测控软件（共7篇）
测控软件 篇1
0引言
近年来航天事业飞速发展, 航天测控软件的规模和复杂程度不断增加, 该类软件质量也面临着巨大的考验, 需要对软件的质量进行客观、定量的评价。使用传统的定量分析方法难以对软件质量进行合理、全面的评价[1,2], 文章结合一个航天测控软件方面的应用实例介绍了一种可操作性强、实用的软件质量评价方法。
1软件质量度量体系
软件质量为“软件特性的总和, 软件满足规定或潜在用户需求的能力”[3]。要对软件的质量进行定量分析, 需要建立待评价软件的质量度量体系。
软件质量度量体系一般分为软件内部质量和外部质量度量体系、软件使用质量度量体系。
1.1软件内部质量和外部质量度量体系
软件内部质量和外部质量度量体系如图1所示。
外部质量和内部质量度量体系将软件质量属性划分为6个特性, 并进一步细分为若干个子特性。软件的这些特性和子特性最大可能地涵盖了其他早期质量度量体系中所有的因素, 而且彼此交叉最小。质量特性和质量子特性可以通过包含该软件的系统所提供的能力的程度从外部来测量, 可操作性强, 一般软件的评价也是基于软件的内部质量和外部质量体系。
1.2软件使用质量的度量体系
软件的使用质量包括:软件的有效性、生产率、安全性和满意度。
软件的使用质量是从用户角度看待的质量, 其度量是在真实的系统环境下进行的。由用户在特定的使用环境中测量软件产品是否达到用户要求的有效性、生产率、安全性和满意度等具体目标。
现基于软件的内部质量和外部质量体系展开对软件评价方法的介绍。
2软件质量评价方法
2.1软件质量评价原则
软件产品质量评价包括对软件 (可执行程序) 质量的评价和对相关文档的评价。
软件 (可执行程序) 的评价按照以下原则:首先按照软件测试问题的错误等级为软件的每个子特性赋值, 再按照子特性的重要程度分别加权, 得到软件的特性值, 根据软件的特性重要程度加权得到软件的量化评价结果。
相关文档的评价原则:每个文档包含若干特性, 首先根据每个特性的重要程度加权得到该文档的量化评价结果, 再根据每个文档的重要程度加权得到所有文档的总量化评价成绩。
软件产品综合质量评价:根据软件和文档的重要程度加权得到软件产品的综合量化结果。评价方法规定一个软件产品最高的质量评价结果满分为10分, 其中软件 (可执行程序) 占的比重为60%, 相关文档占的比重为40%。
2.2软件的质量评价方法
2.2.1 软件 (可执行程序) 的评价方法
将软件 (可执行程序) 的测试问题按照严重程度分为3个级别:一级错误、二级错误和三级错误。
① 软件测试量化赋值表:
软件的质量体系有若干个特性, 某特性又有若干子特性。设:
A=在评价中检测某错误级别的子特性功能数;
B=评价的某子特性功能数;
X=1-A/B其中, 0.0≤X≤1.0。
从公式可以看出, X越接近1.0, 说明软件某子特性越好。
软件测试量化赋值对照表如表1、表2、表3所示。
式中, p为某特性的权重;g为某子特性的量化测试结果。
各个软件重视的某特性的子特性不同, 有些软件只涉及功能性的某个子特性, 那些不涉及的子特性权值就设为0, 同时可以根据软件的实际应用特点对其他子特性的权值进行调整。
② 软件测试成绩:
软件测试往往要进行测试、回归测试, 重要的软件甚至要进行多轮回归测试。
设软件的单轮测试量化结果为:
G软件质量=0.4×G功能性+0.2×G可靠性+0.1×G效率性+0.1×G易用性+0.1×G维护性+0.1×G可移植性。 (3)
根据软件的不同, 以上质量特性的权值可以进行适当调整。 则定义被评价软件的测试量化结果为:
式中, P0=0;T为软件的测试次 (轮) 数;λ为常数, 此处设定为3, 指通常情况下规定的测试次 (轮) 数。
③ 遗留问题量化:
在测试的过程中有时会出现无法修改的遗留问题, 为了完善评价体系, 增加修正因子, 即遗留问题对软件的影响。规定每个问题扣0.1分, 则遗留问题对软件量化结果的影响:
Py=0.1×遗留问题数。 (5)
④ 软件总量化结果为:
P软件=Ps-Py。 (6)
2.2.2 技术文档的质量评价方法
文档是软件的一个重要组成部分。文档的评价不仅仅是对文字的校对, 还可以辅助找到更多的程序错误, 例如软件功能实现的错误、易用性不好、用户手册与程序实现不吻合等问题。在介绍的评价技术中, 主要关注软件需求说明书、软件概要设计说明书和软件操作手册。
将所有独立软件对应的软件需求说明书、软件概要设计说明书、软件的用户手册分别定义为3个集合:S1、S2、S3。
设Si中审查员j所对应的子集为Aij, dijm为审查员j对Aij中的第m个文档的打分成绩, 该审查员对Aij打分的量化结果为:
式中, dijm∈[0, 10];k为Aij中文档的数量。则Si类技术文档质量评价量化定义为:
因为软件需求说明书最重要, 所以规定技术文档的质量评价定义为:
F文档=0.4×D1+0.3× (D2+D3) 。 (9)
2.2.3 软件产品综合质量评价方法
根据软件 (可执行程序) 和文档的重要程度加权得到软件产品的综合量化结果。
软件产品质量评价总量化结果定义为:
P产品=0.6×P软件+0.4×F文档。 (10)
在实际应用中, 可以根据用户需求和软件产品的应用领域等实际情况, 考虑对各加权建议值进行调整, 以得到更加客观的软件评价量化结果。
3在航天测控软件中的应用
将本评价方法应用于某航天测控应用软件, 由于待评价软件本身的重要性, 进行了1次测试、2次回归测试共3次测试。
