深空探测自主管理器地面测试系统研制
发布时间:2018-01-09 04:07
本文关键词:深空探测自主管理器地面测试系统研制 出处:《哈尔滨工业大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:自主管理器作为深空探测器的核心系统,主要实现了整个探测器的任务规划、调度和数据管理,其在轨运行的可靠性决定了整个深空探测任务的成败。为保障自主管理器的可靠性,在自主管理器研制过程中需要对其进行全面的测试与验证。本文研制的深空探测自主管理器地面测试系统为实现自主管理器PCM遥控功能、BPSK遥测功能、数传基带数据传输功能和载荷数据管理功能的测试提供了保障。本文首先分析了自主管理器的实际测试需求,并考虑地面测试系统的扩展性,确定了PXIPXIe的设计架构,根据设计要求中的接口类型和功能,将测试系统划分为遥控和数传模块、BPSK遥测模块和载荷数据模拟模块。其中,遥控和数传模块采用SRAM乒乓缓存技术实现了数传数据的缓存,使用PCI 9054接口芯片实现了PXI总线高速数据传输;BPSK遥测模块为Flex RIO可重构仪器模块,通过在Lab VIEW软件中实现了基于Costas环的BPSK信号载波同步以及基于Gardner算法的位定时同步,并利用Flex RIO的FPGA重构技术在该模块上实现了上述两种环路,完成了BPSK遥测信号的数字解调和接收;载荷数据模拟模块采用4片8GB容量的CF卡实现了大容量载荷数据的存储,采用基于Avalon总线的PCI接口技术实现了载荷数据的DMA突发加载。然后利用NI VISA为各硬件模块开发了Windows 7系统下的PXI驱动。最后在Lab VIEW中基于生产者-消费者架构编写了上位机控制软件,同时在软件中实现了符合CCSDS 131.0-B-2规范的RS级联卷积解码。测试与验证结果表明地面测试系统能够很好的满足自主管理器PCM遥控、BPSK遥测、数传基带数据传输和载荷数据管理功能的测试需求,且该地面测试系统具有较好的通用性与扩展性。本文研制的地面测试系统已经成功运用于某深空探测自主管理器的对接调试和测试中。
[Abstract]:Independent management as the core system of deep space probe, mainly realizes the whole spacecraft mission planning, scheduling and data management, its orbit reliability determines the deep space exploration mission success. For ensuring reliability of autonomic manager, in the process of development of independent management is the need for testing and verification of its comprehensive. The deep space Autonomous management of ground testing system developed in this paper for the realization of independent manager PCM BPSK remote control, telemetry, digital baseband data transmission function and load data management function test to provide a guarantee. This paper first analyzes the actual needs of independent test manager, and consider the scalability of the ground testing system. The design of PXIPXIe architecture, interface types and functions according to design requirements, the test system is divided into remote control and data transmission module, BPSK module and load telemetry The data simulation module. The remote control and data transmission module to realize the data transmission of data cache using SRAM ping-pong cache technology, using PCI 9054 interface chip to achieve high-speed data transmission of PXI bus; BPSK telemetry module reconfigurable instrument module for Flex RIO, through the Lab VIEW software is based on BPSK signal carrier synchronization loop Costas and based on a timing synchronization algorithm of Gardner, and the module realizes the two loop using FPGA Flex RIO reconstruction technology, complete digital demodulation of BPSK telemetry signal and receiving data; load simulation module with 4 8GB capacity CF card to achieve a large capacity data storage load, using PCI interface technology Avalon bus realizes sudden load data based on DMA. Then using NI VISA as the hardware module Windows 7 system under the PXI driver. The last Lab in VIEW based on production The consumer - architecture of PC control software, at the same time in the software to achieve the RS decoding CCSDS 131.0-B-2 concatenated convolutional codes. Test and verification results show that the ground test system can well meet the independent manager PCM BPSK remote control, telemetry, test requirement digital baseband data transmission and load data management function, and the ground test system has good versatility and expansibility. The ground test system developed in this paper has been successfully applied to a deep space autonomous docking manager debugging and testing.
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:V556
【参考文献】
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,本文编号:1399907
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