摘要：随着对地观测有效载荷种类的增加和成像分辨率的提高,其数据量和数据率大幅增加,对数据处理和传输系统提出了更高的要求。为了解决有效载荷信息处理的瓶颈,本文提出一种基于数据路由的星载高速数据处理技术,实现对海量高速数据的采集、压缩、存储和传输,并通过系统内部的高速数据总线,结合基于CCSDS AOS的网络层协议,实现从各载荷到存储单元、处理单元、CCSDS下行网关以及各单元之间的高速数据流交换。通过对数据路由的热备设计,数据流可进行自动或根据指令要求路由,提高了系统设计的可靠性。通过搭建原理验证系统,验证了高速总线、数据压缩、大容量存储以及数据复接几个关键技术的可行性,为后续空间应用任务奠定了基础。

摘要：针对SRIO交换系统在航天等高可靠环境中应用时所遇到的可靠性问题,研究了其冗余备份机制。根据SRIO交换结构的特点,首先对系统中的各个组成部件进行分析,并设定了一个简化的系统模型。通过对几种不同的冗余备份机制可靠性的计算和分析比较,总结了SRIO交换系统冗余备份机制的一些设计原则。最后描述了冗余备份机制在一台数据处理设备中的具体实现情况,从而说明了所提出的冗余备份机制的合理性和有效性。

摘要：基于视线测量的航天器相对导航精度会受到相对轨迹形状和滤波算法设计等因素的共同影响。以低轨卫星近距离编队飞行为任务背景,设计了环航飞行、共面漂移和共线保持3种不同轨迹的相对运动模式。对3种模式建立了基于星间非线性相对运动模型的系统状态方程,并引入了J2项地球非球形摄动力的影响;建立了基于视线测量的观测方程,观测量包括星间相对距离、相对俯仰角和相对航向角。结合系统模型和观测模型均为高斯分布的非平稳随机过程的特点,分别在上述3种模式下设计了基于扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)和无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)的相对导航滤波算法,对各自的相对运动轨迹进行了数值仿真,并在半物理硬件环境下进行了验证,分析了不同模式下EKF和UKF对于高斯非平稳随机过程的估计精度和稳定性,并结合EKF和UKF的运算复杂度,提出了3种相对运动模式下的滤波器优选方案,对工程设计提供了理论参考。

摘要：面向嵌入式实时系统中,任务非抢占式实时容错调度问题,得出了任务能够容忍一次故障的条件,以及能够容忍的故障间隔条件;其次,为了减少任务的等待时间,分别在EDF、RM算法中增加了任务可重复次数的判断条件,在相同等待时间或最终期限下,可重复次数少的任务具有较高的优先级。仿真结果显示,基于RM改进的容错算法NP-PBOR-FT性能较好,平均任务失效率比NP-EDF-FT算法降低了44.19%,比NP-RM-FT算法降低了45.87%,比NP-DBOR-FT算法降低了4.43%,任务等待时间比NP-EDF-FT算法降低了60.54%,比NP-RM-FT算法降低了48.09%,比NP-DBOR-FT算法降低了4.09%;最后,利用设计的NP-PBOR-FT算法,完成实际系统中非抢占式任务的容错调度,采用故障注入的方法,对系统进行了验证,结果表明系统满足实时性以及容错要求。

摘要：面向非抢占式任务实时调度问题,根据不同的故障间隔,推导出任务集合需要满足的条件.根据任务的可重复执行次数,分别设计了非抢占式固定优先级容错(NP-FP-FT)以及动态优先级容错(NP-DP-FT)调度算法,并与非抢占式最早期限优先容错(NP-EDF-FT)、非抢占式单调速率容错(NP-RM-FT)调度算法进行了对比分析.结果显示,采用非抢占式固定优先级算法调度的任务集合具有最低的任务失效率.

摘要：针对步进电机启动时会造成丢步、停止时会发生过冲的问题,提出了一种采用FPGA实现步进电机速度控制的方法,建立了步进电机驱动控制系统。该系统采用"软启软停"算法实现步进电机速度控制,可防止丢步和过冲,提高工作频率;并且实现步进电机上电复位功能和掉电检测功能,可防止上电误操作。整个系统通过网络进行通信,实现了网络化管理。最后将此步进电机驱动控制系统应用于光学系统中,应用结果表明了该方法的可行性。

摘要：MIL-STD-1553B总线标准及技术尽管较成熟,但设计、调试、使用过程中仍然容易出现由于非标准连接导致的总线层故障。为此首先分析了正常1553B总线耦合器连接方式通信时,总线上的输入输出电压、输入输出阻抗及其等效电路等硬件特性,然后对非标准1553B总线连接方式,包括隔离器、短截线、匹配电阻、耦合器非标准连接的情况进行了硬件特性分析及测试。结果表明,1553B不同总线连接导致的故障将使通信性能下降、波形畸变或过压致芯片损坏。本文对使用1553B总线的设计人员、测试人员有一定的指导意义。

摘要：介绍了机载视频记录仪中针对PowerPC+DSP双处理器构架,利用DSP提供的HPI硬件接口实现数据通信的一种方法;首先,重点设计了PowerPC端基于VxWorks实时操作系统的HPI驱动程序;然后,实现了DSP端在DSP/BIOS操作系统下的HPI数据收发程序,并且分别给出两种驱动的软件流程图;通过该通信方式进行产品测试,成功实现了压缩视频数据的实时传输,并达到了较高的带宽。

摘要：对卫星姿控仿真测试系统的设计需求进行分析和整理,设计和实现一种采用CPCI总线、基于分层模块化的可重构的卫星姿控仿真测试系统,该系统完成了在差异较大的2个型号卫星姿控的仿真测试。仿真实验结果表明,该系统具有应用灵活、通用性和扩展性强等特点。

摘要：随着航空电子技术的发展,现在的航电主网络MIL-STD-1553B,其1Mbps带宽越来越不能满足高速数据交换的需求,以光纤通道来替代现有的航电网络成为重要的发展趋势,为实现系统的平稳升级,需要兼容传统的1553B设备;重点介绍了光纤通道与MIL-STD-1553B桥接的主要技术,并且给出了光纤通道兼容MIL-STD-1553B设备的软硬件设计方案,搭建了基于FPGA+HOLT1575的软硬件平台,验证了桥接设计方案的正确性与可行性,为MIL-STD-1553B总线到高速光纤网络的过度提供了设计参考。