基于航天软件的特点, 该类软件最注重软件功能性的准确性和安全保密性, 一个计算结果的小偏差有可能引起卫星轨迹的大距离偏离轨道, 从而造成不可估量的损失;而且航天软件属于国防软件, 要求向卫星发送的测控数据和回传数据的准确性高、安全保密性强, 软件与外部硬件之间的接口准确性和保密性要求极高。其次还有功能性的适合性、互操作性以及软件的其他质量特性。
3.1软件评价量化结果
3.1.1 第1次测试。
发现5个上传卫星指令错误, 在测控专业, 上传卫星指令错误被认为是很严重的错误, 所以定为一级错误, 则依据式 (1) 得到g准确性=5。
第1轮测试中, 发现3个界面元素错误, 但不影响软件功能, 定为三级错误, 根据式 (1) 得到g适合性=9。
没有发现安全保密性、互操作性和功能性的依从性错误, 所以依据式 (1) 得到:
g安全保密性=10;g互操作性=10;g功能性的依从性=10。
依据式 (2) , 则
G功能性=0.3×5+0.3×10+0.2×10+0.1×
9+0.1×10=8.4。
同理根据该过程得到软件的其他质量特性为:
G可靠性=10;G效率性=10;G易用性=10;
G维护性=10;G可移动性=10。
根据式 (3) 得到软件的质量为:
G软件质量=0.4×8.4+0.2×10+0.1×10+0.1×10+
0.1×10+0.1×10=9.36。
3.1.2 第1次回归测试。
只发现1个界面元素错误, 但不影响软件功能, 定为三级错误, 则根据式 (1) 得到:G适合性=9。
没有发现准确性、安全保密性、互操作性和功能性的依从性错误, 所以依据式 (1) 得到:
g准确性=10;g安全保密性=10;g互操作性=10;
g功能性的依从性=10。
依据式 (2) , 则
G功能性=0.3×10+0.3×10+0.2×10+0.1×9+0.1×10=9.9。
同理根据该过程得到软件的其他质量特性:
G可靠性=10;G效率性=10;G易用性=10;
G维护性=10;G可移植性=10。
根据式 (3) 则得到软件质量:
G软件质量=0.4×9.9+0.2×10+0.1×10+0.1×10+0.1×10=9.96。
3.1.3 第2次回归测试
没有发现准确性、安全保密性、适合性、互操作性和功能性的依从性错误, 所以依据式 (1) 得:
g适合性=10;g准确性=10;g安全保密性=10;
g互操作性=10;g功能性的依从性=10。
依据式 (2) , 则
G功能性=0.3×10+0.3×10+0.2×10+0.1×10+0.1×10=10。
同理根据该过程得到软件的其他质量特性为:
G可靠性=10;G效率性=10;G易用性=10;
G维护性=10;G可移植性=10。
根据式 (3) 得到软件质量:
G软件质量=0.4×10+0.2×10+0.1×10+0.1×10+0.1×10+0.1×10=10。
3.1.4 被评价软件的成绩
根据式 (4) 得到被测软件的评价成绩为:
Ps=9.87。
式中, P1=9.36;P2=9.96;P3=10。
软件没有遗留问题, 所以依据式 (6) 得:
P软件=Ps=9.87
3.2技术文档质量和软件产品综合质量评价结果
软件需求说明书评审成绩D1=8.3;
软件概要设计说明书D2=9.2;
软件的用户手册D3=7.0。
根据式 (9) 得到技术文档质量评价结果:
F文档=0.4×8.3+0.3× (9.2+7.0) =8.18。
根据式 (10) 得到软件产品综合质量评价结果:
P产品=0.6×9.87+0.4×8.18=9.2。
4结束语
航天测控软件由于行业的特殊性, 其测控数据的准确性和安全保密性要求高, 而软件质量评价方法是一个重要而又较困难的新兴研究领域。结合作者在航天测控软件中的实际应用给出了一个简单实用的评价方法, 通过1次测试、2次回归测试, 从量化的角度对软件进行了评价, 从而提高了软件的使用质量。
摘要：针对航天测控软件的特点, 行业的特殊性、测控数据的准确性和安全保密性, 介绍了对软件质量进行客观评价的量化分析方法, 包括软件 (可执行程序) 的质量评价方法、技术文档的质量评价方法和软件综合质量评价方法。论述了软件内部质量和外部质量体系、软件使用质量体系。结合实例阐述了航天测控软件的评价过程。
关键词：软件质量,质量体系,质量评价,功能性,准确性,安全保密性
参考文献
[1]黄锡滋.软件可靠性、安全性与质量保证[M].北京:电子工业出版社, 2002.
[2]MUSAJ D.Software Reliability Engineering[M].北京:机械工业出版社, 2003.
[3]柳纯露, 黄子河, 陈渌萍.软件评测师教程[M].北京:清华大学出版社, 2005.
[4]GJBZ141-2004.军用软件测试指南[S].
[5]宫云战.软件测试[M].北京:国防工业出版社, 2006.
测控软件 篇2
介绍了一种基于多台分布式服务器结构的软件无线电测控系统,系统采用可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)对前端中频信号进行协处理,采用对FPGA远程动态配置,使得系统具有高度软件化的.结构,采用PCI-E总线进行数据采集和网络实时数据交换,提高数据传输效率;分析了软件化测控的特点,并对FPGA协处理采用的相关技术进行了详细讨论;最后对系统进行了构建,并从处理实时性方面分析了系统的可行性.
