Микрин Е.А., Михайлов М.В. Ориентация, выведение, сближение и спуск КА по измерениям от ГНСС (2017) (1246989), страница 55
Текст из файла (страница 55)
Этот имитатор аппаратно представляет собой персональный компьютер с установленной в него стандартнойинтерфейсной платой МIL-1553TEI-PCI-1.Для имитатора ЦВМ КА разрабатывалось ПО имитатора, реализующее двухсторонний обмен между НМ иимитатором в соответствии с упомянутым протоколом. Кроме поддержки интерфейса обмена с НМ имитатор позволяет оператору осуществлять управле-6.2. Этапы и методы отработки ПО АСН космического назначения305ние режимами работы НМ и обеспечивать контроль. Также как и имитаторПМ, имитатор ЦВМ КА имеет интерфейс оператора, через который осуществляется соответствующее управление и контроль за работой АСН.
Этот интерфейс имеет соответствующие панели, похожие на панели имитатора ПМ, приведенные на рис.и6.6В целом структурная схема автономного рабочего6.7.места отработки ПО АСН-К показана на рис.6.8.Имитатор сигналовGРS-ГЛОНАСССВЧ - сигналlденм-мпвISF-jYcмiISц тм :тмсRS-42228В11БП1пм1Имитатор ЦВМ КАРис.6.8.Структурная схема автономного рабочегоместа отработки ПО навигации АСН-КВ состав рабочего места входят:• многоканальный имитатор сигналов GРS-ГЛОНАСС;• делитель СВЧ-сигнала имитатора на четыре (ДС);• навигационный модуль с соответствующей инфраструктуройтания 28 В и т.
п.);• имитатор ЦВМ КА.(блок пиМногоканальный имитатор сигналов GРS-ГЛОНАСС обеспечивает формирование СВЧ-сигналов НС, соответствующих моделируемой лётной обстановке. В имитатор закладываются альманахиориентация КА.GPSи ГЛОНАСС, орбита иГлава3066. Проектирование, разработка и наземные испытания АСН...Делитель сигнала размножает СВЧ-сигнал имитатора на четыре одинаковых сигнала, соответствующих четырем СВЧ-входам НМ.Имитатор ЦВМ КА обеспечивает поддержку интерфейса MIL-1553 НМ вчасти управления НМ и навигационной поддержки, а также осуществляетприем информации от НМ, ее предварительную обработку и отображение наэкране оператора и запись принимаемой информации в файлы для последующей обработки и анализа.Имитатор ЦВМ КА обеспечивает поддержку интерфейса MIL-1553 НМ вчасти управления НМ и навигацию, а также осуществляет прием информацииот НМ, ее предварительную обработку и отображение на экране оператора.Принимаемая информация также записывается в файлы для последующейобработки и анализа.Отработка ПО ПМ осуществляется путем задания различных режимовработы ПМ от имитатора ЦВМ КА, моделирования различных режимов полета КА при различных альманахахGPSи ГЛОНАСС.
Выявление ошибокПО ПМ проводят посредством анализа данных НМ как непосредственно впроцессе моделирования, так и по результатам постобработки накопленных вимитаторе ЦВМ КА файлов.Рассмотренное выше рабочее место отработки ПО АСН-К обеспечиваетотработку ПО НМ, относящегося к решению задач навигации ЦМ КА. Но одной из задач АСН-К является проведение сближения КА с МКС. Отработкаэтой части ПО требует реализации более сложной структуры рабочего места(рис.6.9).Имитатор сигналовGPS- ГЛОНАСССВЧ-сигналы КАСВЧ-сигналы МКСдедеСВЧ-сигналыНМКАiРис.!СВЧ-сигн ал ыНМ МКСМIL-\55 3МIL-\55 3iИмитаторИмитаторЦВМК АБВС МКС6.9.Структурная схема автономного рабочего места отработки ПО сближения КА с МКС6.2.
Этапы и методы отработки ПО АСН космического назначения307Программное обеспечение режима сближения состоит из двух частей-ПО активного и пассивного КА. Поэтому для отработки ПО сближения необходимо одновременно моделировать работу обоих ПО.
В этом случае имитатор сигналов GРS-ГЛОНАСС должен одновременно моделировать движениедвух КА. В имитаторе сигналов GРS-ГЛОНАССGSS6700фирмыSPIRENTреализована такая возможность. В имитатор могут быть заложены орбиты ифайлы ориентации двух КА. По двум разным СВЧ-выходам имитатор можетформировать СВЧ-сигналы, соответствующие сигналам, принимаемым антеннами АСН этих двух КА.
На ДС каждый СВЧ-сигнал имитатора делитсяна четыре сигнала, поступающих на соответствующие входы НМ активного ипассивного КА (например, МКС). Каждый из двух НМ подключен через интерфейск имитаторам ЦВМ КА и БВС МКС соответственно, котоMIL-1553рые поддерживают интерфейсыMIL-1553соответствующих НМ в частиуправления НМ, а также приема и накопления информации от НМ. Так же,как и при отработке ПО навигации АСН-К, отработка ПО сближения осуществляется путем задания различных режимов работы ПМ от имитаторовЦВМ КА и БВС МКС, моделирования режимов полета КА и МКС при различных альманахахGPSи ГЛОНАСС. Выявление ошибок ПО проводят посредством анализа данных обоих НМ как непосредственно в процессе моделирования, так и по результатам постобработки накопленных в имитаторахЦВМ и БВС файлов.Еще одной из основных задач АСН является определение ориентацииКА. Кватернион текущей ориентации КА оценивается в НМ по результатамобработки сигналов от нескольких антенн.
