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卫星测控信息流数字化工作——航天科技五院

五院测控信息辅助设计系统投入应用

2015年09月02日    

       今年是五院通信卫星事业部卫星发射高峰年,为了圆满完成各型号研制任务,该部于近日利用测控信息辅助设计系统,首次全面完成了两个发射型号产品的测控信息流数字化工作。

  测控信息辅助设计系统是一个涵盖单机厂所设计师、型号总体设计人员以及航天器用户的协同开发平台。该平台充分继承了传统测控信息设计的经验,实现了计算机的辅助设计,优化了星上测控资源的配置,提高了整星指令、遥测设计的效率和数据传递过程中的一致性,并有效解决了传统航天器测控信息流设计基本以人工手动设计为主、信息化程度低、测控信息的设计输出文件格式多样、信息检索困难、重复性和机械性工作量大等诸多问题。

  通过该系统对测控信息的数字化管理,卫星各分系统测控信息数据校对工作量明显减少,数据可减少30%以上,从而提高了发射型号产品的研制效率、缩短了进场时间。

  通过测控信息统一管理、更改记录的历史管理,该部解决了测控数据一致性的问题,保证了测控信息的有效性,避免了多版本混乱等问题的出现。同时,通过信息化集中管理测控数据,该系统实现了参数、指令的全方位管理。

  如今,该部设计师不必再翻阅纸质文件,只需利用电子索引,便可以轻松地获得全部相关参数信息,极大地提高了飞控阶段的工作效率,减少了人员投入。在飞控期间,该部过去至少需要两人对测控数据进行版本更新和比对工作;利用测控信息辅助设计系统后,就可以直接导出最新版本数据,且无需比对。

  目前,该部正在进行测控信息流顶层设计和测控信息流程控制的策划,从顶层规划测控信息设计工作。


从“人工”向“数字”的华丽转型 

庞丹 杨易

        近日,随着高分八号卫星飞控任务的圆满收官,中国航天科技集团公司五院总体部历时5年研发的总计41万行的“卫星测控信息流协同设计系统”代码在遥感领域首次完成全流程应用验证。

        自此遥感卫星信息流设计模式取得新突破,实现了从“人工设计”向“数字设计”的华丽转型。

        近年来,为有效提升星载软件的开发效率,避免设计错误,中国航天科技集团公司五院总体部借助信息化手段,以遥感领域卫星为例,策划开展卫星测控信息流协同设计工作。

        早在2011年,该部遥感中心的研发队伍提出了“卫星测控信息流协同设计系统”方案,此时正值高分八号卫星方案阶段。对此,该部成立以遥感中心、电子工程技术研究室、信息中心和航天器测试中心的设计师组成的研发团队,以高分八号为依托开展了长达5年的艰难开发。

        万事开头难。为规范总体设计流程,总体部研发团队通力合作,将规范化的设计流程、设计模板纳入到“卫星测控信息流协同设计系统”,从而自动化地输出了“遥测参数表”、“遥测大纲”、“遥测处理方法与判读准则”等总体设计文件,为星载软件提供了标准化设计输入。

        通过流程的规范,该部研发团队有效地提升了星载软件的开发效率,在一定程度上避免了遥测组包、指令编码的设计错误,实现了总体设计与星载软件设计信息化整合。

        2012年,在高分八号卫星进入初样研制阶段后,研发团队将研究重点放在了总体设计与AIT系统的接口规范问题上,将遥测信息、遥测参数处理方法及相关系数等信息自动导入AIT测试数据库。

        这一创新改变了在传统研制模式下,总体将设计文档传递给测试中心、测试准备过程数据录入工作量大、差错多的工程难题,显著缩短了测试准备时间。

        此外,作为面向用户的总体设计系统,研发团队与用户合作,制定了卫星系统与运控系统的指令接口规范。

        随后,卫星系统将测试验证的“专家知识数据库”部署到用户单位,将高分八号指令模板复核时间由2个小时降低到1秒钟,避免了指令校核不到位可能引发的在轨质量事故。

        今年,在高分八号进入紧张的发射阶段期间,如何将总体设计与用户测控系统有机整合又成为摆在研发队伍面前的难题。

        为此,总体部研发团队与用户单位联合攻关,制定出卫星系统与测控系统的遥测接口规范。卫星系统将AIT测试数据库直接写入测控系统数据库,节省了设计人员在遥测复核工作上的大量时间,避免了飞控阶段遥测处理错误导致的低层次质量问题,最终实现了2015年发射任务的“开门红”。

        随着在高分八号卫星上的成功应用,该部开发的“卫星测控信息流协同设计系统”首次实现了在数字化领域总体设计和星载软件设计、AIT测试系、运控系统、测控系统的互联互通,规范了各系统接口和设计流程,有效地避免了“人工设计”带来的设计错误,提高了总体设计的效率。

        这一研究成果取得了4项专利、4项软件著作权的可喜成果,研发队伍也从最初的4人逐渐壮大到数十人。

        后续,该部还将在遥感领域总结“协同设计系统”在高分八号上的应用经验,制定通用的设计规范以及卫星与大系统数字化接口规范,建立总体、AIT测试、测控系统、运控系统互联互通的“信息高速公路”,将系统集成过程中形成的“知识模型”无缝传递给相关用户,将卫星“纯硬件产品”研制模式变革为“硬件产品+知识服务”研制模式,力求进一步提升遥感卫星的在轨操控能力和故障维护能力,并努力将该系统应用扩展到后续遥感卫星的设计中。

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