元勇 趙元清 李佳寧 董振輝 穆強(qiáng)

(北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部,北京 100094)

衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息鏈[1]是指以衛(wèi)星數(shù)據(jù)為中心,包含任務(wù)管控、信道收發(fā)、信息處理、分發(fā)傳輸、終端應(yīng)用等環(huán)節(jié)的信息鏈路,衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息鏈設(shè)計(jì)是衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)[2]的關(guān)鍵部分。硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡(HXMT)衛(wèi)星以高時(shí)間分辨率、快速機(jī)動(dòng)成像、多樣化姿態(tài)模式、有效載荷長(zhǎng)期加電工作等特點(diǎn)對(duì)衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息鏈系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。

按照數(shù)據(jù)信息的作用劃分,衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息鏈傳輸?shù)膬?nèi)容一般分為3類:①用于維護(hù)衛(wèi)星工作狀態(tài),完成載荷任務(wù)的控制類信息,包括遙控指令、衛(wèi)星時(shí)間數(shù)據(jù)等;②用于監(jiān)控衛(wèi)星健康狀態(tài)的遙測(cè)數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù);③星上有效載荷設(shè)備產(chǎn)生的觀測(cè)數(shù)據(jù),包括科學(xué)數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)。

對(duì)于不同的數(shù)據(jù)信息,其數(shù)據(jù)率、信息鏈傳遞路徑、對(duì)傳輸要求的實(shí)時(shí)性也各不相同,本文在分析硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡(HXMT)衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息交互需求的基礎(chǔ)上,根據(jù)數(shù)據(jù)信源、信宿的特點(diǎn),充分利用當(dāng)前遙感衛(wèi)星平臺(tái)[3]資源,建立了以星上中央處理單元(CTU)為核心,適用于復(fù)雜載荷任務(wù)的數(shù)據(jù)信息鏈系統(tǒng)。數(shù)據(jù)信息鏈系統(tǒng)采用二級(jí)分布式拓?fù)浣涌?CTU和星上各總線終端通過(guò)一套雙冗余的串行數(shù)據(jù)總線(SDB)實(shí)現(xiàn)控制類信息和輔助數(shù)據(jù)傳遞,有效載荷觀測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)設(shè)備間的低壓差分信號(hào)接口(LVDS)電纜傳輸。CTU作為整個(gè)信息鏈系統(tǒng)的控制核心,根據(jù)衛(wèi)星觀測(cè)模式和載荷任務(wù),采取相應(yīng)的調(diào)度策略,實(shí)現(xiàn)星上數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)實(shí)時(shí)、高效地運(yùn)行。

1 衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息需求分析

1.1 衛(wèi)星特點(diǎn)

HXMT衛(wèi)星作為中國(guó)第一顆大型X射線天文衛(wèi)星,相比傳統(tǒng)對(duì)地傳輸遙感衛(wèi)星具有以下特點(diǎn):

(1)通過(guò)載荷光軸對(duì)天指向來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)眾多天體目標(biāo)和現(xiàn)象高質(zhì)量的科學(xué)觀測(cè),衛(wèi)星對(duì)天慣性定向觀測(cè),觀測(cè)目標(biāo)遍布整個(gè)天球,衛(wèi)星在過(guò)境弧段無(wú)固定對(duì)地面。

(2)衛(wèi)星包括4種主要觀測(cè)模式,巡天觀測(cè)模式、小天區(qū)觀測(cè)模式、定點(diǎn)觀測(cè)模式和伽馬暴觀測(cè)模式,對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)控制要求高,要求衛(wèi)星可隨時(shí)根據(jù)觀測(cè)目標(biāo)的變化在4種主要觀測(cè)模式之間快速、準(zhǔn)確地切換。

(3)衛(wèi)星自主安全管理要求高,除了常規(guī)入軌段程控、蓄電池放電管理、整星轉(zhuǎn)最小能源管理等,由于衛(wèi)星姿態(tài)的不確定性和有效載荷對(duì)工作環(huán)境要求的苛刻性,還需增加南大西洋異常區(qū)載荷安全保護(hù)、載荷溫度異常升高自主判定、數(shù)傳天線自主切換控制等功能,對(duì)衛(wèi)星時(shí)間實(shí)時(shí)性和同步性提出了更高的要求。

(4)衛(wèi)星有效載荷為長(zhǎng)期加電工作模式,有效載荷每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量為350 Gbit,對(duì)衛(wèi)星有效載荷數(shù)據(jù)長(zhǎng)期、持續(xù)傳輸穩(wěn)定性要求高。

