航天器智能軟件體系架構(gòu)設(shè)計與應(yīng)用研究
發(fā)布時間:2021-07-08 08:46
在航天工程領(lǐng)域中,空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)和航天器軟件研發(fā)面臨的現(xiàn)狀主要是航天器接口設(shè)計多樣化,各項目應(yīng)用協(xié)議不統(tǒng)一。外在需求主要表現(xiàn)在用戶需求未知、多變、復(fù)雜,任務(wù)需要的航天器集群、編隊、星座、空間組網(wǎng)、天地一體化設(shè)計等。需求的日益復(fù)雜與航天工程的"快、好、省"的目標是矛盾的,需要通過采用重用技術(shù)、在航天器系統(tǒng)設(shè)計中引入智能技術(shù)來解決。為此迫切需要能夠支持智能技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的航天器數(shù)據(jù)管理軟件體系架構(gòu)及其開發(fā)模式。本文基于空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(Consultative Committee for Space Data Systems,CCSDS)提出的航天器接口業(yè)務(wù)(Spacecraft Onboard Interface Service,SOIS)架構(gòu),對航天器數(shù)據(jù)系統(tǒng)智能軟件體系架構(gòu)的設(shè)計和應(yīng)用進行研究,以解決智能自主控制、協(xié)議統(tǒng)一、重用和可持續(xù)等問題。本文首先對CCSDS的SOIS架構(gòu)及其實例(ESA的SAVOIR、NASA的cFE/cFS以及我國的跟蹤實踐情況),ECSS的PUS標準,進行了調(diào)研和比較,得出重用的特征是模型化和引入EDS技術(shù)的數(shù)據(jù)化設(shè)計兩點啟示。分析了SOIS框架,認為...
【文章來源】:中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心)北京市
【文章頁數(shù)】:200 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
CCSDS建立的空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)框架
圖 1.4 SAVOIR 參考架構(gòu)Fig.1.4 Reference architecture of SAVOIR[29]2.2.3 ESA 的 PUS上世紀 80 年代末,CCSDS 公布了遙測包和遙控包的推薦標準,ESA 隨之推了與之相適應(yīng)的包標準(Packet Utilization Standard:ESA PSS-07-101 Issueay 1994,PUS),以解決 CCSDS 未給出的星地之間空間包如何應(yīng)用的問題。由于歐空局標準化工作改制為 ECSS 體系,CCSDS 改進了包標準,以及多年工程項目實踐(XMM,Rosetta,Envisat 等),ECSS 在 2003 年推出了修訂包標準 ECSS-E-70-41A[30]。在這個標準中規(guī)定了地面向航天器發(fā)送請求并獲應(yīng)報告的形式,以及航天器數(shù)據(jù)系統(tǒng)能夠提供的服務(wù)項目。2016 年又推出了CSS-E-70-41C[31]。PUS 的核心概念主要包括服務(wù)(service)、子服務(wù)(subservice)、應(yīng)用過程applicationprocess)、請求(request)、指令(command)、通知(notification)、
航天器智能軟件體系架構(gòu)設(shè)計與應(yīng)用研究,ECSS-E-ST-50-12C SpaceWire 總線標準[43],優(yōu)化了星載數(shù)據(jù)網(wǎng)。在測控上下行、數(shù)傳下行和星上數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸方面全部采用包高了指令、遙測、星務(wù)數(shù)據(jù)等信息流設(shè)計的靈活性和便利性。在自自主健康管理技術(shù)的應(yīng)用方面,提高了衛(wèi)星的智能化水平,簡化,增強了衛(wèi)星在軌運行穩(wěn)定性。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]國內(nèi)航天器故障診斷技術(shù)應(yīng)用狀況分析與展望[J]. 張威,魏炳翌,聞新. 航空兵器. 2017(04)
[2]無人機的自主與智能控制[J]. 范彥銘. 中國科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2017(03)
[3]空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)發(fā)展展望[J]. 何熊文,譚維熾,郭堅. 國際太空. 2016(10)
[4]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星故障診斷方法[J]. 蘇振華,陸文高,齊晶,薛野,陳逢田. 計算機測量與控制. 2016(05)
[5]航天器智能自主控制研究的回顧與展望[J]. 吳宏鑫,胡軍,解永春. 空間控制技術(shù)與應(yīng)用. 2016(01)
[6]星載標準接口業(yè)務(wù)在航天器中的應(yīng)用方法[J]. 何熊文,朱劍冰,程博文,顧明,閻冬. 航天器工程. 2015(06)
[7]星載高速無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)計[J]. 周莉,安軍社,謝義方,熊蔚明,薛長斌. 國防科技大學(xué)學(xué)報. 2014(05)
[8]基于TEDS的智能傳感器認證模塊的設(shè)計與仿真[J]. 劉瓊. 湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報. 2014(04)