作 者：史学书 刘东华 王元钦 马宏 SHI Xueshu LIU Donghua WANG Yuanqin MA Hong 作者单位：史学书,马宏,SHI Xueshu,MA Hong(装备指挥技术学院光电装备系,北京,101416)
刘东华,LIU Donghua(61226部队)
王元钦,WANG Yuanqin(装备指挥技术学院科研部,北京,101416)
测控软件 篇3
关键词：软件复用,测控软件,开发
1 引言
随着交会对接、空间实验室、探月工程、深空探测等一系列任务的全面展开, 地面测控站内的测控软件的可靠性和高效性将面临空前的挑战。在软件开发的各个阶段, 保证阶段产品高质高效以及缩短研发周期是保障多任务并发的重条件, 二者互相影响。为使软件既能高效又能保质保量的完成, 近几年来, 软件开发单位采用专门的软件管理团队对软件进行规范管理, 与此同时改进软件开发技术。软件规范管理从近年的9001B质量体系认证、GJB5000A软件过程改进以及软件工程化等都对软件开发的各个阶段产品进行了规范管理, 地面测控软件的管理日益规范, 不断改进。另一方面, 为大幅度提高软件的研发效率和质量, 可以采用软件复用技术。本文结合测控软件开发实践, 对复用技术在测控软件中的有效应用进行初步研究。
2 软件复用理论
2.1 软件复用的概念
为避免程序开发“从零开始”以及重复相同的工作, 采用已有的经验和成果, 将开发的重点集中在应用系统的新研部分, 提高工作效率和软件质量, 这就是软件复用。复用形式包括基于构件的复用和基于过程的复用, 基于构件的复用是目前主要的复用形式。
2.2 软件构件及基于构件的软件开发
软件构件是软件复用的核心和基本单位, 具有独立的功能, 是可复用的软件组成部分, 可供第三方进行软件组装。构件可以是被封装的对象类、类树、功能模块、软件框架、软件构架 (或体系结构) 、文档、分析件、设计模式等。基于构件的软件开发与传统的软件开发相比, 基于构件的软件开发强调使用软件构件对软件系统进行设计开发。基于构件的软件开发方法需要有相应的软件开发过程作为基础, 否则, 就不会有与该系统相符合的质量特性要求的软件构件。
2.3 软件复用的优点
(1) 改善软件质量:经过测试以及经过实践的软件往往缺陷更少。
(2) 降低开发风险:开发新的组件, 如果测试不够充分, 轻则有效性不高, 重则可能是造成软件失败的原因。
(3) 支持快速原型开发:快速构建实用可操作系统模型, 凭借其与用户进行有效沟通, 最终获得用户有效意见反馈。
(4) 提高软件开发效率, 缩短软件开发周期, 从而降低软件开发成本。
3 软件复用在测控软件开发中的应用
近年来, 随着任务数量的增多, 测控软件的开发团队越来越小, 软件开发周期越来越短, 软件的研制要求却不断的提高;随着卫星工作模式的增加, 地面接收设备也需增加相应的工作模式完成相应的接收任务。因此, 测控软件不但需要完成原有工作模式的监控管理功能, 还需完成新增工作模式的监控管理功能。测控软件必须有效继承原有成熟的计划管理、自动标校/测试及自动运行管理技术, 同时需要开发适合新增工作模式的计划管理、自动标校/测试及自动运行管理技术, 并且要为后续其它型号软件提供高效的功能继承。
基于软件复用技术的测控软件开发, 使用大量的已经过验证的高效软件, 对传统瀑布模型的各个研制阶段的产品 (如需求分析、软件设计、软件编码、软件测试) 进行优化和简化, 节省了人力和时间, 提高了软件的可靠性, 降低了软件成本和开发周期。在软件的研制过程中, 需要对软件的复用架构进行设计, 对可复用的构件进行适应性修改设计以适应新的软件需求, 还需对新研的部件进行软件设计。软件的研制流程参见图1。
测控软件对原有成熟的设备监控、计划管理、自动标校/测试及自动运行管理功能的继承, 就成为软件的复用的内容。其中包括四个阶段的复用:需求复用、设计复用、代码复用、测试复用。
3.1 需求复用
测控软件的变更原因主要有两种:
(1) 用户需求变更。
(2) 软件自身技术升级。其中, 用户需求变更是导致软件变更的首要因素;软件技术升级的部分工作往往也是为了更好的适应用户的需求。
首先, 同类任务的需求是逐渐增加的, 并且有一定的可继承性, 当增加新的需求时, 已验证过的任务需求即可成为后续任务需求的可复用的构件。
其次, 不同的测控任务需求之间同样存在相同或相似的元素。例如, 任何一个任务都有相同或相似的任务流程;根据工作计划及自动运行策略进行站前标校、任务宏配置、启动自动运行流程;监控数据的存储、显示、查询等任务需求存在一定的共性, 对其通用的任务需求, 是完全可以复用或部分复用的。
因此, 任务需求变更与软件需求变更为因果关系, 直至后续的各个阶段活动都受到任务需求变更的影响。从需求分析、软件设计、软件编码直至软件测试, 都会因为任务需求的变更而必须进行相应的更动。
3.2 设计复用
多年以来, 很多任务的测控软件都有相同或相似的软件结构, 因此, 这一有利条件, 在软件结构设计时, 得到了充分的利用。
从软件复用的角度来说, 在进行软件结构设计时, 需将软件中相对稳定的部分 (如设备监控、数据库管数据库管理、计划管理、用户管理) 与新增加的部分不仅从结构上分开, 而且要求其接口相对单一稳定。这样, 从软件设计到代码开发都可以复用。
3.3 代码复用
对程序代码的复用, 以设备的监控线程为例介绍如下:
目前, 测控站内设备通过局域网进行通信, 各个设备与测控软件之间的通信接口都已进行了标准化, 因此, 对不同设备的监控线程可以进行代码复用;如果重新设计代码, 不但要耗费大量的人力和时间, 延长软件开发周期, 而且重新设计的代码必须进行充分的软件测试, 否则难以保证其正确性和健壮性。
开发者使用以往可复用的程序代码, 或全部吸收或加以优化, 大大避免了重复性工作, 将精力集中于关键技术的攻关, 如此设计更加高效可靠的软件系统。
3.4 测试用例复用
软件测试复用主要包括测试流程的复用、测试方法的复用和测试用例的复用。其中, 测试用例的复用是测试复用中的关键技术。测试用例的复用对于缩短软件的开发周期和降低软件开发成本具有极其重要的意义。
4 结束语
测控软件在当前开发周期越来越短, 任务量越来越大, 软件质量要求越来越高的前提下, 软件设计开发者如能有效的利用长期工作实践中积累的大量的软件工程经验, 以及大量的经过验证的软件相关文件及代码较好的实行软件复用技术, 则能够大大降低软件开发成本, 提高软件开发效率, 提高软件质量。
因此, 软件复用技术在测控软件开发中既实用, 又有效, 对软件开发起着至关重要的作用。
参考文献
[1]杨芙清, 梅宏, 李克勤.软件复用与软件构件技术[J].电子学报, 1999 (2) :69-71.
[2]杨芙清, 王千祥, 梅宏.基于复用的软件生产技术[J].计算机科学, 2001, 4 (21) :363-370.
[3]陈菲, 刘克勤.计算机软件复用技术研究[J].现代电力, 2002, 19 (6) :95-101.
[4]刘述忠.软件复用-提高计算机软件质量与效率的途径[J].中国金融电脑, 2002 (2) :20-22.