1.2 衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息需求

根據(jù)HXMT衛(wèi)星觀測(cè)模式和載荷任務(wù)需求,梳理出衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息需求,如表1所示。

表1 衛(wèi)星信息需求Table 1 Information flow requirements

(1)上行遙控?cái)?shù)據(jù)。由地面產(chǎn)生,通過(guò)測(cè)控通道傳送至衛(wèi)星,經(jīng)測(cè)控應(yīng)答機(jī)接收、解調(diào)后送衛(wèi)星CTU解析,CTU根據(jù)解析結(jié)果通過(guò)總線發(fā)送給各用戶終端。此類信息與衛(wèi)星任務(wù)甚至整星安全直接相關(guān),對(duì)信息鏈的實(shí)時(shí)性要求很高。衛(wèi)星上行遙控?cái)?shù)據(jù)率不超過(guò)2 kbit/s。

(2)下行遙測(cè)數(shù)據(jù)。星上CTU首先通過(guò)總線獲取整星遙測(cè)數(shù)據(jù),采用國(guó)際空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(huì)(CCSDS)高級(jí)在軌系統(tǒng)(Advanced Orbiting Systems,AOS)所規(guī)定的體制,形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)流通過(guò)測(cè)控信道下傳。此類信息與衛(wèi)星健康狀態(tài)直接相關(guān),對(duì)信息鏈路的可靠性、實(shí)時(shí)性要求高,衛(wèi)星遙測(cè)數(shù)據(jù)傳輸速率不超過(guò)4096 bit/s。

(3)衛(wèi)星時(shí)間數(shù)據(jù):包括CTU時(shí)間、GPS秒脈沖、秒脈沖整秒時(shí)刻、校時(shí)時(shí)差等。此類信息是實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星時(shí)間系統(tǒng)同步、保證載荷任務(wù)順利實(shí)施的關(guān)鍵,設(shè)計(jì)過(guò)程中在保證信息傳遞鏈路高實(shí)時(shí)性和同步性的同時(shí),還要考慮冗余、容錯(cuò)設(shè)計(jì)。衛(wèi)星時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸速率不超過(guò)192 bit/s。

(4)衛(wèi)星輔助數(shù)據(jù)。包括GPS定位、定軌數(shù)據(jù)、GPS原始測(cè)量數(shù)據(jù)等。此類信息用于地面精密定軌、載荷數(shù)據(jù)高精度解析,設(shè)計(jì)過(guò)程中重點(diǎn)需要考慮數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)的完整性。衛(wèi)星輔助數(shù)據(jù)傳輸速率不超過(guò)2608 bit/s。

(5)載荷觀測(cè)數(shù)據(jù)。包括高能、中能和低能望遠(yuǎn)鏡科學(xué)數(shù)據(jù)和工程數(shù)據(jù)。其中科學(xué)數(shù)據(jù)傳輸速率高,需要采用大容量存儲(chǔ)設(shè)備和專用的傳輸通道,工程數(shù)據(jù)傳輸速率較低,重點(diǎn)需要考慮數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?。載荷科學(xué)數(shù)據(jù)傳輸速率不超過(guò)20 Mbit/s,工程數(shù)據(jù)傳輸速率不超過(guò)3252 bit/s。

2 衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息鏈設(shè)計(jì)

針對(duì)第1節(jié)的數(shù)據(jù)信息需求分析結(jié)果,在衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息鏈系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,充分利用現(xiàn)有衛(wèi)星平臺(tái)的成熟技術(shù),根據(jù)不同的數(shù)據(jù)信息類型和傳輸速率,選擇合適的信息鏈路。衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息鏈系統(tǒng)包括遙控遙測(cè)信息鏈、衛(wèi)星時(shí)間同步信息鏈和衛(wèi)星載荷數(shù)據(jù)鏈3部分,衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息鏈系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 HXMT衛(wèi)星信息鏈系統(tǒng)Fig.1 Information chain system of HXMT satellite

對(duì)于遙測(cè)遙控類和時(shí)間類數(shù)據(jù),其數(shù)據(jù)傳輸速率不高,對(duì)傳輸實(shí)時(shí)性和可靠性要求高,在設(shè)計(jì)時(shí)選用當(dāng)前國(guó)內(nèi)成熟的1553B總線作為信息傳輸鏈路,采用熱冗余的A、B雙總線;對(duì)于輔助類數(shù)據(jù)和載荷工程數(shù)據(jù),考慮到其信源設(shè)備與1553B總線有接口,同時(shí)數(shù)據(jù)率較低,為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?同樣采用1553B總線作為信息傳輸鏈路。

