ЖУРНАЛ «СТА» №1/2008

трех постоянно включённых комплектов; ● излишняя автономность сис- тем, включающих большое чис- ло автономных приборов, не позволяющая эффективно ис- пользовать возможности БВК; ● дешифрация основного числа команд управления НКУ авто- номными средствами бортовой аппаратуры командноизмери- тельной системы (КИС), а не приборами БВК; ● сбор, хранение, обработка и сброс результатов телеметри- ческих измерений средствами автономной бортовой системы телеметрических измерений (СТМИ); ● использование мультиплексного ка- нала обмена (МКО) по ГОСТ 26765.5287 (MILSTD1553) при ма- лой информативности обмена. Эти решения, в свою очередь, созда- ют ряд проблем при проектировании систем КА. Например, автономность систем разделяет сферы ответственно- сти разработчиков и ведёт к увеличе- нию сложности аппаратуры, сниже- нию надёжности, повышению массы и потребления. Особенно это характерно для систем, эксплуатируемых в сеанс- ном режиме. Отдельно следует остановиться на использовании МКО, который обеспе- чивает пропускную способность около 1000 кбод на расстояние до 100 м, при- чем расстояние между согласующими трансформаторами шлейфов должно быть не менее 1 метра. При объеме МКА 12 м 3 длина резервированной магистрали будет около 10 м, а вес (с согласующими трансформаторами) — 12 кг. С другой стороны, фактическая скорость передачи данных по магист- рали МКА не превышает 7 кбод, что определяет кпд информационного об- мена [1] менее 0,7%. Однако затраты при этом весьма впечатляют: стои- мость одной микросхемы оконечного устройства канала или контроллера со- ставляет $10001500, что в два раза пре- вышает стоимость микроЭВМ. Радиа- ционностойкие зарубежные микро- схемы для МКО стоят ещё дороже. За- траты на проект с учётом отработочных комплектов, наземных средств и кон- трольноизмерительной аппаратуры достигают 1020% стоимости БВК, а отработка бортовой сети, кроме того, требует высокой квалификации специ- алистов и занимает много месяцев. Ис- пользование сети на 15 резервирован- ных абонентов потребует также допол- нительной мощности порядка 1015 Вт. В [1] МКО характеризуется как продукт затратной экономики хо- лодной войны, на который «…потраче- но уже около миллиарда рублей в ста- ром доперестроечном исчислении» и для которого «создано шесть элемент- ных баз, и все они не годятся…» и фи- нансируется создание новых. С ТРУКТУРА УНИФИЦИРОВАННОГО БВК МКА На рис. 2 приводится альтернативная структура БВК МКА, в которой учтены тенденции, просматриваемые как в зару- бежных, так и в отечественных проектах, а также предлагаются некоторые новые решения, продиктованные сегодняшни- ми реалиями. В частности, за счёт орга- низации периодического переключения (ППР) [2] предлагается создать унифи- цированный БВК на базе доступных ИМС и МicroPC как для низких орбит, так и для «тяжёлых» орбит, например, для геостационарной орбиты (ГСО). БВК представляет собой распределён- ную вычислительную систему, которая включает системный контроллер (СК), высокопроизводительную микроЭВМ формата МicroPC и специализирован- ные локальные контроллеры (ЛК), об- служивающие несколько систем. СК является ядром БВК и контрол- лером сети, а во время сеанса связи с НКУ — удалённым терминалом радио- канала Земля — МКА. СК выполняет следующие функции: ● двусторонний обмен по радиальным связям (RS232/422):  с приёмником и передатчиком бортовой командноизмеритель- ной системы (КИС),  аппаратурой систем сбора измере- ний (ССИ),  аппаратурой спутниковой навига- ции (АСН),  астродатчиком (АД); ● двусторонний обмен с микроЭВМ; ● низкоинформативной обмен с ЛК систем по магистрали RS485; ● верификация команд и команд- нопрограммной информации, по- ступающей по радиолинии с НКУ, передача их в микроЭВМ и ЛК или хранение в отказоустойчивом ОЗУ в форме вре`менных программ; ● выдача разовых команд в соответст- вии с информацией, полученной от НКУ, микроЭВМ или при отработке временной программы; ● отработка режимов включения ЛК и другой БА с выдачей соответствую- щих разовых команд; ● диагностика состояния и реконфигу- рация микроЭВМ, КИС, СCИ, АСН, АД, ЛК и магистрали; ● формирование бортовой шкалы време- ни (БШВ) и синхронизация её со шка- лой времени НКУ и таймерами ЛК; ● отказоустойчивое хранение систем- ной информации; ● поддержка отказоустойчивости вы- числений микроЭВМ; ● обеспечение прямой передачи ко- манднопрограммной информации с РАЗ РА БО Т КИ / КОСМОНА В Т ИК А 30 КИС Системный контроллер Локальный контроллер «важных» команд Локальный контроллер Локальный контроллер Локальный контроллер MикроЭВМ (формат MicroPC) RS 485 К НКИК АД РК АСН СCИ Управление выводом МКА и пр. Аппаратура полезной нагрузки Системы жизнеобес печения Cистема стабилизации и ориентации Условные обозначения: РК — разовые команды; КИС — командно-измерительная система; АД — астродатчик; АСН — аппаратура спутниковой навигации; ССИ — система сбора измерений. Рис. 2. Структура бортового вычислительного комплекса малого космического аппарата Конструкторские решения для БА КА СТА 4/2001 www.cta.ru