测控软件 篇4
随着航天事业的发展,各种科学研究、实用卫星、载人航天器和深空探测器纷纷入轨,对航天测控网提出了多种极富挑战性的测控要求,航天测控任务正呈现多域、多任务和多目标的特点。提高实时测控软件的实时性、可靠性、可重用性和安全性,已成为航天测控通信系统研究与发展中的重要研究课题。美国和欧空局很早就开展所谓一体化的任务操作系统研究,并建设了共用的软件集成框架,指导测控软件的研制和集成。测控通信系统按照软件工程化的要求进行软件系统的建设,取得过许多创新性的成果。但由于种种原因,航天测控领域的软件设计和开发仍存在执行任务单一、条块分割、重复开发和共用程度低的问题。加强软件总体技术研究,建立拥有自主知识产权和技术的“即插即用”的一体化测控软件系统,应引起我们的高度关注。
1 研究的重要意义
1.1 促进软件集成
航天测控网建设是随着航天事业的发展逐步建设、改进和完善起来的,根据试验任务需求的变化、测控技术的更新和新业务的不断加入,测控网也需要不断增加新的功能和进行完善。但是,由于各个基地、团站、应用中心乃至各个设备的软件研制和开发都是针对特定的具体目标而进行的,不仅开发过程中采用的方法千差万别,而且由于系统建设目标范围有限,客观上就造成了软件系统架构的通用性差和互操作性不强等缺点,其直接后果表现在以下几个方面:① 软件研发容易出现重复投入的现象,造成人力、物力和财力的浪费;② 系统维护困难大、成本高;③ 系统间的互操作性较差;④ 每次试验任务执行的周期较长;⑤ 软件的成熟度难以提高,给试验任务带来了潜在的风险。
1.2 提高可靠性、可重用性和安全性
一体化航天测控软件框架是指:为航天测控任务中地面段应用软件系统的研发提供一个统一的“操作级”软件平台。主要思想是:保持地面段所有系统的一致性,定义工具、协议和中间件使公共构件可重用,包括在地面系统中构建一种共用的系统方式(结构、接口和运行方式)和一套共用的服务,不断使软件系统本身能在可重复可定义可评估的基础上进化完善。一体化的测控软件框架的研究是提高航天软件生产力的必然选择,对提高测控软件系统的可靠性、可重用性和安全性具有重要意义。
1.3 缩减航天任务的维护成本
目前,大力降低航天任务测控系统建设管理费用已成为航天界的重要研究课题。改变一味追求社会效益而不计成本的做法,把重点转移到实用航天和实用技术研究开发是必由之路。一体化航天测控软件框架的研究与实现,最直接的效益是大大降低软件设计和维护的成本,提高软件系统开发的效率,保证任务按照预期的进度和要求实施。可重用软件在跨场区多任务中的应用更能充分提高效率,避免类似的故障和软件错误在不同单位的软件中频繁出现,从而使整个软件系统更可靠、更可信、互联更方便。
1.4 标准化
一体化可重用航天测控软件的一个关键因素是标准化。作为一种降低工程风险和减少开发、操作成本的手段,各航天大国都已经在工程标准化上进行投资。空间数据系统咨询委员会(CCSDS)和欧洲空间标准化组织(ECSS)之间已形成很多工程标准。许多标准允许为地面系统软件开发标准构件(或基础设施)。
2 欧空局任务控制软件框架
2.1 SCOS-2000概述
SCOS-2000(Spacecraft Control & Operation System)是欧空局(ESA)开发的支持卫星控制中心内核功能的通用任务控制系统软件,起初是为支持ESA任务而开发的,现在已作为一套软件产品和认证被空间研究和技术领域认可。
作为一个开放的系统,SCOS-2000可以提供远程访问。在卫星测试阶段和卫星操作阶段,该系统都可用于卫星任务控制系统和核心电子地面支持设备,也可用于监视和控制其它远程过程。SCOS-2000支持CCSDS遥测遥控信息包标准,也支持ESA信息包利用标准(PUS)。特别地,可在地面控制应用和星上应用之间提供高级交互使用。ESOC有完善的质量管理体系,有专职的质量管理部门,执行ISO2000标准。
目前,SCOS-2000已经开发出R5产品,其版本的演化策略是:①框架的稳定性:缩减全球的任务控制系统的研发和维护成本;②供货商的独立性:具有开源技术的COTS产品,扩大了中间件技术、MMI技术和平台的选择;③S/W技术一致性:保持所有地面数据系统中间件技术和MMI技术的一致性;④平台的一致性:支持所有的地面数据系统;⑤构件重用:促进所有地面数据系统的软件构件的重用。
SCOS-2000的主要功能有:系统过程监视和控制;系统动态/静态管理;用户管理;事件/动作管理;冗余管理;运行期数据管理;包过滤、分发和修复;文件存档管理;遥测接收,质量/完整性检查和包抽样;遥测建模、处理、监视和可视化;指令建模、编辑、验证和编码;指令发布和校正;星上S/W影像管理。
2.2 SCOS-2000软件设计策略
SCOS-2000软件设计遵循以下原则:①欧空局通用任务控制系统(MCS)的内核;②一套面向对象的构件,允许系统开发者重用;③一套总体的可执行构件。如果功能符合用户需要,可原样重用;为客户任务研发者提供了基础和例子;通用功能可以被确认;④为处理航天器控制和校验控制系统提供了一种机制;⑤一个分布式可升级系统;⑥一个高度可配置的开放系统;⑦用户友好的人机接口(CORBA);⑧多处理器环境。
2.3 SCOS-2000软件体系框架
SCOS-2000软件体系框架基于一个分层管理,包括构件组、构件、子系统和类4个层[1]。
构件组是构件的高级逻辑组。可能的组有核、模型、API、服务器、图形用户接口实例、客户端和插件。每个构件组由1个或多个构件组成。
构件是功能的逻辑组,每个构件由1个或多个子系统组成。
子系统:子系统源码定义1个或多个库及应用。
类:SCOS-2000基于面向对象的方式开发,由类的最低层组成。相关功能的类组到一起形成子系统。子系统能够应用别的子系统的类。
SCOS-2000的整体架构基于一个分级的层次模型。最底层包括基本的功能和通用的机制,最高层包含应用具体代码,中间的层定义监视和控制模型。如图1所示。
2.4 欧空局典型航天任务软件