對(duì)于載荷科學(xué)數(shù)據(jù),由于數(shù)據(jù)傳輸速率比較高,需要采用專用的傳輸通道。當(dāng)前國(guó)內(nèi)衛(wèi)星比較成熟的高速數(shù)據(jù)傳輸接口包括TLK2711高速串行接口和LVDS接口,其中TLK2711接口傳輸速率最高可達(dá)2 Gbit/s,LVDS接口在電纜長(zhǎng)度不超過(guò)10 m時(shí)傳輸速率可達(dá)400 Mbit/s。綜合考慮載荷科學(xué)數(shù)據(jù)率不超過(guò)20 Mbit/s,同時(shí)信源由多臺(tái)載荷設(shè)備組成,選擇采用LVDS電纜作為科學(xué)數(shù)據(jù)傳輸鏈路。

綜上,HXMT衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息鏈系統(tǒng)采用二級(jí)分布式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),形成設(shè)備和部件的分級(jí)處理模式,以降低數(shù)據(jù)信息傳遞接口的復(fù)雜度。主干結(jié)構(gòu)基于1553B總線,以CTU為總線控制器,依據(jù)載荷任務(wù),分時(shí)調(diào)度[4]、傳輸控制類信息;載荷設(shè)備在控制指令的操控和驅(qū)動(dòng)下,通過(guò)LVDS接口傳輸載荷科學(xué)數(shù)據(jù)。通過(guò)1553B總線傳輸?shù)目倲?shù)據(jù)率不超過(guò)200 kbit/s,相比總線傳輸?shù)臉?biāo)稱速率1 Mbit/s,系統(tǒng)設(shè)計(jì)余量不低于80%。

2.1 遙控遙測(cè)信息鏈

衛(wèi)星遙控遙測(cè)信息鏈由星上測(cè)控分系統(tǒng)和數(shù)管分系統(tǒng)共同完成,測(cè)控USB應(yīng)答機(jī)通過(guò)測(cè)控信道接收遙控射頻信號(hào),解調(diào)后的信息送CTU進(jìn)行解析、分發(fā)處理;CTU通過(guò)采集遙測(cè)信息,經(jīng)組幀處理后送測(cè)控USB應(yīng)答機(jī)下傳地面。衛(wèi)星遙控遙測(cè)信息鏈如圖2所示。

圖2 HXMT衛(wèi)星上下行測(cè)控信息鏈Fig.2 HXMT satellite TT&C information chain

2.1.1 遙控信息鏈

測(cè)控USB接收機(jī)首先將解調(diào)后遙控上行信號(hào)送遙控單元(TCU),TCU通過(guò)串口把解調(diào)出的遙控?cái)?shù)據(jù)送CTU,CTU根據(jù)數(shù)據(jù)類型和內(nèi)容通過(guò)總線發(fā)至不同的用戶終端。

2.1.2 遙測(cè)信息鏈及信道調(diào)度機(jī)制

CTU通過(guò)總線采集遙測(cè)數(shù)據(jù),生成符合AOS標(biāo)準(zhǔn)的遙測(cè)幀,送測(cè)控USB發(fā)射機(jī)下傳地面。AOS遙測(cè)幀的組織調(diào)度與下傳,采用虛擬信道(VC)和包信道兩級(jí)調(diào)度機(jī)制,通過(guò)虛擬信道的動(dòng)態(tài)調(diào)度機(jī)制[5],實(shí)現(xiàn)對(duì)同一物理信道的多路復(fù)用,具體說(shuō)明如下:

1)一級(jí)調(diào)度機(jī)制

一級(jí)調(diào)度機(jī)制為VC調(diào)度方式,分為2個(gè)VC:

(1)VC為010101B,組織傳輸遙測(cè)。此VC將主要占據(jù)測(cè)控物理信道,僅在地面發(fā)送內(nèi)存讀出指令的條件下,短期釋放其占用權(quán),交與另一個(gè)VC,傳輸內(nèi)存讀出數(shù)據(jù);

(2)VC為101010B,僅組織傳輸內(nèi)存讀出數(shù)據(jù)。此VC的調(diào)度受控于地面指令,每次占用測(cè)控物理信道的時(shí)間≤3 s。

