Применение магистрально-модульного принципа при построении бортовой аппаратуры бортового комплекса управления космических аппаратов

ных ученых обществ избирает Бредихина своим почетным членом. В 1890 г. Бредихин был избран действительным членом русской Академии наук и назначен директором Пулковской обсерватории [3. С. 105].

Бредихин широко развернул астрофизические исследования, особенно систематические наблюдения солнечных пятен и протуберанцев. Оборудование Пулковской обсерватории было пополнено новыми астрофизическими инструментами, в частности, так называемым звездным спектрографом для изучения состава звезд и специальным телескопом с фотокамерой (астрографом), предназначенным для фотографирования небесных тел. Несмотря на краткий срок пребывания на посту директора (5 лет), Бредихин основал в Пулково астрофизический отдел. Последние 9 лет своей жизни Ф. А. Бредихин посвятил теоретическим исследованиям преимущественно в области кометной астрономии.

Ученый плодотворно работал и в других областях астрономии. Он организовал и вел спектральные наблюдения Солнца и голов комет - в то время это было совсем новым делом. Много лет он занимался наблюдениями планеты-гиганта Юпитера и загадочного красного пятна на нем. В 1895 г. Бредихин оставил руководство Пулковской обсерваторией, но научными исследованиями продолжал заниматься до конца своей жизни.

Библиографический список

1. Ляхова, К. А. Популярная история астрономии и космонавтики / К. А. Ляхова. М. : Вече, 2002.

2. Ипатов, С. И. Миграция небесных тел в Солнечной системе / С. И. Ипатов. М. : Изд-во «УРСС», 2000.

3. Зигель, Ф. Ю. Федор Александрович Бредихин. Его жизнь и деятельность / Ф. Ю. Зигель. М. : Наука, 1957.

D. A. Gavrin

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

COMETS IN F. A. BREDIHIN'S RESEARCH

F. A. Bredihins research of the comets is studied. Bredihin worked at Moscow and Pulkovo observatories. He classified the comets and worked out the comet theory. Comet investigations by Bredihin are of great value for the astronomy.

© Гаврнн A- A., 2009

УДК 629.783.05

А. И. Горностаев, А. Н. Капустин, В. А. Зубавичус, С. М. Колесников

ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск

ПРИМЕНЕНИЕ МАГИСТРАЛЬНО-МОДУЛЬНОГО ПРИНЦИПА ПРИ ПОСТРОЕНИИ БОРТОВОЙ АППАРАТУРЫ БОРТОВОГО КОМПЛЕКСА УПРАВЛЕНИЯ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Рассмотрены особенности применения магистралъно-модулъного принципа при построении бортовой аппаратуры (БА) бортового комплекса управления (БКУ) космических аппаратов (КА). Показаны преимущества построения БА БКУ по магистралъно-модулъному принципу на базе центрального приборного модуля.

При разработке БА БКУ современных КА в ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» (далее - ОАО «ИСС») широкое применение нашел магистрально-модульный принцип, позволяющий строить БА из отдельных типовых функционально законченных модулей, имеющих для передачи информации общий унифицированный внутриприборный интерфейс. Использование унифицированного внутриприборного интерфейса позволяет разра-

батывать типовые функционально законченные интерфейсные модули также унифицированными, пригодными для построения БА БКУ под задачи КА различного назначения. В результате, сокращаются сроки разработки и отработки такой БА, а наличие в ней унифицированных отработанных интерфейсных модулей способствует повышению ее надежности [1].

Особенности применения магистрально-модульного принципа при построении БА БКУ

Проектирование и производство летательнъхаппаратов, космические исследования и проекты

определяет внешнее информационное взаимодействие с бортовым информационно-вычислительным комплексом (БИВК), которое осуществляется по мультиплексному каналу обмена (МКО) в соответствии с ГОСТ Р52070-2003. Для информационного доступа БИВК к внутренним регистрам типовых интерфейсных модулей в БА необходимо использовать центральный модуль, который бы служил для БИВК оконечным устройством (ОУ) и обеспечивал сопряжение с этими модулями по внутриприборному интерфейсу.

