指挥中心STS轨道器各系统飞行监视操作自动化

约翰逊航天中心任务操作部的主要任务是为空间运输系统提供地面保障和训练宇航员。随着轨道器飞行频度增加，而且航天计划日益成为国家的科技实用资源，用现有方法和设施提供高质量的保障，产品以及宇航员训练面临着极其严峻的挑战，为此正在进行几项工作，通过应用自动化技术（特别是在遥测监视和分析领域）减轻目前在训练有素的操作人员肩上的重担，利用由操作人员设计和开发的软件，分阶段引进多任务分布式工作站的工程也在顺利进     

实现自动化任务操作的面向agent方法

在规划下一代卫星操作控制中心（ＭＯＣＣ）过程中，可望越来越多地利用新的、基于知识的技术。本文将介绍面向ａｇｅｎｔ（代理人）方法在实现卫星自动化操作中的率先应用。文中概述了此项技术，讨论了当前正在调研并制作样机的一些实用工作环境。目前的重点是开发一套简单的用户机制，使操作人员可以实时地建立软件ａｇｅｎｔ，以辅助其完成一些常见的、劳动密集型操作任务。这些操作任务包括：日常数据处理和信息管理功能；综合分     

帮助提出NASA哥达德中心指令管理系统软件功能要求的专家系统样机

在NASA哥达德航天中心,指令管理系统(CMS)的作用是把航天器的操作要求转换成可向航天器上行发送的详细操作规划。该指令管理系统是NASA数据系统的一部分,而数据系统负责将NASA近地卫星的科学和工程数据下行发送到用户,并将指令数据上行发送到航天器。目前,要确定CMS软件设计的功能要求,得花一到三年的时间,每周开会一到二次。提出CMS软件功能要求的另一种方法是开发一个专家系统样机帮助完成这项工作。具体说,与领域专家相互切磋构成知识库,然后联系到一个现有的称为“知识工程系统”(1.3版)的专家系统应用产生器上。知识库的开发主要分四步:①开发面向问题的结构层次;②确定知识管理方法;③对知识库编码;④检验、测试、考核和评价知识库以及整个专家系统样机。通过当配角来检验这个专家系统样机,然后作专家系统样机的知识库精化、评价和实施。     

实现自动化任务操作的面向agent方法

在规划下一代卫星操作控制中心(MOCC)过程中,可望越来越多地利用新的、基于知识的技术。 本文将介绍面向agent(代理人)方法在实现卫星自动化操作中的率先应用。文中概述了此项技术,讨论了当前正在调研并制作样机的一些实用工作环境。目前的重点是开发一套简单的用户机制,使操作人员可以实时地建立软件agent,以辅助其完成一些常见的、劳动密集型操作任务。这些操作任务包括:日常数据处理和信息管理功能;综合分析复杂数据/信息集并剔除错误信息,增强航天器分析员/操作员快速识别、分析和排除航天器异常的能力;提取常见故障的特征量,提高例行监视和趋势分析的能力;在关键性机动过程中监视航天器的变化情况,以增强系统支持非常规操作的能力,而不需要临时增加人员。 正在开发一个基于agent的试验平台。利用该平台,我们可以:①更加清楚地理解应用面向agent技术来支持任务操作高度自动化的难度;②掌握在任务操作环境中正确采用agent技术所带来的全部益处。正在研制的试验平台将为“探测者平台(EP)/极紫外探测者(EUVE)飞行操作组(FOT)”完成部分数据管理和报表生成功能。本文将简述面向agent的技术,并详细介绍此试验平台的操作方案。     

NASA科学数据库智能化用户接口的开发

美国航天科学数据中心(NSSDC)已经着手进行智能化数据管理的研究,作为该项研究的一个组成部分,就是开发智能化用户接口(IUI)。其目的是基于专家系统和自然语言处理技术开发一种使用方便的智能化用户接口业务。本文介绍了设计思想,开发途径,并且介绍了对支持实用数据库的“智能化用户接口分系统”样机进行的性能评价。     