2)二級(jí)調(diào)度機(jī)制

二級(jí)調(diào)度機(jī)制為VC級(jí)別下的包信道調(diào)度方式,即源包調(diào)度。依據(jù)衛(wèi)星遙測(cè)模式分別對(duì)遙測(cè)源包(E-PDU)進(jìn)行多路復(fù)用,生成多路協(xié)議數(shù)據(jù)單元(M-PDU),填充入虛擬信道數(shù)據(jù)單元(VCDU)數(shù)據(jù)單元區(qū)中。

(1)遙測(cè)源包按照遙測(cè)模式下多路周期T由小到大,排列優(yōu)先級(jí);

(2)特定模式下某遙測(cè)源包i首次填充入M-PDU數(shù)據(jù)區(qū)中,記錄此M-PDU的序列計(jì)數(shù)K,結(jié)合多路周期T,則能得出該遙測(cè)源包i會(huì)填充入哪些M-PDU數(shù)據(jù)區(qū)中(K＋n T),對(duì)于序列標(biāo)識(shí)為K＋n T(n＝0,1…)的M-PDU,該遙測(cè)源包i必須予以填充;

(3)每生成一個(gè)M-PDU,對(duì)遙測(cè)源包優(yōu)先級(jí)重新進(jìn)行排列,將下一個(gè)M-PDU按照多路周期必須填充的參數(shù)包按照優(yōu)先級(jí)進(jìn)行排列,剩余遙測(cè)源包按照優(yōu)先級(jí)排列其后;

(4)根據(jù)M-PDU數(shù)據(jù)區(qū)長(zhǎng)度,從遙測(cè)源包隊(duì)列中提取遙測(cè)源包,若數(shù)據(jù)區(qū)末尾的遙測(cè)源包E-PDU超出數(shù)據(jù)區(qū)長(zhǎng)度,順序填入下一個(gè)M-PDU數(shù)據(jù)區(qū)中。

2.2 高精度時(shí)間同步信息鏈

HXMT衛(wèi)星有效載荷包括高能、中能和低能望遠(yuǎn)鏡,高能望遠(yuǎn)鏡實(shí)現(xiàn)20～250 ke V能區(qū)的硬X射線觀測(cè),中能望遠(yuǎn)鏡實(shí)現(xiàn)5～30 ke V能區(qū)的硬X射線觀測(cè),低能望遠(yuǎn)鏡實(shí)現(xiàn)1～15 ke V能區(qū)的硬X射線觀測(cè)。為達(dá)到上述目標(biāo),要求載荷系統(tǒng)處理一個(gè)光子事件的時(shí)間足夠短,以不致引起占用時(shí)間過(guò)長(zhǎng),經(jīng)分析,高能望遠(yuǎn)鏡的時(shí)間分辨率要高于25μs,中能和低能望遠(yuǎn)鏡的時(shí)間分辨率要高于1 ms。

為滿足載荷設(shè)備對(duì)高精度時(shí)間同步的需求,設(shè)計(jì)基于GPS秒脈沖和整秒時(shí)刻的高精度時(shí)間同步[6]信息鏈。以GPS接收機(jī)的硬件秒脈沖作為統(tǒng)一校對(duì)時(shí)間基準(zhǔn),輔以CTU通過(guò)總線實(shí)時(shí)接收并廣播CTU時(shí)間和整秒時(shí)刻,實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星時(shí)間同步。衛(wèi)星時(shí)間同步信息鏈組成如圖3所示。

圖3 衛(wèi)星時(shí)間同步信息鏈Fig.3 Time synchronization information chain

CTU通過(guò)總線每秒廣播GPS整秒時(shí)刻,有效載荷設(shè)備根據(jù)廣播的GPS整秒時(shí)刻生成本地星時(shí)整秒。高穩(wěn)定時(shí)間單元5 MHz時(shí)鐘用于驅(qū)動(dòng)有效載荷設(shè)備產(chǎn)生高精度本地計(jì)時(shí)時(shí)鐘,GPS接收機(jī)在定位的情況下通過(guò)同軸電纜每秒輸出硬件秒脈沖,有效載荷設(shè)備根據(jù)硬件秒脈沖啟動(dòng)本地時(shí)鐘計(jì)時(shí),同時(shí)通過(guò)對(duì)相鄰2個(gè)秒脈沖的計(jì)時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)鐘頻率的標(biāo)定。在考慮電纜傳輸時(shí)延的情況下,在GPS非定位的情況下,星上可保證在33 min時(shí)間內(nèi)時(shí)間精度誤差不超過(guò)10μs。