ESA的核心任务就是开展航天活动,主要分为2个部分:空间部分包括航天器的组成、有效载荷和发射;地面部分包括每次任务所需的全部地面设施。在任何一项航天计划中,软件普遍深入地贯穿到“产品树”中,如图2所示。
3 一体化航天测控软件框架设计
3.1 总体目标
一体化航天测控软件框架设计的总体目标是:依托航天测控中心的系统平台,制定一整套合理规范的设计开发方法、管理模式和使用技术;设计生成测控软件系统标准化、可配置和可伸缩的体系框架;通过技术攻关和实验验证,实现各航天测控中心软件一体化的体系结构和公用算法库(组件/对象),全面提高航天测控软件的可重用性和可靠性。
3.2 测控软件的作用与要求[2]
测控系统利用各种高精度的遥、外测设备采集大量的遥测信息和外测信息,测控软件则对这些信息进行汇集、分析和处理,用以监控航天器的飞行情况和空、地设备的工作状态,以自动或人-机结合的方式完成对航天器飞行轨迹、搭载设备和地面测控设备的控制;对汇集记录的数据进行事后精确处理,作为分析航天任务完成情况和鉴定航天器性能的主要依据。
测控软件在功能上要求完成遥、外测信息的接收、记录、处理,监视显示航天目标飞行状态与搭载设备工作状态,计算目标飞行轨迹,预报目标落点,定轨、定姿,产生轨控、安控和逃逸指令,为指挥控制人员提供辅助决策信息,为测控设备提供数字引导,对天、地设备实施监控;在性能上要求高实时性、一定精度和结构灵活;在质量上要求实现可靠性、可用性、可维护性、可移植性和高效率。
3.3 航天测控软件的基本组成
航天测控软件按性质分为实时测控软件和事后测控软件两大类[3]。实时测控软件又可分为强实时测控软件(如主动段和再入返回段测控软件)和弱实时测控软件(如卫星控制中心测控软件)。
按功能可分为系统软件和应用软件。系统软件是应用软件的运行平台,分为通用系统软件和实时系统软件。其中实时系统软件包括时统中断管理软件、双工管理软件、多机管理软件、测控设备状态网管软件和其他系统软件;应用软件主要由航天器测控软件(包括航天器主动段实时测控软件、航天器运行段测控管理软件)、航天器轨道计算软件、数据存储软件、测控网网管软件、系统仿真软件和事后数据处理软件组成。
3.4 一体化航天测控软件框架参考模型
一体化航天测控软件框架应设计为一个分布式系统,由冗余的任务服务器和客户端工作站组成,客户端工作站执行数据分发和用户接口任务,服务器与客户端之间通过TCP/IP协议和CORBA接口连接。设计的内容包括一套独立的模块和子系统(应用基本的机制和定义的接口进行交互)。其内核包含的主要的子系统有遥测、遥控、在线数据库、数据存档和分发、用户管理、事件和动作、软件维护和外部接口等。如图3所示。
4 关键技术[4]
4.1 平台无关性的设计
随着航天测控业务的扩展和对系统实时要求的提高,要求对某一地区或某一领域原有系统进行统一和集成,必须解决系统的异构问题,做到应用系统与平台的无关性。平台无关性的设计主要研究的内容有:异构计算机硬件环境构建方式的研究;异构计算机网络通信的研究;建立异构系统间操作协议、数据结构、操作模式和操作方法的研究。
4.2 组件/构件集成技术
定义什么样的组件/构件模型是实现一体化测控软件“即插即用”功能的关键所在。基于组件/构件集成技术的研究主要包括2个方面:组件/构件模型的标准化研究,主要体现为CORBA、COM/DCOM,JavaBeans;基于组件/构件的软件开发方法的研究。
4.3 异构系统间互操作技术
互操作性是指异构环境下2个或2个以上的实体,尽管它们实现的语言、执行的环境和基于的模型不同,但它们可以相互通信和协作,以完成某一特定任务。为满足测控系统实时性要求,异构系统间互操作技术研究主要包括:分布式系统结构的互操作性和透明性研究;ORB技术研究;复杂连接件的实现与总线的研究;基于软件体系结构的可重用组件制作和组装的软件过程研究;相关辅助设计工具的开发。
4.4 安全技术
安全技术研究主要内容是:对网络结构和系统设计采用均衡负载和冗余技术,增加系统的可靠性,降低系统风险,提高系统安全性;在建立系统远程信息传输路径时,采用硬件加解密技术、防火墙技术、身份认证技术,保障系统的信息安全;对传输的远程信息进行加解密技术研究,保障信息源的安全。
4.5 可靠性技术
可靠性技术研究主要表现为对系统/构件/组件的冗余技术研究。要对关键性软件进行容错性设计,从输入信息、处理方法和版本等方面进行冗余设计,包括信息冗余、方法冗余和时空冗余等方面的研究;研究软多机冗余技术。
4.6 协同工作与调度技术
协同工作与调度技术主要研究内容有:分布式航天测控系统协同工作环境研究;协同工作有效性验证;实时协同的调度算法研究;基于软总线的实时调度技术等。
4.7 软件总体技术
测控软件总体技术主要包括组织管理技术、测控软件标准化技术、测控软件协调技术和测控软件顶层设计与发展战略研究等。研究和建立一体化航天测控软件体系框架涉及面广,协调量大,关键技术多,推广难度大,是一个关系航天事业全局的复杂工程。加强软件顶层设计、综合论证与关键技术攻关,联合航天领域优势单位共同参与是实现此项工程的必由之路。
5 结束语
加强航天测控通信系统顶层设计,建立一体化的测控软件体系结构和框架,设计共用的测控软件平台,研究软件综合集成技术,在此框架下,组织各单位发挥各自技术优势联合研究共用的软件构件,集中人力和财力办大事,对全面提高整个测控软件的可重用性、可靠性和可维护性,对提高测控软件的总体水平,建立自主知识产权和技术的一体化测控软件系统,具有重要的现实意义。
参考文献
[1]OSORIO R V,LEMOS J P.SCOS-2000 Release 4.0:Multi-mission Multi-Domain Capabilities in ESA SCOS-2000 MCSKernel[C].Aerospace Conference,2006:1-17.
[2]夏南银.航天测控系统[M].北京:国防工业出版社,2001.
[3]贾永年.计算机在测控网中的应用[M].北京:国防工业出版社,2000.
