实时高可用测控集群管理控制节点设计

为提高飞行器试验任务中的实时测控数据处理能力,满足高并发、大容量、强实时、高可靠的试验数据处理需求,基于实时操作系统建立了一个计算功能强大、实时性强、可靠性高的测控集群系统。为实现实时测控集群系统的原型开发,通过研究负责节点管理和任务分配的集群管理控制节点的功能,分别对系统监控软件、负载均衡软件和人机交互软件的详细设计方法开展了研究,重点解决了节点信息收集、任务分配、负载均衡、双工冗余热备份、人机交互、节点控制等技术难题,保证了实时测控集群系统的实时性和可用性,为系统软件原型开发奠定了技术基础。     

SmartNetⅡ集群系统的维护及故障分析

本文以SmartNetⅡ系统为基础，对集群通信系统的概念、集群通信系统的优点、集群对讲机的双模式功能的运行、做了简单的概述。对几年来工作中遇到的故障，特别是许多机场在使用SmartNetⅡ集群系统中都共同出现DID堵塞的故障进行分析，并把我们在处理故障中总结的处理方法在此发表，供同行们参考。     

任务表集群计算平台的实时性研究

实时计算系统的关键特征包含计算时限保证和可信度两个方面。本文从进程配置、负载分配、消息传递等方面介绍任务表算法集群平台的计算时间保证措施;从瞬间故障表现和长期运行表现介绍平台在实时应用中的可信度措施。     

基于DSPN的航天测控系统任务可靠性仿真建模

提出了基于确定与随机Petri网（deterministic and stochastic Petri nets,DSPN）的航天测控系统（tracking,telemetry and command,TT&C）任务可靠性定量分析方法,旨在对相关航天测控方案进行可靠性预计.通过对TT&C系统任务剖面进行时序弧段划分,考虑实际系统中测控单元阶段依赖、单元故障可修以及各单元参与任务起止时间不同等其他建模方法难以处理的复杂因素,建立了“单元层-系统逻辑层-阶段层”3层相互关联的TT&C系统任务可靠性DSPN模型.通过对模型仿真运行,实现了对给定测控方案下TT&C系统任务可靠性定量化评估.分析表明:仿真结果随着仿真次数增加逐渐收敛,与Markov解析方法求得的精确值对比误差控制在1%以内.      

靶场实时测控软件系统现状与发展趋势

实时测控软件系统是航天测控系统的信息处理中心,在航天任务中担负着实时信息处理、设备数字引导、指挥显示和安全控制等任务。随着计算机与通信技术的飞速发展,实时测控软件系统向信息融合、分布处理、高可靠性和逼真的多媒体显示等方向发展。本文介绍了实时测控软件在航天任务中的地位厦作用,详细阐明了实时测控软件系统的发展历程、系统组成、功能特点和未来的发展趋势。     

基于SCA的综合通信导航识别系统任务可靠性研究

针对传统任务可靠性模型不能适应基于SCA架构的综合通信导航识别系统(SCA-ICNI系统)多任务通道任务可靠性分析的问题,本文首先研究了多任务通道模块的任务可靠性,简化了其可靠性模型,在此基础上,建立了一种以任务通道为基本单位的系统任务可靠性框图和数学模型,并对影响其任务可靠性的关键因素进行分析。其后,分析了在系统任务独立运行、优先级以及故障条件下的任务可靠性。最后以具体数据分析了典型波形任务在不同条件下系统的任务可靠性,比传统的CNI系统的任务可靠性有显著提升。     

基于冗余网络的数据综合处理热备份策略

在传统集中分布式地面控制系统架构的基础上,通过改进网络冗余、综合设备故障状态,设计了一种基于冗余网络的数据综合处理架构,提出了实时高效的主备切换策略,有效降低了地面控制站系统风险、提高了系统的可用性,通过验证得出该技术有效地保证双机切换的实时要求.     

基于自适应粒子群算法的航天测控系统任务可靠性分配

采用测控时序图描述任务时序逻辑关系,建立了各阶段的任务可靠性模型,讨论了可靠性分配时的约束条件和分配目标,从而构建了航天测控系统任务可靠性分配模型.在此基础上,设计了自适应粒子群算法,算法在迭代过程中通过惯性权重系数ω进行自适应调整,初始时能快速搜索全局解,后期能有效地搜索局部解.通过算例仿真,表明自适应粒子群算法在用于航天测控系统任务可靠性分配问题时具有分配结果优、收敛速度快等优点.      

民用飞机防火试验室测控系统研究

为满足防火试验室高精度、实时性和多任务测控的需求,设计了一种基于Labview的测控系统。防火试验室测控系统由采集测试、灭火剂浓度测试、航电仿真、试验室模拟电源、试验室监视和总控台组成。提出了系统的总体设计方案,并对各个功能模块进行介绍。采用Labview软件编制测控软件,大大提高了测控系统的运行效率。合理配置Labview软件的实时引擎,使测控系统的任务循环周期达到高精度,提高了系统的实时性。该系统具有多功能、高精度、实时性、运行稳定、界面友好的特点,能够满足防火试验的测控需求,并具有很好的应用前景,可广泛应用于各种试验之中。     

航天测控系统自主运行的关键技术

航天事业发展趋势和未来需求指明,航天测控系统应该向以自主运行能力为代表特征的智能化方向发展。基于此,提出了标准化的支持与服务、映射现实的体系架构、实时响应的运行模式、服务化的基础平台等4项关键技术。通过将测控系统和卫星系统之间的接口、测控系统和用户系统之间的接口标准化,从而在此基础上建立最优化的操作逻辑。通过在计算机中映射现实系统的思想方法,从而产生稳定性和灵活性兼备的、支持自主运行的,并具有良好进化性能的系统架构。通过实时响应的运行模式可以很好满足全时段和突发性等具有挑战性的测控服务需求。通过大数据和云计算技术构建基础计算服务平台实现基础层与业务层分离,有利于整个系统的持续改进,提高服务质量改善的速度,建立竞争力优势。由此说明,在当前技术条件下实现自主运行的航天测控系统是可行的。     