实时显示生成器

实时显示生成器(RTDB)是一种生成逻辑驱动显示的交互式图形工具样机。这些显示反映了当前系统状态,实时完成故障检测算法,采纳老练飞控人员的操作知识。该RTDB采用面向目标的方法,将基本操作逻辑和显示符号结合起来。要生成显示时,用户利用这种方法可规定屏幕布局和驱动逻辑。RTDB正在UNLX下用C语言开发,利用了MASSCOMP图形环境,作了适当的功能划分,以便于移植到其它图形环境。RTDB是为用户化实时数据驱动的航天飞机系统显示而开发的。使用该工具初始功能度的显示在STS—26发现者号轨道运行阶段投入了实用。目前正在NASA/JSC任务操作部开发的实时数据系统工程准备利用RTDB产生几种显示。本文介绍了这种工具的特点、目前的发展状况及其应用。     

任务操作中心——航天器地面数据系统关键部件的一体化

在以减少预算、限定系统开发时间和用户要求增加能力为特征的环境中,国家航空航天局开达德航天中心的任务操作处(MOD)在开发其航天地面数据系统方面提出了一个新的、高经济效益的新概念:任务操作中心(MOC)。按这种称为的方法,使用一种现代化的图形用户接口把关键部件集成为一个集航天器规划、监视、遥制为一体的综合系统。MOD目前正在构造多个MOC,其特点是采用通用的、可重复使用的和可扩展的系统结构,可支持X射线定时探测卫星(XTE)、热带降雨测量卫星(TRMM)和先进合成探测(ACE)卫星。 由于有了MOC方法,各种任务操作集合成整体,用户用一个系统即可完成实时健康和安全监视、实时遥控、实时姿态处理、航天器实时和预测性图形式监视、趋势分析、任务规划和调度、指令生成和管理、测控网调度、引导星选择;用专家系统进行航天器监视以及故障排除。MOD还准备按新的MOC管理机构构造测试和训练模拟器。 本文描述了MOC的概念,开发MOC系统中所使用的管理办法,使用的技术和构造MOC系统中对开发过程进行的改进,以及采用MOC法对用户和卫星工程带来的预期益处。     

在有效载荷遥操作中使用基于Internet协议的语音系统

由于在大量需要同时进行的科研和试验项目中缺乏人手 ,遥科学便成为了国际空间站 (ISS)科学项目成功的关键。空间站上的宇航员、NASA中心的操作人员以及世界各地公司、大学中的科研人员必须紧密协作以完成国际空间站上的科学实验。可靠、高速的基于互联网协议 (IP)的网络的应用可能会大大增强遥科学能力。现在这些网络正以很具成本效益的方式应用于远程任务支持系统中。网络的应用降低了对专用线路的需求 ,还增强了各个分布的工作组之间协同工作的能力。NASA已经开始应用基于互联网协议 (IP)的语音系统为远方站上科研人员使用的现有的…     

引言

1.1 实用遥测手册本实用遥测手册是一本实用指南,其目的在于为改进遥测系统的总体性能和兼容性提供信息。该书是在靶场司令委员会(RCC)遥测小组(TG)的指导下为了弥补遥测理论和应用之间脱节现象而编写的。全书的使用对象是遥测系统的规划人员、设计人员和操作人员。本手册与RCC的第106号文件遥测标准以及118号遥测系统和分系统测试方法等相配套。     

载荷操作控制中心可移植可重用软件——用于高级地面数据系统的模块

哥达德航天飞行中心的任务操作部(MOD)建造了多个供飞行操作小组监控卫星的任务操作中心。通过软件重用减少系统寿命期成本已成为MOD优先考虑的问题。MOD的可移植载荷操作控制中心(TPOCC)开发小组建立了一个庞大的数据库,由14个子系统组成,包括多个可重用通用模块的100000条已交付的源指令。 迄今,已做成9个基于对TPOCC的控制中心,负责支持11颗卫星,软件重用率平均达到75％以上。本文介绍TPOCC模块是如何开发的,以及基本模块开发者、任务操作小组和用户是如何参与开发过程的。     