Бортовая аппаратура БКУ для обеспечения требуемой надежности строится с использованием двухкомплектного резервирования типовых интерфейсных модулей сопряжения (ИМС), один из которых находится в холодном резерве, поэтому в ней предусматривается возможность передачи информации по дублированному внутрипри-борному интерфейсу через перекрестные связи. При этом обмен информацией по дублированному внутриприборному интерфейсу может быть организован двумя способами:

- с использованием параллельного интерфейса (ПИ);

- с использованием последовательного периферийного интерфейса (ППИ).

Первый способ нашел применение при использовании в качестве ОУ для БИВК модуля обмена (МО) разработки НИИ «Субмикрон» (г. Зеленоград), осуществляющего пассивное преобразование последовательного кода в параллельный и обратно. Этот способ позволил разработать ряд унифицированных одноплатных ИМС, пригодных для встраивания в БА, имеющую аналогичный внутриприборный ПИ [2; 3]. Также этот способ нашел применение в БА при использовании в качестве ОУ одноплатной микроЭВМ для решения автономных вычислительных задач [4]. Однако этот способ допускает подключение к ПИ ограниченного количества одноплатных ИМС из-за низкой ее нагрузочной способности и требует использования большого количества информационных цепей при организации перекрестных связей между комплектами резервирования, а отсутствие в МО встроенного интеллекта не позволяет осуществлять вычислительные функции в обеспечение автономных режимов работы БА, когда обмен с БИВК по каким-либо причинам отсутствует.

Второй способ нашел применение при использовании в качестве ОУ для БИВК уже интеллектуального устройства - центрального приборного модуля (ЦПМ) с процессорным ядром разработки НИИ «Субмикрон», позволяющего взять на себя ряд вычислительных функций при работе в автономных режимах. Использование ЦПМ позволило реализовать часть логики управления ИМС

программными средствами, а также резко снизить количество информационных цепей при организации перекрестных связей между комплектами резервирования. Этот способ также позволил сгруппировать отдельные одноплатные ИМС по общему функциональному признаку в многоплатные ИМС с внутренней организацией обмена по ПИ, не требующего организации перекрестных связей. При этом появилась возможность наращивать ИМС дополнительными платами через шину ПИ, не внося никаких изменений в базовую часть ИМС. Все это в совокупности позволило существенно снизить массу и габариты БА.

В настоящее время в ОАО «ИСС» БА БКУ из-за ряда перечисленных преимуществ разрабатывается только на базе ЦПМ с процессорным ядром. ЦПМ осуществляет обмен с БИВК по локальному последовательному интерфейсу МКО в режиме ОУ и выдачу 16-битной ТМ-информации о работе БА в штатном режиме. При обмене информацией все ИМС по отношению к ЦПМ также работают в режиме ОУ и имеют каждый свой адрес. В качестве ОУ для обмена информацией ИМС с ЦПМ по ППИ использован базовый матричный кристалл Н5503МХ5-171 разработки НИИ «Субмикрон». Для ЦПМ разработано унифицированное общее программное обеспечение (ПО), на базе которого создается функциональное ПО под конкретные задачи БА. Для технологической отладки ПО при автономных испытаниях БА в ЦПМ предусмотрен интерфейс ЯБ-422. Использование в БА унифицированных ИМС и входящих в их состав унифицированных плат позволило также частично унифицировать для ЦПМ и функциональное ПО.

Магистрально-модульный принцип построения БА БКУ на базе ЦПМ в ОАО «ИСС» применяется в БУН-Э для КА «Глонасс-М» и используется при разработке БУ БКУ и БУН для КА «Гло-насс-К», БУ БКУ и БИ БКУ для КА «Луч-5а» и лшо8-5. Наработанный задел унифицированных ИМС обеспечивает хорошую их преемственность для разработки БА БКУ последующих КА. Однако дальнейшая их унификация видится в более глубоком анализе возможности унификации технических решений на уровне КА в целом. Это позволит разработать не только ряд типовых унифицированных ИМС, но и обеспечить собираемость однотипных ИМС, не поддающихся унификации, из набора различных унифицированных плат.

