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西安分院为海洋一号C卫星搭建天地信息通途

时间:2018年09月07日 信息来源:本站原创 点击: 字体:

9月7海洋一号C卫星在太原卫星发射中心成功发射,中国空间技术研究院西安分院承担研制的数传分系统,在卫星与地面之间搭建了一条信息传输通道,能够将卫星获取全球海洋水色、水温等重要数据传回地面。

海洋一号C卫星是海洋一号A和海洋一号B卫星的后续星,用于观测海洋的叶绿素浓度、悬浮泥沙、可溶性有机物等海洋水色信息,以及海表温度、海冰、海雾、赤潮等海岸带动态变化信息。海洋信息的动态性决定了海洋一号C卫星的数传分系统必须全时开机,实时对数据进行处理或传输。

对抗单粒子翻转,实现全时开机

对一般遥感卫星而言,数传分系统不会一直处于开机状态,而是根据需要进行开机,每次开机时间不会超过半个小时。这是因为太空中有很多高能量粒子,而这些粒子有可能会撞上卫星,进而影响数传分系统,导致数据处理出现偏差和错误,缩短开机时间,就可以减小数传分系统受到高能量粒子影响的概率。为了确保海洋1c卫星数传系统全时开机,航天五院西安分院科研人员通过抗辐照加固、三模冗余、定时刷新等手段提高数传分系统的自身抵抗力及自愈能力,确保能够抵御各种风险开展正常工作。

 

对于海洋一号C卫星的星数传分系统来说,要实现全时开机,最重要的就是避免单粒子翻转。

单粒子翻转是指宇宙中单个高能粒子射入半导体器件灵敏区,使器件逻辑状态翻转的现象。卫星和地面计算机一样,数据均是采用二进制的“0”、“1”来存储、传输和读取。单粒子不定期来袭,数传分系统的某些器件如果受到高能单粒子的撞击,就会使存储的“0”变成“1”,或者“1”变为“0”,导致数据严重错误,重者会导致传输中断,更别说正确解读、实时传输数据了。

对付单粒子翻转最简单的一个方法就是让关机重启,但这就无法保证数传分系统的全时开机功能。西安分院的设计师们利用三模冗余、定时刷新等方法方增强了卫星数传分系统的抗单粒子翻转能力。简单来说,三模冗余、定时刷新,就是将重要数据分别存储3次,也就是给1个数据做了2个备份。若数据被高能单粒子篡改,系统会根据另外两个没有被改变的数据,进行自我修复。除此之外,卫星的数传分系统设置了数据的定时刷新功能,这样就保证了卫星收集的海洋动态数据存储和传输的正确性

形成货架式产品,提升研制效率

海洋一号C卫星的数传分系统的全部单机都是经历过在轨考验的成熟产品,一方面为海洋数据传回地面的实效性和准确性又提供了一重保障,另一方面大大提高了海洋一号C卫星数传分系统的研制速度。据航天五院西安分院海洋一号C卫星副总设计师张爱兵介绍:“从两年前开始,西安分院就开始探索卫星有效载荷的新模式——固化硬件平台,形成货架式产品。货架上的产品基本都是经历过在轨应用的,可靠性和通用度比较高,只要根据不同卫星的需要,对软件进行改编就行,这样一来,就改变了卫星需求定了才开始元器件采购、产品集成等硬件方面的工作,大大地提高了研制效率。”

在海洋一号C卫星的数传分系统上十几类硬件配套产品,除了一类产品做了微小的调整,其余产品全都选用的成熟的货架产品。据航天五院西安分院主管科研生产的副院长和新阳介绍:“固化硬件、通过软件设计进行有效载荷产品研制也是未来的一个发展趋势,我们现在已经在逐步的实现这个过程了,但是还需要不断的摸索、优化。”(张昊)





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