实时交互式显示环境——航天飞机飞控人员开发的显示生成工具

NASA的飞控中心(MCC)位于约翰逊航天中心,正逐渐从一个集中式结构演变成一个分布式结构。从STS—29开始,一些由主机驱动的控制台屏幕将由工作站驱动的图形终端取代。这些工作站首先由实时数据系统(RTDS)—一个内部开发的系统—提供实时数据,接着数月后(与RTDS并行)再由飞控中心改造(MCCU)软件包的过渡性和最终版本提供。航天飞机飞控人员建立实时交互式显示环境(RTIDE,以便支持航天飞机任务多种新显示的快速开发。RTIDE是一种显示生成工具,允许非统程人员定义面向目标、事件驱动、可用鼠标选择的显示。特别强调RTIDE版本间的向上兼容性、从不同数据源获取数据的能力、实时性能、模块化更新RTIDE的能力、机器可移植性以及一个清晰而强有力的用户接口。本文介绍了使 RTIDE成为当前形式的操作与组织因素,具体设计方案,仿真与飞行操作性能及其建造过程中得到的经验教训。     

GPS转发记录和接口系统

15年来,一直在用GPS转发信号跟踪美国海军的三叉戟导弹的试验发射。经检验其实时绝对定位精度总在20米以内,事后在8米以内。为美国陆军“大气层外再入体拦截器分系统”(ERIS)计划已研制出一种40立方英寸的弹载GPS转发器,现已可供美国以及北约盟国政府的各种试验靶场使用。但是,目前用来接收GPS转发信号、计算目标位置和速度的用户地面设备,体积大而昂贵。这就限制了GPS转发器的更广泛使用。为此,美国空军西靶场与“3S”公司订合同,投资设计一种主要利用商品化遥测设备的廉价GPS转发处理器。本文介绍了如何构成工作样机,以验证这种“转发记录和接口系统”(TRIS)的可行性。样机表明该系统可以由下列部件构成,即现有商品化遥测设奋、为美国空军靶场应用联合计划办公室开发的GPS设备以及少量用户设备配件。     

军用飞机训练保障需求分析模型的建立

在梳理航空装备训练保障类型的基础上,结合国外训练需求分析理论和方法,考虑目标与当前装备保障任务以及人员现状所存在的差异,建立了训练资源规划和训练质量评估的需求分析模型。分析了各阶段的工作内容及目标要求,给出了初始训练的需求分析,验证了基于此模型的训练需求分析方法的有效性和合理性。     

小卫星的空间操作

CAT空间系统公司(原DSI)在80及90年代的“小卫星”计划中起了重要的作用。传统低轨卫星的设计、制造、发射及操作成本高,时间长。这些问题一直在激励人们去开发新的工艺、技术,以及低成本、毋需严格调整的卫星。这些卫星采用低功率“小卫星”通信设备(TDRSS用于NASA低轨星则要求大功率),通常搭载不需要大量冗余备价系统并且不需要大型地面设备和人员保障的有效载荷/实验设备。这种小型且适应性强的卫星还有研制周期非常短(通常1～2年)的特点。本文介绍了CTA空间系统(CTA/SS)在这些新计划中采用的几种方法和成功的有代表性的例子,并就如何减轻NASA越来越大的降低航天器及其操作成本方面的压力提出建议。重点是在任务操作的主控设施和各种用户终端(UT)中使用适应性强、功能足够、价格低廉的基于PC机的地面设备。这些系统以CTA/SS多种型号的用户终端成功地控制了20多颗USAF、USN、APPA卫星,从而使这些系统得到验证。这些用户终端经同步轨道卫星和低轨道卫星建立了链路,而且在边远地区自动担负起中继任务。由于用户可以很容易安装轻型天线(通常是用小功率马达、PC驱动的全向或螺旋型),低轨卫星的应用特别显示了这些方法的效能。几英尺长的同轴电缆与小型收发模块(小型PC机大小)相连,串行线与相应PC机相连,便     

宇航员为访问小行星进行水下训练

美国航空航天局（NASA）称,一个由美国、日本和加拿大的宇航员组成的国际科研组打算于10月17日开始在大西洋进行为期13天的水下训练活动,为宇航员执行第一次前往小行星的人类任务提供必要的练习。由于小行星上的重力可以忽略不计,因此无法在一颗这样的天体上随意行走。     

