小卫星星务管理系统的研究与实现

admin · 发表于 2023-10-7 10:00:32

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雅宝题库解析：
现代卫星需要完成的任务越来越复杂，对星载计算机系统的功能和性能提出了更多、更高、更新的要求。由于重量、体积和功耗的限制，在简化硬件系统的同时，需要软件来完成大多数任务功能，软件将更加复杂。同时，星载计算机硬件发展较快，而软件系统受飞行任务和硬件环境不同的影响而存在差，软件生产效率低，后期维护复杂，而且任何软件故障都可能造成灾难性的后果。因此，研究星务管理系统软件是卫星系统设计和开发的核心，具有重大研究价值和意义。小卫星星务管理系统通常对于可靠性与实时性要求比较高。针对这一题目，本文从研究小卫星星务管理系统软件体系结构出发，提出一种基于层次化、模块化的软件体系结构。这种软件体系结构结合小卫星的具体功能和特点，首先从星务管理系统软件进行需求分析和数据流研究。其次从垂直方向与水平方向两个方面进行了分析与研究，在垂直方向，采用基于嵌入式系统软硬件的层次化技术，进行了从硬件基础层到上层应用层的软件框架设计；在水平方向，采用模块化设计方法，针对应用层与运行调度层进行了模块化划分、接口定义和模块封装。实现各个功能独立化，减少模块间冗余度，提高模块运作可靠性等。小卫星星上整体运行由多个分系统共同完成，分系统间需要进行可靠、有效的数据通信才能保证小卫星的正常运行工作。本文提出小卫星星上总线的概念，依据小卫星工作特点，设计出分系统间CAN 控制网络的通信协议，实现多个CAN 总线节点间通信。在此基础上，设计了星务管理系统各个CAN 总线接口，通过最后的实验与测试证明，验证了小卫星星上CAN 总线的工作有效性以及可靠性。为了验证小卫星星务管理系统的正确性与有效性，本文研究设计了小卫星星务管理系统地面仿真平台，通过在小卫星星务管理系统开发设计期间的各种单元测试与集成测试，小卫星星务管理系统的正确性得到了验证。在此基础上，由于小卫星在深空探测过程中，地面站通常无法准确了解小卫星的实时运行情况，针对这一题目，本文设计了地面仿真测试平台，用于对小卫星实时运行工作情况作出准确反映，包括动画演示平台以及动态更新演示平台两个部分，生动的反映小卫星在深空探测过程中的工作情况。

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