В АСН-К предусмотрено четыреантенны, сигналы которых поступают в НМ, поэтому для отработки ПОориентации необходимо формировать или имитировать сигналы от четырехантенн АСН, установленных наКА.Ксожалению,сегоднянесуществует имитаторов сигналовGРS-ГЛОНАСС,четыреСВЧ-сигналформирующихнезависимыхСВЧвыхода. Поэтому отработка ПОориентациивыполняетсяпользованиемчетырехсСВЧ-сигналисреальныхантенн,установленныхленнымобразом,НМКАопреденапример,накрыше здания, где оборудованорабочееАнтенныместоотработкипринимаютреальных НС,МIL- 1 553ПО.сигналыпередаваемых поИмитатор ЦВМ КАСВЧ-кабелям в НМ АСН. Структурная схема такого рабочего меРис.старабочего места отработки ПО ориентацииотработкиПОприведена на рис.ориентации6.10.КА6.10.Структурная схема автономногоГлава3086.
Проектирование, разработка и наземные испытания АСН...HMGОднако такое рабочее место позволяетRS -422tпроверить•сигналы,ИмитатормпвчастичнуюформируемыеустановленнымиЗемли,ненаантеннами,поверхностисоответствуют сигналамантенн, установленных на КА. Попмэтому большая часть ПО ориентации,•t MJL-155 3учитывающаяспецификукосмического полета, не может быть отработана на указанном рабочем месте.Для обеспечения возможности отраiботки этой части ПО ориентации вИмитатор ЦВМ КАНМ АСН-К предусмотрен технологическийРис.лишьотработку ПО ориентации, так как6.11.Структурная схема автономного рабочего места отработки ПО ориентации КА с использованием имитатора МПВвход,позволяющийключать имитатор МПВподк процессорному модулю НМ по интерфейсуRS-422.Структурнаясхематакогорабочего места показана на рис.6.11.В этом случае сигналы реальногоМПВ заменяются на сигналы имитатора МПВ, который формирует измеряемые параметры МПВ, соответствующие реальной лётной обстановке.
Имитатор МПВ может моделировать любойрежим полета КА и работу АСН при любых альманахах НСGPS и ГЛОНАСС.Рассматриваемая схема оказывается очень удобной для отработки нетолько ПО ориентации, но и ПО ПМ в целом, включая ПО сближения. Однако недостатком схемы является то, что в ней используется не реальный МПВ,а его имитатор. К тому же имитатор МПВ подключен к ПМ не по штатномувходуRS-422, а по технологическому.
Тем не менее в совокупности обе рассмотренные схемы обеспечивают достаточно высокий уровень отработки ПОориентации. Первая схема проверяет ПО с использованием реальных сигналов НС и данных реального МПВ, вторая-позволяет проверить часть ПО,для которой существенным является имитация условий реального полета.После завершения автономной отработки ПО проводятся комплексныефункциональные испытания АСН, в которых проверяется функционированиеАСН в составе реального бортового комплекса управления изделием.6.3.Комплексные наземныефункциональные испытания АСНЦелью комплексных наземных функциональных испытаний АСН является проверка ее функционирования и обеспечения решения функциональныхзадач совместно с реальными системами КА.
При автономных испытаниях,например, энергопитание осуществлялось не от штатной системы энерго-6.3. Комплексные наземные функционшzьные испытанияАСН309снабжения КА, а от автономного источника питания, характеристики которого могут существенно отличаться от характеристик штатной системы. Прикомплексных испытаниях АСН работает совместно с реальной ЦВМ КА,в которой установлено реальное штатное ПО ЦВМ КА.Обычно проводятся комплексные функциональные испытания двух видов: в составе наземного комплекса отработки (НКО) бортового комплексауправления (БКУ) КА и испытания в составе изделия.ИспытаIШЯ АСН в составе НКО БКУ КА является основным этапом наземных функциональных испытаний. Их целью являются проверка всех режимовработы АСН в условиях максимально приближенных к функциональным условиям реального полета КА.
Главным отличием испьпаний в составе НКО БКУявляется то, что здесь вместо имитатора ЦВМ КА используется реальная ЦВМКА с реальным программным обеспечением. При этом к ЦВМ КА подключеналибо реальная аппаратура БКУ, либо модели этой аппаратуры. Пример структурной схемы НКО БКУ при испытаниях АСН приведен на рис.6.12.Имитатор сигналов i---X_,_V_,Q~GPS- ГЛОНАСС!СВЧ сигнал-деСВЧ - сигналыНМАСН-КМIL- 1553СистемаконтроляЦВМКАЦВМКАМJL-1553Модель КАи егоаппаратурыРис.6.12.Структурная схема НКО БКУ КА при комплексных испытаниях АСН-К в режиме навигации31 ОГлава6.
Проектирование, разработка и наземные испытания А СН...При испытаниях АСН-К в составе НКО БКУ КА НМ АСН-К по интерфейсуMIL-1553подключен к реальной ЦВМ КА, осуществляющей информационный обмен с АСН-К по штатной циклограмме, формируемой штатнымПО ЦВМ. К ЦВМ КА подключена система контроля ЦВМ КА, позволяющаяосуществлять управление работой ЦВМ и контролировать ее состояние.ЦВМ КА также по интерфейсуMIL-1553подключена к моделям датчиковойаппаратуры и модели КА, определяющим орбиту и ориентацию КА. Векторсостояния КА из модели КА по интерфейсуEthernetпередается в имитаторGРS-ГЛОНАСС. Такая возможность также реализована в имитаторефирмыSPIRENT.GSS6700В соответствии с принятым вектором состояния имитаторGРS-ГЛОНАСС формирует СВЧ-сигнал, соответствующий сигналу, принимаемому антенной КА в моделируемых условиях полета. Этот сигнал обрабатывается в АСН-К, формирующей массивы данных, соответствующих данным, формируемым в моделируемых условиях полета.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