立体信息不同缺失水平下基本认知能力在遥操作任务中的作用研究

针对具体的遥操作任务中与遥操作相关的认知功能在不同立体信息缺失水平下对操作绩效、情境意识水平的影响,对24名受试者开展机械臂遥操作模拟任务实验和6项基本认知能力测试,采用相关性分析方法分析了各项认知能力在遥操作任务中的作用。试验结果表明,空间能力、运动控制能力和持续注意水平与任务的完成率以及操作的安全性、高效性紧密相关;注意分配能力、心理旋转能力在局部立体信息缺失的情境下,对保持机械臂遥对接任务的各项绩效指标的稳定、保障任务的顺利完成作用显著。因此,根据任务要求以及航天员自身特点有针对性地开展认知能力训练,合理分配在轨任务,有利于提高训练效果、保障在轨任务的顺利完成。     

海德汉TNC 620:紧凑型铣、钻和镗轮廓加工数控系统

<正>尽管TNC 620是紧凑型数控系统,但它是支持多达5轴的多功能轮廓加工数控系统。用户可以用海德汉面向车间应用的对话格式编程语言直接在数控系统上编程,也可以脱机编程。即使大程序通过它的高速以太网接口也能快速完成传送。操作非常简单:为操作人员提供了实用的对话帮助和帮助图形,大量循环和坐标变换功能。Kolm发动机公司Kolm发动机公司开发和生产4冲程汽油航模发动机。Johann     

一种灵活的用于实时试飞控制设施的话音通信系统

由于实时试飞任务的复杂性,参试者数量日益增多,以及试验任务的严格要求,迫切需要为各任务保障部门提供一种可靠的、通用的话音通信网。这种话音通信系统直接影响到每次试飞的效率和参试人员的安全。该系统应满足每个参试人员的独特通信功能和操作要求。本文介绍佛罗里达州爱格林空军基地空军研制试飞中心(AFDTC)的中心控制设施(CCF)话音通信系统的功能、操作和人机工程等方面的问题。该通信系统是根据爱德华空军基地数字交换台技术要求合同采购的。     

美国跟踪和数据中继卫星系统的成就

美国航空航天局的第一颗跟踪和数据中继卫星(TDRS-1)于1983年4月4日用航天飞机发射,经过对卫星本身及设在白沙的地面站进行全面测试后,于1984年底开始正式供用户部门使用。TDRS-2因挑战者号航天飞机失事而未能入轨,接着在1988年9月和1989年3月分别成功地将TDRS-3和TDRS-4发射入轨。于是,在1989年10月25日宣布由两颗工作星和一颗在轨备份星组成的基本TDRSS系统投入运转。1985年到1989年间,TDRSS已经为用户提供了150万分钟的通信,为航天飞机和陆地卫星等用户提供了高速率数据传输,为太阳散逸层探测器(SME)和地球辐射平衡观测卫星(ERBS)等用户提供了低速率数据传输。1985年以来,单单航天飞机和太空实验室的飞行已经采集了17万分钟的数据。 TDRSS系统的成功使NASA局能够按计划关闭许多全球布设的地面测控站,并从老的地面测控网逐步过渡到天基测控网,以保障近地轨道航天器的任务。已用TDRSS系统保障的航天任务演练了所有的基本测控业务,证实了系统方案的正确性,NASA局评价了TDRSS系统5年测控工作,并确定了两个参数以衡量系统传送用户遥控指令和遥测数据的能力。这两个参数是可用性和成功率。可用性是系统在每周7天,每天24小时内能满足任一个或所有用户航天器测控要求的准备程度。成功率是系统实际完成测控业务的能力,是实际提供的保障与预期安排的保障之比。     

手控交会对接中操作者的情境意识和脑力负荷研究

为探究不同任务难度和技能水平下志愿者的情境意识水平和脑力负荷差异,以手控交会对接操作为主任务,招募了15名初学者水平志愿者和12名专家水平志愿者进行实验,每名志愿者进行6次手控交会对接操作,包含3次低任务难度操作和3次高任务难度操作,每次操作完成后填写SART主观量表和NASA-TLX主观量表。研究结果表明:高任务难度操作中操作者的注意集中程度显著高于低任务难度(P<0.05);专家水平操作者的警觉水平和对信息的获取和理解水平显著高于初学者水平操作者(P=0.001和P<0.001);高任务难度操作中操作者在脑力需求方面的负荷显著高于低任务难度(P=0.001);专家水平操作者在脑力需求和时间压力方面的负荷显著低于初学者水平操作者(P=0.001和P<0.001)。研究结果可为航天员手控交会对接训练设计及评价提供理论参考。