用于卫星定点保持机动的专家系统

本文介绍了一种完成航天系统实时分析和指令产生的专家系统样机的开发及其能力。目前,卫星轨道控制专家系统(ESSOC)已能够进行同步卫星定点保持机动。考虑了航天器不断变化状态和前面的动作,ESSOC给操作手推荐相应的指令,指导操作手完成定点操作。与卫星状态有关的信息存入专家系统的知识库。该知识库不断被处理过的航天器遥测数据更新。过程的结构信息用产生式规则进行编码。过程式规则相互无关,而且与知识库无关,这样就使得系统很容易维护和扩展。文章特别强调了ESSOC系统特性及其开发,即知识获取的结构化方法,以及使ESSOC能在实时环境中工作的设计及提高性能的技术。     

用于数据误差检测的以OPS5编写的样机专家系统

我们已经用OPS5语言开发了一个样机专家系统,用于检测数据的误差。这种数据是航天器建造者/用户交给NASA哥达德航天中心,要在“通信线路分析与仿真系统”(CLASS)计算机上处理的数据。这个样机专家系统叫“轨道预处理系统”(TRAPS),有49条规则,目前在IBM PC计算机上运行,用的是Artelligence公司的OPS5 软件包。在其实用阶段,TRAPS专家系统将用Oak Ridge产生式语言(ORPL)编写,在CLASS计算机(一台Perkin-Elmer3244超小型机)上运行。ORPL语言是由Oak Ridge国家实验室用MULTIFORTH语言在Hewlett-Packard 9836台式计算机上实现的OPS5,目前正移植到CLASS计算机上的SS-FORTH。本文讨论这个专家系统的问题领域、开发方法、工具、结果以及由TRAPS计划提出的进一步研究计划。     

SCARES—排除航天器控制系统异常的专家系统

卫星工作寿命一代又一代的延长反映了现代科技的发展速度。与此同时,为卫星运行操作提供技术支持的专家却日益相对缺乏。在这样条件下,本文介绍了一种用于排除航天器异常的专家系统。借助采集的有关航天器的详尽知识,本系统对故障的检测和诊断能力比以往传统方法强得多。本文讨论的是一个名为SCARES的专家系统样机(仅适用于航天器的姿控系统)。SCARES系统是根据美国空军空间分部和TRW公司所签合同(合同号F04701-83-C-0079)在TRW公司的人工智能技术中心开发的。本文还对本样机加以扩展以处理其它卫星系统故障的问题进行了讨论。     

JPL实现标准化TT＆C客户支持的发展计划

JPL通信与任务操作管理局(TMOD)为各种深空任务的实施提供跟踪、遥测与指令遥控业务。这些业务系统正在被重新设计成TMOD深空任务系统(DSMS)中的端到端业务。DSMS TT＆C地面系统包括来自深空网(DSN)的数据业务单元和来自高级多任务操作系统(AMMOS)的任务业务单元。地面系统提供跟踪数据(至航天器的距离和载波多普勒测量值)、航天器遥测数据和上行指令业务。DSN通信系统     

NASA数据系统标准化计划的缘由和概貌

实用空间运输系统及伴随而来的空间永久设施,对NASA数据系统提出了空前的挑战。到那时,还可能出现大量极高数据速率的实验。尤其是航天器重访能力,借此可作在轨载荷更换,无法进行传统的全系统地面测试。若要经济、高效地解决这些挑战,只有采用端一端数据系统工程和灵活结构设计方案。正在研究一种简单的端一端数据系统总逻辑模型,借此可找出每个自动化空间数据系统     

NASA与ESA在国际空间站上试验行星际互联网

<正>NASA和ESA成功测试了实验型行星际互联网。国际空间站上的指挥官威廉姆斯使用NASA笔记本利用DTN(容延迟网络)传输信息远程控制位于德国欧洲空间操作中心的Lego("乐高")机器人。这项实验表明了利用新通信基础设施从轨道航天器向地面机器人发送指令,以及接收从机器人发回的图像和数据的可行性。     

