大型航天器设备之间指令管理优化方法

陆岚 孙勇 何熊文 余晟

(北京空间飞行器总体设计部,北京 100094)

随着航天器交会对接[1-2]等各类复杂空间任务的出现和发展,使得航天器之间和航天器内部各设备之间都需进行更紧密的指令交互和协同控制。设备管理指令是大型航天器组合体内任意设备主动发往舱内或舱间其他设备的指令,往往需要进行一次或多次转发,每次转发都需在指令管理设备控制下进行较为复杂的交互过程。相对于以往常见的程控指令转发,设备管理指令的转发步骤更多,相应的转发时延更大。以往通用的程控指令转发方法已经不能满足大型航天器设备之间指令交互的实时性要求。目前国内航天领域针对1553B 总线[3-6]消息的实时调度方法已经有了一定的成果[7-9],但还缺乏针对指令转发全过程的分层优化策略研究。

基于上述现状,本文提出了一种设备管理指令的实时性优化方法,在数据链路层[10]采用解析流程和总线反馈过程优化,在物理层[11]进行总线消息发送序列优化,可有效缩减设备管理指令各转发步骤的时间延迟,并可兼容原有的硬件设计和软件框架。

1 指令交互需求分析

大型航天器长期在轨运行期间,由于测控区限制,地面不能随时监测航天器组合体各舱段状态,使得在轨自主管理成为其必备的关键功能。由于资源互备和共享需求,各舱段间热控、能源等重要设备的功能关联紧密,使得航天器自主管理过程中指令交互过程成为重中之重。……