[9]美國即插即用衛(wèi)星的發(fā)展[J]. 張鵬. 國際太空. 2014(06)
[10]螢火一號火星探測器測控數(shù)傳一體化設(shè)計[J]. 李金岳,曹志宇,熊蔚明,趙濤. 上海航天. 2013(04)
博士論文
[1]面向?qū)ο蟮腦ML數(shù)據(jù)管理技術(shù)研究[D]. 張曉琳.東北大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于一體化衛(wèi)星體系結(jié)構(gòu)的星載軟件快速開發(fā)環(huán)境的研究與實現(xiàn)[D]. 李軒.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
本文編號:3271245
【文章來源】:中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心)北京市
【文章頁數(shù)】:200 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
CCSDS建立的空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)框架
圖 1.4 SAVOIR 參考架構(gòu)Fig.1.4 Reference architecture of SAVOIR[29]2.2.3 ESA 的 PUS上世紀 80 年代末,CCSDS 公布了遙測包和遙控包的推薦標準,ESA 隨之推了與之相適應(yīng)的包標準(Packet Utilization Standard:ESA PSS-07-101 Issueay 1994,PUS),以解決 CCSDS 未給出的星地之間空間包如何應(yīng)用的問題。由于歐空局標準化工作改制為 ECSS 體系,CCSDS 改進了包標準,以及多年工程項目實踐(XMM,Rosetta,Envisat 等),ECSS 在 2003 年推出了修訂包標準 ECSS-E-70-41A[30]。在這個標準中規(guī)定了地面向航天器發(fā)送請求并獲應(yīng)報告的形式,以及航天器數(shù)據(jù)系統(tǒng)能夠提供的服務(wù)項目。2016 年又推出了CSS-E-70-41C[31]。PUS 的核心概念主要包括服務(wù)(service)、子服務(wù)(subservice)、應(yīng)用過程applicationprocess)、請求(request)、指令(command)、通知(notification)、
航天器智能軟件體系架構(gòu)設(shè)計與應(yīng)用研究,ECSS-E-ST-50-12C SpaceWire 總線標準[43],優(yōu)化了星載數(shù)據(jù)網(wǎng)。在測控上下行、數(shù)傳下行和星上數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸方面全部采用包高了指令、遙測、星務(wù)數(shù)據(jù)等信息流設(shè)計的靈活性和便利性。在自自主健康管理技術(shù)的應(yīng)用方面,提高了衛(wèi)星的智能化水平,簡化,增強了衛(wèi)星在軌運行穩(wěn)定性。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]國內(nèi)航天器故障診斷技術(shù)應(yīng)用狀況分析與展望[J]. 張威,魏炳翌,聞新. 航空兵器. 2017(04)
[2]無人機的自主與智能控制[J]. 范彥銘. 中國科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2017(03)
[3]空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)發(fā)展展望[J]. 何熊文,譚維熾,郭堅. 國際太空. 2016(10)
[4]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星故障診斷方法[J]. 蘇振華,陸文高,齊晶,薛野,陳逢田. 計算機測量與控制. 2016(05)
[5]航天器智能自主控制研究的回顧與展望[J]. 吳宏鑫,胡軍,解永春. 空間控制技術(shù)與應(yīng)用. 2016(01)
[6]星載標準接口業(yè)務(wù)在航天器中的應(yīng)用方法[J]. 何熊文,朱劍冰,程博文,顧明,閻冬. 航天器工程. 2015(06)
[7]星載高速無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)計[J]. 周莉,安軍社,謝義方,熊蔚明,薛長斌. 國防科技大學(xué)學(xué)報. 2014(05)
[8]基于TEDS的智能傳感器認證模塊的設(shè)計與仿真[J]. 劉瓊. 湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報. 2014(04)
[9]美國即插即用衛(wèi)星的發(fā)展[J]. 張鵬. 國際太空. 2014(06)
[10]螢火一號火星探測器測控數(shù)傳一體化設(shè)計[J]. 李金岳,曹志宇,熊蔚明,趙濤. 上海航天. 2013(04)
博士論文
[1]面向?qū)ο蟮腦ML數(shù)據(jù)管理技術(shù)研究[D]. 張曉琳.東北大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于一體化衛(wèi)星體系結(jié)構(gòu)的星載軟件快速開發(fā)環(huán)境的研究與實現(xiàn)[D]. 李軒.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
本文編號:3271245
本文鏈接:http://www.sikaile.net/kejilunwen/hangkongsky/3271245.html
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