高穩(wěn)定時(shí)間單元40 k Hz信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)CTU產(chǎn)生CTU時(shí)間,CTU通過(guò)總線每秒廣播CTU時(shí)間,當(dāng)GPS秒脈沖和整秒時(shí)刻輸出異常時(shí),有效載荷設(shè)備可以用CTU時(shí)間代替本地時(shí)間,作為時(shí)間同步的備份手段。根據(jù)高穩(wěn)定時(shí)間單元晶振穩(wěn)定度、總線廣播時(shí)延、CTU軟件處理時(shí)延等指標(biāo),計(jì)算可得CTU時(shí)間精度誤差不超過(guò)5 ms。

CTU在廣播星時(shí)的同時(shí),也可以通過(guò)校時(shí)方式維護(hù)星時(shí)精度。校時(shí)方式包括地面集中校時(shí)、CTU均勻校時(shí)、GPS自主校時(shí)和GPS強(qiáng)制校時(shí)。校時(shí)一般過(guò)程為,CTU首先通過(guò)總線發(fā)送CTU時(shí)間,然后通過(guò)總線接收GPS返回的時(shí)間差,利用時(shí)間差修正自身的衛(wèi)星時(shí)間。

2.3 有效載荷數(shù)據(jù)信息鏈

當(dāng)觀測(cè)目標(biāo)為20Crab源時(shí),有效載荷每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量為350 Gbit,有效載荷科學(xué)數(shù)據(jù)和工程數(shù)據(jù)以源包形式傳遞。有效載荷數(shù)據(jù)源包[7]的傳遞路徑與數(shù)據(jù)傳輸模式有關(guān),不同的數(shù)據(jù)傳輸模式下,有效載荷數(shù)據(jù)源包的傳遞路徑也不一樣。有效載荷數(shù)據(jù)傳輸模式包括記錄模式、直傳＋記錄模式、直傳＋回放＋記錄模式。不同的數(shù)據(jù)傳輸模式下,有效載荷數(shù)據(jù)源包傳遞路徑如表2所示。

表2 載荷數(shù)據(jù)源包傳遞路徑Table 2 Payload data source package transfer path

有效載荷數(shù)據(jù)信息鏈包括載荷設(shè)備與數(shù)據(jù)處理器之間的LVDS接口鏈路、數(shù)據(jù)處理器和固態(tài)存儲(chǔ)器之間的LVDS接口鏈路、載荷設(shè)備和數(shù)傳控制單元之間1553B總線鏈路。衛(wèi)星有效載荷數(shù)據(jù)信息鏈系統(tǒng)如圖4所示。

數(shù)據(jù)處理器以LVDS接口接收高能、中能和低能望遠(yuǎn)鏡載荷數(shù)據(jù),其中高能望遠(yuǎn)鏡的高能電控箱包括3路LVDS接口,中能和低能望遠(yuǎn)鏡的電控箱各包括1路LVDS接口,各路信號(hào)均為1 bit串行傳輸,最大傳輸速率不超過(guò)20 Mbit/s。數(shù)據(jù)處理器與固態(tài)存儲(chǔ)器接口包括記錄接口和回放接口兩類,記錄和回放各包括2路LVDS接口,記錄速率30 MHz×2 bit和60 MHz×2 bit兩檔可調(diào),回放速率30 MHz×2 bit和60 MHz×2 bit兩檔可調(diào)。載荷工程數(shù)據(jù)在CTU的調(diào)度下,通過(guò)總線發(fā)送給數(shù)傳控制單元,與載荷科學(xué)數(shù)據(jù)合路后通過(guò)LVDS接口發(fā)送給固態(tài)存儲(chǔ)器。

圖4 有效載荷數(shù)據(jù)信息鏈Fig.4 Payload data information chain system

3 可靠性安全性設(shè)計(jì)

3.1 冗余設(shè)計(jì)

HXMT衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息鏈系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中,針對(duì)數(shù)據(jù)信息鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)采取了多種冗余設(shè)計(jì),提高了信息傳遞的可靠性。

(1)地面上注的指令采用指令執(zhí)行單元主備份均發(fā)送的策略。

(2)衛(wèi)星時(shí)間數(shù)據(jù)通過(guò)總線廣播時(shí),采用A、B總線交替進(jìn)行的策略,每秒廣播一次,A、B總線交替進(jìn)行。