航天测控站运管系统设计

针对航天测控站管理域内测控、通信、气象、勤务等专业设备需要垂直管理,但节点分散、设备运行状况无法实时获取的现状,设计开发了测站运管系统。该系统涵盖测站管理域内测控设备协议转换、气象设备运行管理、勤务设备运行管理、测控信息检查与测试、综合信息管理以及综合态势展示等功能,实现了各专业设备运行状态采集、信息传输、专业管理、数据处理、信息展现及故障报警的层次化管理模型,建立了标准化的测站管理体系,规范了测站跟踪流程,实现了从准备开始、设备标校、捕获跟踪到数据质量分析的全过程管理,提高了测站管理域的管理质量和自动化运行效率。     

具有相依特性的航天测控网稳定性分析

随着信息技术的不断提升,航天测控网各系统中的耦合和依赖变得越来越强烈。针对这种具有相依特性的测控网络的稳定性问题,提出借助于相依网络的分析方法,根据信息在测控网中所起的作用,对航天测控网相依特性进行分析、研究,特别是相依网络的级联失效过程进行稳定性分析。将航天测控网划分为具有相依特性的数据信息和控制信息,通过针对单侧网络进行蓄意攻击,研究不同控制信息模式下航天测控系统的稳定性,提出构建稳定、高效的测控网的方法。仿真结果表明,在数据信息遭受攻击时,合理规划控制信息形态并减小控制信息规模,能够有效保障航天测控系统的稳定性。     

基于工作流技术的测控信息会签系统设计

为了解决地面测控中心采用纸质方式会签测控信息工作量大、效率低、多航天器支持能力差的问题,论述了测控信息会签系统的设计方法、实施效果。通过分析载人航天测控信息会签的需求和特点,采用工作流技术对测控数据处理过程进行阶段划分和抽象建模,设计用户、岗位和任务的多对多映射方式,规划层次化的会签流程模板,实施会签流程多层次复用和动态组装,构建基于B/S(Browser/Server,浏览器/服务器)模式跨平台的系统架构,以数据库实时同步为基础,建立对称的实时热备工作模式,设计多任务通用的数据库结构,实现了测控信息的在线会签。实际应用表明,基于工作流技术的在线会签系统大幅缩短了测控数据处理周期,提高了航天器上行控制效率,有较高的推广价值。     

可实时重构的国际C站卫星模拟器

我国自行研制的国际标准C频段统一测控系统,配置了功能齐全的卫星模拟器,但其一星一模拟器的方式已不能适应当前多星管理和未来星座管理的需要。本文旨在探讨利用现有的微波宽带器件技术和软件无线电技术,用一套硬件系统,根据需要实时重构成所需卫星的模拟器,达到多星共用一套模拟器,实现小型化、实时性的目的。     

计算机集群技术在测控系统中的应用研究

本文介绍了计算机集群技术的特点，结合测控系统的应用现状及需求，着重针对数据处理、通信接口和存储系统三个方面，提出了将集群技术应用于测控计算机系统的解决方案。     

开源数据库在卫星控制中心的应用研究

实现信息系统的自主、安全、可控已成为测控中心系统的研究方向和建设目标。研究应用自主可控数据库是实现测控中心系统全面自主可控的重要环节。目前,卫星控制中心的数据存储系统大多以Oracle数据库为主,软件和技术服务费用昂贵,更新维护成本高,且可能带有信息安全和任务安全方面的风险。针对上述这些问题,研究分析了开源数据库MySQL在卫星控制中心系统中应用的可行性,对MySQL数据库做了全面测试,包括功能、性能、系统级的高可用测试,以及MySQL与Oracle数据库的性能对比测试。研究和测试结果表明,MySQL开源数据库可以用于卫星控制中心系统以及类似的测控中心应用系统,对今后测控中心系统应用自主可控数据库具有参考价值和借鉴意义。     

大型深空测控天线副反射面控制技术

针对大口径、高频段深空测控天线主/副反射面变形引起的天线电性能下降问题,采用副反射面控制技术实现天线的电性能补偿。首先,在分析并联机构数学模型的基础上,结合并联机构坐标系定义,给出六自由度并联机构位姿的正、逆解;其次,根据变形后天线形状采用抛物面拟合法给出副反射面位姿与仰角的关系,这样在天线实时运动过程中,可根据仰角查找出副反射面位姿最佳工作点;最后通过六自由度并联机构正、逆解及控制算法控制副反射面到最佳位置和姿态上。理论分析和工程实践表明,副反射面控制技术通过控制副反射面中心到最佳焦点位姿上,可实现对天线电性能的有效补偿。六自由度并联机构控制具有自身承载力强,位置、姿态控制灵活等特点,适合于大型天线副反射面实时精密控制。     

靶场试验实况信息监测及质量检测分析

为解决试验测控实况信息的可视化作用与全链路实况信息缺乏质量监测功能的矛盾日益突出的问题,就实况信息监测及质量检测分析开展研究。具体采用模块化的监测和质量分析方法,针对整个实况信息运行系统中的有效节点展开监测,主要帮助系统判定视音频流、IP码流的信息故障点,实时分析流信息指标,诊断网络实况信息的传输质量,通过对原始视频图像文件压缩前后逐帧度量及损伤映射分析,检测图像信号模糊不清,拖尾或边缘锐化等问题,为快速排查和判断实况信号故障信息提供了验证结果。最终,为实况信息的高质量运行提供监测手段和检测依据。