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。     

测控网遥控指令处理系统概述

本测控网遥控指令处理系统(NCPS)是一个使用多总线/68030微处理器的航天器遥控系统,由Bendix现场工程公司为美国航空航天局(NASA)地面测控站研制的。该系统将安装在全球地面站上,为航天计划操作控制中心(POCC)提供对航天器(如LANDSAT,跟踪与数据中继卫星和雨云-7卫星)操作的遥控能力。该NCPS要与POCC及本地操作员相互协作,共同处理配置请求,产生调制的上行序列,并向用户报告地面遥控线路的状态。本文分两部分介绍NCPS,第一部分叙述系统功能和硬件,第二部分叙述若干软件设计问题,包括:灵活的、可扩展的用户界面的实施,最大限度采用可复用软件模块以及Bendix现场工程公司设计的开发工具的验证。     

故障树在飞机故障诊断专家系统中的应用

根据故障树与故障诊断专家系统的特点,提出将故障树应用在飞机故障诊断专家系统中,然后对应用故障树的专家系统的模型选择、知识表示、诊断知识库的建立等进行了详细的分析,最后以实例说明故障树在飞机故障诊断专家系统中的应用.应用故障树的飞机故障诊断专家系统,能够快速、准确地确定故障原因.     

人工智能在空间站中的应用

NASA目前正在开发长期利用宇宙空间的空间站。该空间站会使NASA遇到许多须有效使用专家系统才能很好解决的问题。本文概述了利用专家系统可得到的效益,选择应用项目所涉及到的某些问题以及专家系统对空间站设计的影响。     

用于小型探测器类航天器的廉价地面系统

为了支持ＮＡＳＡ的小型探测器（ＳＭＥＸ）工程，哥达德航天中心的专用载荷部已开发研制了一个用于航天器总装和测试以及在轨运行的廉价地面数据系统。因为系统设计方案的灵活多变和低费用，也可用于哥达德中心的非ＳＭＥＸ卫星。本文介绍该系统以及开发过程中采用的设计原则，讨论在ＮＡＳＡ目前所见到的航天器操作发展趋势下该系统如何用于低费用操作。     

利用数字直接综合技术的空地链路指令数据编码

空地链路分系统(SGLS)在航天器与地面站之间提供全双工通信链路,完成遥控、跟踪、遥测和测距。上行指令信号是-S波段载波,用频移键控(FSK)指令数据对其调相。指令数据格式为三元(空,1,0)信号。指令数据速率为1,2和10Kb/s。本文所用方法利用数字直接综合技术(DDS)来产生SGLS指令数据和时钟信号。三元指令数据和时钟信号都输进编码器,数字式产生一个FSK副载波,该副载波带幅度调制的时钟。指令数据速率确定S,1,0单音的频率。数字直接综合技术能确保相位连续性,频率稳定度取决于微处理器晶振精度。从直流到2MHz以上范围内,频率分辨率可保持在几周以内。这就可以产生1和2kb/s指令格式,以及更新的10kb/s格式。软件加以修改即可适应其它指令格式。利用数字技术使编码器具有更强的自测试和更完善的出错报告能力。     

AI技术用于航天器测控业务

自从日本着手宇宙开发以来,富士通有限公司就一直负责研制航天器测控系统,并在这方面积累了大量经验和知识。在本文中,我们将分析测控操作的新动向,并论证专家系统用于转移轨道中地球同步卫星的SOE(事件顺序)安排的可能性。     

用于卫星控制的专家系统

随着星载系统的发展,卫星的复杂性和自主能力日益增强,故障越来越少,但是,剩余故障的诊断却变得更加复杂了。此外,现正在提高航天器的自主,与此同时,又要求缩减地面站上的人员。将来要成功地从地面处理故障就需要大量地增加故障检测和诊断的自动化。本文研究了专家系统用作地面诊断系统部件的问题。本文介绍了该系统的诊断过程及其对知识库的要求。给出了对部分卫星姿态控制系统进行诊断的专家系统设计成果。这一问题所需获取的知识主要集中在产生和分析遥测终端显示方面,这种遥测信息看起来很象曲线图。专家系统利用广泛的遥测分析、操作和卫星状态数据库以及卫星模型作出正确诊断。     