测控软件 篇5
关键词：软件无线电,数字信号处理,调制解调
软件无线电 (SDR) 是通信与电子技术领域目前最重要、最活跃的研究领域之一。软件无线电是构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台, 用软件完成各种功能, 从而研制出具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统。
1、软件无线电 (S W R)
1.1 关键技术
软件无线电 (SWR) 关键技术主要有:天线、射频前端、宽带A/D-D/A转换器、通用和专用数字信号处理器以及各种软件组成。软件无线电的天线一般要覆盖比较宽的频段, 每个频段的特性都要均匀, 以满足多种业务需求。其硬件结构使软件无线电具有整体的可编程性:RF频段可编程、信道访问模式可编程、信道编码和调制可编程。软件无线电是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托, 通过软件编程来实现无线电台的各种功能, 从基于硬件、面向用途的电台设计方法中解放出来。减少模拟环节, 把数字化处理 (A/D和D/A变换) 尽量靠近天线。
1.2 优点
运用软件无线电方法可以有效地解决系统功能的升级和扩展问题, 研发时间和调试周期较短, 对于提高可靠性和降低成本很有效。从通信技术的发展趋势来看, 软件无线电技术具有许多以硬件为主的传统通信系统所无法比拟的优点。DSP的发展, 使得在许多速度要求较高, 算法较复杂的场合, 取代MCU或其它处理器, 而成本有可能更低。
2、软件无线电通用平台的DSP技术
2.1 新一代DSP处理器
TMS320C6701 (简称C6701) 是TI公司近年来推出的含多个处理单元的一种新型新点、高性能DSP芯片。与TMS320C6201管脚兼容, C6701为通用32位浮点DSP处理器, 采用甚长指令字 (VLIW) 结构。主频为167 MHz, 浮点单元为6个, 支持字节寻址获得8位/16位/32位数据;程序存储空间和数据存储空间各512Kb;通过对五个BOOTMODE引脚的灵活设置设定各空间的地址范围。片上集成了32位外部存储器接口EMIF, 片内数据空间分为两块, 每一块RAM被组织为八个2K×16的存储体, 使得CPU能够同时访问不同存储体的数据, 不发生冲突。采用0.18μm工艺, 则五层金属组成, 输入输出接口电压为3.3V, 核心电压1.8V (167MHz时为1.9V) 。C6701的外围端口包括DMA控制器、主机接口 (HPI) 、中断选择等。两个多通道缓存串行口 (McBSP) 除多通道、比缓存外, 还支持多种数据格式、硬件A/μ率压扩展、位时钟和帧时钟的灵活编程, 还提供SBSRAM、SDRAM等高速存储器的无缝接口。
2.2 DSP技术的应用
DSP是一种适合数字信号处理运算需求的单片可编程微处理器。DSP的内部芯片采用程序和数据分开的哈佛结构, 设有单独的硬件乘法器, 采用流水线操作, 提供特殊的DSP指令, 快速的指令周期。可以用来快速的实现各种数字信号处理算法。例如在语音处理系统里使用模拟滤波技术, 由于模拟技术存在温度漂移、元件误差和老化等问题, 滤波器的质量得不到保证, 并且参数调整不灵活。而数字滤波器只是一些数字处理运算, 它对二进制数字进行乘、加、减等运算, 得到的结果完全可预测和可复制。每套测控平台含双机备份的遥控调制器与遥控解调器, 双机分别由独立电源供电。中频主要包括基带处理、比特流处理和信源编码3部分。基带处理主要完成各种波形的调制解调、扩频解扩、信道的自适应均衡及各种同步数字处理, 每路需要几十到几百个MIPS的处理能力。调制器与解调器分别通过不同的RS232串口与遥控处理计算机通信, 完成对调制解调器的控制及其带数据的收发。采用IRQ差错控制方式来保证程序传送的可靠性, 参数设置成功后, 调制解调器根据协议发送和接收遥控指令, 并将工作状态回送遥控处理计算机, 同时在遥控前端机面板上显示。信源编码要完成话音、图像等编码算法, 每信道需要十几个MIPS的处理能力。如此巨大的信号处理运算, 必须采用高速多个DSP并行处理结构才有可能实现。DSP发展的片内存储器RAM越来越大, 要设计高效的DSP系统, 就应该选择片内RAM较大的DSP。1
2.3 调制解调器的功能
调制器和解调器合在一起成为调制解调器, 通过电话拨号接入Internet的必备的计算机硬件设备。调制器是把数字信号用调制电波频率的方法将其转换为模拟信号, 解调器是在接收到模拟信号后, 将模拟信号解调, 使信号恢复成数字信号。调制是指用基带脉冲对载波波形某个参数进行控制, 从而形成适合于线路传送信号的过程。正弦信号形式简单, 便于产生和接收, 经常被用作载波体。经过调制的信号通过电话载波传送到另一台计算机之前, 也要经由接收方的Modem负责把模拟信号还原为计算机能识别的数字信号, 这个过程称为“解调”。解调的方式有正弦波幅度解调、正弦波角度解调和共振解调技术。
总之, 用软件无线电技术实现通用卫星测控平台, 是把硬件作为无线通信的基本平台, 把尽可能多的无线通信及个人通信功能用软件实现。软件无线电具有很强的灵活性和开放性, 通过注入功能各异的软件, 开发和研制了通用化、综合化、智能化的卫星测控平台, 对调制载频、调制方式、传输码速率等的参数进行了有效地改变, 能够很好地满足需要, 且有较大的冗余度, 利用升级, 应用于各种轨道卫星平台的遥测遥控任务。
参考文献
测控软件 篇6
1. MCGS简介
MCGS全中文工业自动化控制组态软件是一套32位工控组态软件，可稳定运行于Windows95/98/Me/NT/2000等多种操作系统，集动画显示、流程控制、数据采集、设备控制与输出、网络数据传输、双机设备、工程报表、数据与曲线等诸多强大功能于一身。MCGS组态系统大量采用各种成熟通用的I/O接口设备和现场设备，基本不再需要单独进行具体电路设计。这不仅节约了硬件开发时间，而且提高了工控系统的可靠性。倘若在实际生产中用组态软件替代实际的控制电路设计，则将大大缩短产品的开发周期。
2. MCGS在实践教学中的应用
本文以水位监控系统[1]为例，简述MCGS监控界面的开发流程和在PLC实践教学中的作用。
2.1 设计要求
a.水位测量显示;
b.水位控制：将水罐1水位H控制在1—9m，水罐2水位控制在1—6m;
c.水位报警：当水位超出控制范围时报警;
d.报表输出：生成水位参数的实时报表和历史报表，供显示和打印;
