拟合的基础,编制了数据转换接口,实现了分析模块间数据的转换,并在某空间遥感器主镜系统的光机热集成分析中得到应用。     

一种基于数据驱动的装备信息系统软件快速设计框架

针对装备信息系统类软件特点,提出了一种基于数据驱动的软件设计框架.该框架采用数据土壤生成服务森林的核心设计思想,形成一套快速实现该类软件的设计模式,以及面向表单型、流程型、可视化型等常用业务类型开发的辅助工具,支撑软件的敏捷构建.针对装备数据的异构多源特性,与框架配合提出了面向装备信息的数据规范模型,支撑设计框架的通用化、智能化使用.该设计框架形成了一套面向装备信息类软件的研发指导思路,降低了软件的设计复杂度,提升了软件可靠性.     

基于固态硬盘的星载海量存储阵列研究与设计

针对当前星载设备对低成本、标准化及快速组装、快速测试的需求,提出采用基于SATA接口的固态硬盘(SSD)作为存储模块研制星载存储设备。文章首先分析了星载存储技术发展特点、对存储设备的技术需求,以及固态硬盘自身的特点,然后分别从固态硬盘在星载应用中的必要性、可行性及其在应用中的优缺点进行探讨,并重点说明了在星载应用中需要攻克的关键技术及与数传/载荷分系统的融合方法,最后从硬件原理设计、软件层次设计等给出一种可行的设计方案,可为星载固存设备研制提供设计思路。     

星载激光高度计几何定位误差传播分析

星载激光高度计能够获取高精度的地面高程信息,可作为卫星光学遥感影像三维测图的补充。星载激光高度计的高程测量精度很高,但是平面精度较低。为了能够更有效的利用星载激光测高数据,需要研究星载激光高度计几何定位的误差源及其对定位精度的影响。文章从星载激光高度计几何定位模型出发,推导了星载激光高度计定位误差传播模型,得到影响星载激光高度计测高数据定位精度的主要误差源,并分析了各误差源对定位精度的影响,可以为星载激光高度计的设计和应用提供一定参考。     

基于IPv6 和空间包协议的空间路由策略设计与分析

针对卫星星内和星间一体化组网问题,结合已有的智能化航天器综合电子系统协议体系架构,提出了基于IPv6和空间包协议的空间路由策略。该策略借鉴IPv4和IPv6的隧道机制,利用空间包局部信息与IPv6全局信息的映射完成协议封装。以星载路由器为核心搭建演示验证系统,通过典型实例验证该策略具有一体化组网的可行性。在分析策略存在的灵活性问题基础上,提出了定制空间包格式、修改协议信息表的优化措施。该策略的设计与其在星载路由器中的实现,可为我国天地一体化信息网络的构建提供参考。     

航天器综合测试信息管理平台构建与应用

针对航天器研制中综合测试工作周期长,管理难度大,缺乏全过程信息协同管理系统的问题,提出了航天器综合测试信息管理平台设计架构及关键技术,实现了单航天器综合测试全生命周期的信息化管理和多航天器并行测试过程的集中监控,为提高综合测试的集成优化和效率提供了支持工具。     

基于低秩与稀疏分解的VideoSAR散射关键帧提取

视频合成孔径雷达(video synthetic aperture radar, VideoSAR)的超长相干孔径观测使得区域动态信息的快速浏览极其困难。为以机器视觉方式自动捕捉地物散射消失-瞬态持续-消失-瞬态持续-消失的关键帧变化全过程，提出了一种子孔径能量梯度(subaperture energy gradient, SEG)和低秩与稀疏分解(low-rank plus sparse decomposition, LRSD)相结合的VideoSAR关键帧提取器。提取器为系列性通用架构，适用于任何SEG和LRSD系列方法相结合的形式。所提技术首要针对同时单通道、单波段、单航迹等有限信息条件的解决途径，有助于打破应急响应场景中难以采集多通道、多波段、多航迹或多传感器数据的应用局限性。基于实测数据处理和多种先进LRSD算法进行了对比验证，其代表性散射信息的充分提取可促进未来快速地理解并浓缩区域动态。     

一种低成本纳卫星星载计算机容错方法

为了提高纳卫星星载计算机系统的可靠性,减少体积、质量及功耗等多方面因素的影响,文章提出了一种软硬件结合的低成本容错设计方法。将星载计算机硬件采用双机冗余冷备份方案,通过现场可编程门阵列(FPGA)对故障处理器进行仲裁切换;软件容错通过错误检测与纠正(EDAC)信息容错技术的实现,对星载计算机整体程序进行纠错检错,以对抗单粒子翻转事件。结果表明:该方法能够对星载计算机系统进行有效的故障切换处理,并降低单粒子事件的不良影响,可以在纳卫星系统中推广应用。