Библиографический список

1. Капустин, А. Н. Магистрально-модульный способ построения блоков управления современных космических аппаратов навигации и связи /

А. Н. Капустин // Навигационные спутниковые системы, их роль и значение в жизни современного человека : материалы Всерос. науч.-техн. конф. / под общ. ред. Н. А. Тестоедова ; Сиб. гос. аэро-космич. ун-т. Красноярск, 2007. С. 109-111.

2. Горностаев, А. И. Задачи проектирования модулей контроля и преобразования напряжений постоянного тока / А. И. Горностаев, С. А. Рыбаков // Известия вузов. Приборостроение. 2008. Т. 51, № 8. С. 22-27.

3. Горностаев, А. И. Модуль контроля и преобразования напряжений постоянного тока: пат. 2365033 Рос. Федерация : МПК Н 03 М 1/18 (2006. 01) / А. И. Горностаев, С. А. Рыбаков, П. В. Михеев. Заявл. 13.06.2007 ; опубл. 20.08.2009, Бюл. № 23.

4. Горностаев, А. И. Контроль параметров помех на шинах питания бортовой аппаратуры / А. И. Горностаев // Известия вузов. Приборостроение. 2008. Т. 51, № 8. С. 28-33.

A. I. Gornostaev, A. N. Kapustin, V. A. Zubavichus, S. M. Kolesnikov JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk

APPLICATION OF MAINLINE-MODULAR PRINCIPLE DURING THE CONSTRUCTION OF ONBOARD EQUIPMENT OF SPACECRAFT ONBOARD CONTROL SYSTEM

Peculiarities of application of mainline-modular principle during the construction of onboard equipment of spacecraft onboard control system are considered. Advantages of the construction of onboard equipment in onboard control system when applying mainline modular principle on the base of the central module are shown.

© Горностаев А. И., Капустин А. Н., Зубавичус В. А., Колесников С. М., 2009

УДК 629.78.05.017.1

Д. А. Гришеленок, А. Н. Капустин, О. И. Цветкова

ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск

ПРИМЕНЕНИЕ ВСТРОЕННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ В БОРТОВОЙ АППАРАТУРЕ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Показана необходимость применения системы встроенного контроля в бортовой аппаратуре космических аппаратов. Описаны возможности системы встроенного контроля и ее реализация.

Создание современного космического аппарата (КА) с длительным сроком активного существования подразумевает использование бортовой аппаратуры (БА) с минимальными массогабарит-ными характеристиками, большой функциональностью и высокой надежностью. Выполнение первых двух требований в большей степени обеспечивается использованием современной элементной базы, такой как микропроцессоры, микроконтроллеры, ПЛИС, системы на кристалле и др. Существует множество способов повышения надежности аппаратуры: это применение высоконадежной элементной базы, резервирование и др. Одним из важнейших элементов повышения надежности аппаратуры является использование встроенной системы контроля (ВСК) [1]. Эта система позволяет достоверно определять состояние аппаратуры, находящейся на орбите, и оперативно реагировать в случае ее неисправности. Встроенная система контроля используется на стадии изготовления, испытания и при штатной эксплуа-

тации прибора. Использование ВСК при испытании БА позволяет выявить ненадежные элементы на стадии наземной отработки. Кроме того, на основе ВСК могут быть выполнены системы самодиагностики, автоматической калибровки, система прогнозирования отказов и др. [2].

Для бортовой аппаратуры космического аппарата немаловажен и такой фактор, как информативность. Поскольку аппарат физически не доступен для человека, то зачастую сложно диагностировать состояние БА, а в случае сбоя работы или отказа БА - определить причину. ВСК позволяет проводить диагностику аппаратуры в летной эксплуатации. Использование процессорных систем в БА позволяет программно менять алгоритмы работы аппаратуры на орбите. Если причиной неправильной работы является ошибка в алгоритме, то возможно перепрограммирование в процессе эксплуатации, для этого необходимо точно знать причину неисправности.