(3)為了更好地利用A、B總線的熱冗余功能,提高系統(tǒng)的可靠性,采取了總線消息重試設(shè)計(jì)。對(duì)于遙控指令、衛(wèi)星時(shí)間、衛(wèi)星重要數(shù)據(jù)等信息,當(dāng)發(fā)送失敗時(shí),進(jìn)行消息重試,即使用冗余總線進(jìn)行一次重試。

(4)數(shù)據(jù)處理器與有效載荷之間的LVDS接口采用交叉?zhèn)浞莘绞?交叉?zhèn)浞萦捎行лd荷實(shí)現(xiàn);數(shù)據(jù)處理器與固態(tài)存儲(chǔ)器間接口采用交叉?zhèn)浞莘绞?交叉?zhèn)浞萦晒虘B(tài)存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)。

3.2 故障處理機(jī)制

針對(duì)數(shù)據(jù)信息傳遞過(guò)程中可能出現(xiàn)的總線通信故障、軟件故障和硬件故障,設(shè)計(jì)了衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息傳遞故障處理機(jī)制。

(1)CTU依據(jù)總線通信狀態(tài)與各總線終端(RT)進(jìn)行通信,如果發(fā)生RT無(wú)響應(yīng)、RT響應(yīng)超時(shí)、總線消息錯(cuò)誤的情況,則此次通訊失敗。若通訊失敗,CTU按照與RT約定的數(shù)值對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行填充。

(2)CTU每秒對(duì)各RT消息矢量字進(jìn)行查詢,并記錄總線通信的狀態(tài),當(dāng)連續(xù)10次所有終端都不通時(shí),CTU切機(jī)。

4 試驗(yàn)驗(yàn)證

HXMT衛(wèi)星研制期間,經(jīng)多次迭代開(kāi)展數(shù)據(jù)信息鏈設(shè)計(jì)工作,形成衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息鏈系統(tǒng)。為保證衛(wèi)星信息鏈系統(tǒng)設(shè)計(jì)可行,在衛(wèi)星研制各階段開(kāi)展了不同級(jí)別的測(cè)試驗(yàn)證工作,除了分系統(tǒng)單機(jī)及分系統(tǒng)內(nèi)部按照各通信協(xié)議規(guī)定的接口要求進(jìn)行測(cè)試以外,在分系統(tǒng)間還開(kāi)展了總線聯(lián)試、載荷數(shù)據(jù)接口聯(lián)試等測(cè)試項(xiàng)目,在整星層面開(kāi)展了各種模式測(cè)試,覆蓋了衛(wèi)星正常及故障工況。同時(shí)開(kāi)展了測(cè)試覆蓋性分析,確保信息鏈系統(tǒng)中所有數(shù)據(jù)信息傳遞的路徑均經(jīng)過(guò)測(cè)試驗(yàn)證。

2017年6月16日－2017年6月24日,HXMT衛(wèi)星飛控期間,地面上注指令執(zhí)行正確,地面接收衛(wèi)星下傳遙測(cè)正常;期間共進(jìn)行6次地面控制和15次星上自主控制的載荷科學(xué)數(shù)據(jù)下傳,載荷科學(xué)數(shù)據(jù)全部按預(yù)期下傳,下傳數(shù)據(jù)正確;期間衛(wèi)星使用GPS自主校時(shí),校時(shí)時(shí)差精度在－500～＋475μs之間,優(yōu)于5 ms校時(shí)精度要求。

HXMT衛(wèi)星在軌運(yùn)行結(jié)果表明,衛(wèi)星信息鏈系統(tǒng)工作正常,滿足衛(wèi)星需求。

5 結(jié)束語(yǔ)

HXMT衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息鏈系統(tǒng)設(shè)計(jì)以信息交互的實(shí)時(shí)性和可靠性為目標(biāo),信息傳遞的關(guān)鍵環(huán)節(jié)均從傳輸通道、節(jié)點(diǎn)處理、時(shí)序控制等多方面進(jìn)行設(shè)計(jì)保證。經(jīng)在軌驗(yàn)證,衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息鏈系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,滿足任務(wù)要求。HXMT衛(wèi)星采用的高實(shí)時(shí)性和可靠性數(shù)據(jù)信息鏈系統(tǒng)可供后續(xù)低軌遙感衛(wèi)星,尤其是空間科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息鏈的設(shè)計(jì)借鑒。

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