e.曲线显示：生成水位参数的实时趋势曲线和历史趋势曲线;
f.系统控制对象：水罐1、水罐2、水泵、调节阀、出水阀、水罐1报警信号灯、水罐2报警信号灯、3根流动管道。
2.2 系统变量定义
系统变量是系统内部运行的变量需要用户认真分析系统后作出定义，变量的定义在实时数据库中，本系统如表1所示。
2.2 监控界面设计
主画面的动画模块是由系统元件添加，MCGS库元件为我们提供了相当丰富的动画元件，我们采用库元件中储存罐17作为水罐1，用罐53作为水罐2，如图1所示。
2.3 系统实时数据显示设计
数据显示画面包括实时报表、实时曲线、历史报表、历史曲线。如图2所示。
2.4 MCGS与PLC的连接
设备窗口是MCGS系统的重要组成部分，负责建立系统与外部硬件设备的连接，使得MCGS能从外部设备读取数据并控制外部设备的工作状态，实现对工业过程的实时监控。
在MCGS组态软件开发平台上，单击“设备窗口”，再单击“设备组态”按钮进入设备组态。在“设备工具箱”中，选中“串口通讯父设备”和“三菱FX-232”，加到右面已选设备并分别设置两者的属性。
2.5 编制循环策略
2.5.1 液位面特征分析
设水灌对象特征如下，水泵打开时液位1的上升速度：每200ms 0.1m;调节阀打开时液位1下降的速度：每200ms 0.05m、液位2上升速度：每200ms 0.07;出水阀打开时液位1下降速度：每200ms 0.03m。
模拟脚本程序的编写：
2.5.2 报警极限值的修改
为了方便用户设定报警极限值，我们在此为用户提供了便捷的文本框输入窗口。并设定四个动态参数：液位1的上限、液位1的下限、液位2的上限、液位2的下限。
文本框编写控制脚本语句如下：
!SetAlmValue(液位1，液位1的上限，3);
!SetAlmValue(液位1，液位1的下限，2);
!SetAlmValue(液位2，液位2的上限，3);
!SetAlmValue(液位2，液位2的下限，2);
2.5.3 报警信号灯的设定
液位罐1和液位罐2的报警信号灯红色报警信号条件如下：
(1)报警信号灯1可见度，设置表达式：液位1>=液位1的上限OR液位1<=液位1的下限。
(2)报警信号灯2可见度，设置表达式：液位2>=液位2的上限OR液位2<=液位2的下限。
2.5.4 液位循环脚本程序:
运用MCGS软件构建的仿真系统可替代传统的PLC实验教学中PLC外围设备, 嵌入PLC程序可实现动画显示, 模拟出整个设计的要求, 若与配套扩展卡连接可实现传感器信号采集, 等等, 对测控专业的学生来说无疑是理论与实践的综合水平的锻炼, 具有广阔的意义。
参考文献
[1]袁秀英主编.组态控制技术[M].北京:电子工业出版社, 2003.
[2]包建华, 丁启胜, 张兴奎.工控组态软件MCGS及其应用[J].工矿自动化, 2007.
测控软件 篇7
关键词：测控应答机,软件无线电,测控通信,自主无线电
一、引言
测控应答机是航天器 (卫星、飞船、探测器) 测控通信 (C&T) 分系统的核心组成部分, 是航天器与地面站之间进行通信联络的主要通道之一, 配合地面测控网完成对航天器的测控 (TT&C) 任务。测控应答机的主要功能如下:
1、对来自地面站的测距和测速信号进行转发, 完成地面对航天器的跟踪及轨道测量;
2、接收来自地面站的遥控信息;
3、将航天器上的各类遥测数据发送至地面站。
各类航天器测控通信分系统所采用的测控应答机, 其工作频率、工作带宽、码速率、调制体制、编码体制和测距体制各不相同。就工作频率而言, 主要有S波段、C波段、X波段、Ka波段四种;就调制体制而言, 分PM/PM体制、FM/PM体制、扩频体制等;就编码体制而言, 有PCM、PPM、ADPCM、PACM等;就测距体制而言, 分纯侧音测距、伪码测距和音码混合测距等。由于各类测控通信系统之间体制标准各异, 因此相对应的测控应答机设备也无法通用。针对不同的测控通信系统, 需要分别研制不同的应答机, 或者在同一台应答机上集成不同的功能, 这样无疑在成本和时间进度上加重了研制负担, 也增加了设备的复杂性。
软件无线电技术是本世纪初发展起来的通信领域的重大技术突破。采用软件无线电技术, 利用软件可重配置、可重编程以及多频带多模式的特点, 使多个软件模块在同一个硬件平台上实现不同的标准, 同一台测控应答机就可以兼容两种甚至多种测控通信体制, 实现测控应答机的通用化, 从而降低开发成本, 缩短研制周期, 也更容易保障产品的质量。另外, 软件无线电技术还能简化测控应答机的硬件电路, 实现小型化。
二、测控应答机的基本工作原理
一种传统测控应答机的原理框图如图21所示。该应答机由锁相接收机和相干发射机两部分组成。锁相接收机包括低噪声放大器 (LNA) 、混频器 (Mixer) 、自动增益控制 (AGC) 、倍频电路、载波跟踪环和相干解调电路等部分。接收机接收的上行射频信号, 经过下变频和自动增益控制后输出中频信号。中频信号分为两路, 其中一路进入载波跟踪环, 另一路进入相干解调电路。
载波跟踪环包括鉴相器 (PD) 、环路滤波器 (LPF) 、压控晶振 (VCXO) 和分频器, 用于对上行载波进行锁定、跟踪。载波跟踪环输出的信号分别用作接收本振、发射本振和相干解调器 (Demodulator) 的基准信号。相干解调器输出信号经滤波后分别为测距信号和遥控BPSK信号。其中测距信号还要送往发射机进行转发。
相干发射机包括倍频电路、调相器 (PM) 、功率放大器 (PA) 等。测距信号和遥测DPSK信号相加后直接调相在发射本振上, 经功放放大后下行输出。
三、软件无线电应答机的实现方法
3.1软件无线电应答机的射频接收前端
测控应答机的射频接收前端电路包括低噪声放大器、混频器、自动增益控制等部分。软件无线电应答机对射频前端的要求是通用性好。由于软件无线电应答机往往是多信道多模式同时工作, 因此射频带宽要足够宽, 能覆盖不同的频点或体制。
图2为一种能兼容统一载波纯侧音测距和伪码测距两种测控体制的软件无线电应答机接收前端, 可同时接收处理纯侧音测距的PM信号和伪码测距的BPSK信号。该接收机采用了一个I/Q解调器来处理中频信号。当上行信号为PM信号时, 由I/Q解调器中的一路 (Q路) 进行载波提取, 后续载波跟踪环的环路滤波器在数字域中实现;而当上行信号为BPSK信号时, I/Q解调器输出I路信号和Q路信号, 送入科斯塔斯环中进行载波恢复, 其乘法器和环路滤波器均在数字域中实现。对于两种测控体制, 该射频接收前端做到了完全通用。数字部分则可通过装载不同的软件来实现不同的功能, 充分体现了软件无线电的灵活性。