设施顾问:一种用于航夭器地面设施的分布式专家系统试验型样机

本文介绍了开发称为“设施顾问”的一套协同运行的专家系统的设计问题、目前的进展和下一步的措施。该系统能支持航天器地面设施(单位)的实时运行管理、脱机规划以及自适应工作。该设施顾问的核心问题是支持分布式问题解决协议和传统的专家系统技术常常忽略的自适应性能。目的在于建立设施顾问的外壳:(1)它由一系列经检验的骨架组件组成,经修改适用于任一单位的各个管理工作岗位,(2)它支持这些工位的分布式解决问题的各个方面,(3)可有效地进行扩充(或与任一原有的独立的管理专家系统结合起来),以支持该工位遇到的独立的、非分布式管理控制问题。由于分布式专家系统(DES)技术比较新,单位的运行要求无风险性,所以提出了一项有关“设施顾问”的分布式专家系统试验样机的课题。不管是否能达到设施顾问计划的所有目标,但试验样机至少有希望提供:DES训练条件、得到经验教训、操作手册,并对DES用于单位运行和规划活动有更深切的理解。     

电传飞控检测系统设计研究

本文论述了现代电传飞控的故障检测系统,介绍了典型的现代电传飞控系统的组成与技术特点。设计了基于专家系统的故障检测系统,专家系统由综合数据库、故障知识库、推理机、知识获取以及决策解释等组成。依据专家系统的原理建立了电传飞控系统的故障综合数据库与故障知识库,采用正向和逆向推理原理完成了推理机的策略设计,针对飞控系统高安全性要求,提出综合数据库的初始数据与检测方法以硬软件的形式驻留于飞控系统之中,故障知识库与推理策略在独立于飞控系统的故障检测系统中。本文对电传飞控系统的故障检测的实现有一定的实用性和推广价值。     

指控中心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(MOD)的主要任务是为空间运输(STS)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)减轻目前压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行。确立了一种用户开发样机的新概念,样机与现有集中式监视系统同时工作,相互参照评价,然后分阶段投入实用。从概念提出到样机移交,用户和开发者的广泛参与可确保评价、改进,以及最重要的——验收高度成功。     

用于卫星控制的专家系统

本文介绍了一种用于卫星指令控制的专家系统样机。本样机系统的任务是:帮助卫星控制人员使定点卫星作机动飞行,维持其精确的点定角,即进行定点保持。从专家系统的观点来看,本系统有两点值得注意。第一,使用了某种自动获得知识的手段。由于主专家在马里兰州,而人工智能专家(AI)在加里福尼亚州,所以需要一种自动获得知识的手段。第二,该系统是一个仿真和专家系统技术的混合物,这些技术分布在一台DEC VAX计算机和一台LISP机上(一种专用AI计算机)。这种分布对现实的可能布局是一种合理的模式。     

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。     

用于EOS直播卫星数据采集和处理的低成本可搬运地面站

作为全球变化研究的全国统一行动的一部分,地球观测系统(EOS)将在15年时间内发射一个遥感卫星星座。来自EOS卫星的科学数据将由NASA研究机构加以处理,再分发给大量地球科学家。许多这样的卫星还备有另外的接口,能直接向用户播发数据。从过境卫星实时直接播发科学数据有不少有价值的用途:现场测量结果的检验,规划科学会战以及用于科学和工程教育。 EOS直播的成功与实用价值很大程度上取决于最终用户接收该数据所花费用。为将这种能力扩大到尽可能多的用户,接收站的成本应尽量低。为此NASA哥达德航天中心(GSFC)正在研制一种能接收EOS直播数据的可搬运式低成本地面站样机,该站将采用甚大规模集成(VLSI)部件和流水线多处理结构。这一系统的预定重复生产成本低于20万美元。本文介绍该地面站的样机及其主要部件。