3.2数字下变频 (DDC) 技术
数字下变频 (DDC) 技术也经常用于多模式测控应答机中。数字下变频模块由数字混频器、数控振荡器 (NCO) 和低通滤波器构成。占有较宽频带的两个或多个射频信号作为一个整体下变频到接近基带的位置, A/D转换后, NCO与数字混频器实现正交下变频, 在基带I、Q采用数字低通滤波器来实现不同测控信号的选择。与模拟下变频相比, 数字下变频不存在混频器杂散、本振相噪等技术难题, 且具有通过软件进行控制修改等优点。
文献[1]介绍了一种既能满足统一S波段 (USB) 测控要求, 又能满足跟踪与数据中继卫星系统 (TDRSS) 要求的双模应答机。该应答机同时接收宽带扩频信号和窄带调相信号, 对两种信号统一以1/fs进行采样。数字下变频之后, 采用窄带滤波器提取载波的方式对两种模式进行识别, 并对两种信号采用不同的处理算法。
3.3数字调制发射机
传统的PM/PM体制测控应答机, 下行调相通常采用射频直接调相法。在软件无线电应答机中, 可采用DDS实现中频数字调相。在DDS的相位累加器与相位-幅度ROM之间加上一个相位加法器即可实现PM调相 (图3) 。通过改变相位字, 可使DDS的输出信号产生所需要的相移。DDS调相有更高的温度稳定性和抗干扰能力, 但难点在于调制度的控制时序生成[2]。
文献[3]介绍了一种全数字调制的发射机, 利用NCO和CORDIC算法 (坐标旋转数字计算方法) 实现多种码速率、带宽和调制方式的调制信号, 占用硬件资源小, 可在一块FPGA上实现NRZ/BPSK/PM、SP-L/PM、QPSK三种调制方式的VHDL代码。CORDIC算法可以只利用移位、相加等简单的逻辑操作便可以产生正弦信号, 结构灵活简单, 还能得到较高的调制精度 (图4) 。
3.4数字载波跟踪环
测控应答机中的载波锁定、跟踪环路可采用低中频数字采样方案, 整个过程在数字域中完成 (图5) 。中频信号带通采样, 经过正交下变频和低通滤波后, 在信号处理模块中选出所需要的载波信号频率特征, 控制NCO的输出频率, 从而完成FFT载波捕获和载波跟踪。采用FFT频率引导方式只需一次引导就可捕获较大频偏并跟踪一定的频率变化率, 相比自然牵引方式捕获速度更快, 可在较宽的多普勒频偏范围内实现应答机的迅速锁定。信号处理模块还要控制DDS的输出频率, 输出相干载波用于后续的转发和调制解调。对于采用了数字载波跟踪环的测控应答机来说, 由于多普勒频偏不会引起转发相位误差, 因此可以大幅减小测距漂移误差, 实现高精度测速测距[4]。
3.5软件无线电应答机的抗辐照设计
软件无线电应答机通常采用现场可编程门阵列 (FPGA) 作为硬件实现平台。FPGA具有可编程、高集成度、高速和高可靠性等优点。但由于测控应答机工作于太空环境, 宇宙射线和高能粒子会对应答机的正常运行产生一定的威胁。基于FPGA等逻辑器件的软件无线电应答机对于单粒子效应尤为敏感[5], 因此针对FPGA的抗辐照设计应十分重视。
具有航天成功应用经历的FPGA主要有两类, 一类为一次性编程的反熔丝型FPGA, 另一类为可重编程的SRAM型FPGA。相比较而言, SRAM型的FPGA虽然在逻辑门资源、动态重构等方面优势明显, 但其对单粒子效应尤其是单粒子翻转 (SEU) 的敏感使其在宇航领域的应用受限, 而反熔丝型的FPGA则对单粒子效应免疫。
为充分利用两种类型FPGA各自的优势, 通常采取用反熔丝型FPGA和反熔丝型PROM对SRAM型FPGA进行监控的方法。基带处理过程由SRAM型FPGA负责, 但在设备运行过程中, 反熔丝型FPGA定时读取SRAM型FPGA中的数据并与反熔丝型PROM中的数据进行比对, 若发现存在异常则进行重配置。采用这种方法, 就可以兼顾逻辑门资源的充分利用和抗辐照可靠性的实现。
3.6用于深空探测的自主无线电技术
2004年, 美国喷气推进实验室 (JPL) 提出的深空自主无线电 (Deep Space Autonomous Radio, DSAR) 技术可以认为是未来深空探测应答机中软件无线电技术的一个发展方向。该技术能利用人工智能、现代信号处理等前沿科技, 在未知无线电环境下, 仅通过观测信号, 就能自动识别无线电信号在码速率、协议和调制类型等方面的区别, 从而对软件进行重新配置, 实现各种无线电数据的接收和处理。自主无线电技术无需从地面获取信号特性, 便可自动软件重配从而与不同的探测器进行通信。
另一方面, 自主无线电克服了深空测控通信的盲目性, 使深空探测器处理突发事件的能力加强, 从而适应各种未知的空间环境。比如, 深空探测器在某外星球下降和着陆的过程中, 将产生非常剧烈而不确定的多普勒变化和通信链路信噪比恶化。
采用了自主无线电技术的测控应答机, 能够对来自遥远地球的无线电信号进行参数估计, 快速重配链路参数, 从而以近乎最佳的方法处理剧烈的多普勒变化和信噪比变化, 确保信号收发的有效性和可靠性[6]。
四、结论
测控应答机作为宇航应用设备, 工作环境十分恶劣, 因此对质量可靠性的要求极为严格。采用软件无线电技术, 可以把不同测控通信体制的应答机统一到一个标准化的通用硬件平台, 更容易实现质量控制。另外, 基于软件无线电的测控应答机在性能参数上受环境温度、工作时长、供电质量等因素影响较小, 性能一致性较好, 易于实现测控应答机的批量生产。软件无线电技术必将成为未来测控应答机领域的研究热点, 在航天测控通信领域引发新的革命, 深刻地改变人类探索宇宙的方式。
参考文献
[1]莫乾坤, 何晨.星载数字化TDRSS/USB双模应答机设计与试验.无线通信技术, 2008, 3, 55-58
[2]A Technical Tutorial on Digital Signal Synthesis.Analog Device Inc., 1999
[3]姜建文, 张朝杰, 金小军, 金仲和.基于CORDIC算法的微小卫星发射机设计与实现.传感技术学报, 2010, 23 (1) , 57-61
[4]L.Simone, D.Gelfusa, S.Cocchi.A Novel Digital Platform for Deep Space Transponders.IEEE Aerospace Conference Proceedings, 2004, 1432-1445
[5]Microsemi.FPGA Reliability and the Sunspot Cycle.Microsemi Corporation, September 2011