高可靠性遥测数据采集与控制单元研究

论文摘要

根据航天器发展的需要和某预研卫星型号的具体需求，本论文对遥测数据采集与控制单元进行了相关研究和设计。本课题基于CCSDS（空间数据系统咨询委员会）的分包遥测理论进行电路设计，在设计方法上采用了数据采集码速率可变设计和硬件电路冷备份设计，并根据航天器产品的特殊需求对可靠性进行了专项研究，通过对样机的性能测试，产品满足了当前预研型号的工程实际需要，通过对产品功能指标和当前卫星遥测需求分析，本方案设计可以满足五年内卫星测控的需求，方案中“数据采集码速率可变设计”突破了传统遥测设备的设计方法，对将来高速率遥测设备的设计有较好的借鉴意义。论文主要研究目标和解决问题有：（1）突破传统遥测设备设计方法，实现遥测数据采集码速率可变，遥测采集通道的数量和容量可变，并支持CCSDS分包遥测功能。（2）设备模块接口标准化设计，既满足遥测数据的高速传输，又利于接口的模块的数量扩展。（3）设备集成化、小型化设计，降低设备体积重量。（4）硬件电路进行高可靠性设计，对电路健康状态进行实时监测，并实行双机冷备份模式，提高设备可靠性，保证长寿命工作要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外发展状况
• 1.2.2 国内发展状况及存在的问题
• 1.3 论文主要工作及各章节内容
• 第二章 航天器遥测技术综述
• 2.1 遥测技术发展现状
• 2.2 分包遥测技术综述
• 2.3 本章小结
• 第三章 遥测数据采集与控制单元设计
• 3.1 遥测数据采集与控制单元主要功能
• 3.2 遥测数据采集与控制单元的组成
• 3.3 遥测数据采集与控制单元硬件设计
• 3.3.1 数据采集模块设计
• 3.3.2 调制电路设计
• 3.3.3 数据校准电路设计
• 3.3.4 单片机电路设计
• 3.3.5 数据综合电路设计
• 3.4 遥测数据采集与控制单元软件设计
• 3.4.1 软件设计工作结构及开发环境
• 3.4.2 软件功能需求分析
• 3.4.3 软件设计与实现
• 3.4.4 软件测试
• 3.5 结构设计
• 3.6 本章小结
• 第四章 遥测数据采集与控制单元可靠性与安全性设计
• 4.1 可靠性和安全性设计原则
• 4.2 遥测数据采集与控制单元的可靠性设计
• 4.2.1 元器件降额设计
• 4.2.2 热设计
• 4.2.3 抗辐照设计
• 4.2.4 EMC 设计
• 4.2.5 静电防护设计
• 4.2.6 冗余和容差设计
• 4.3 遥测数据采集与控制单元的安全性设计
• 4.3.1 硬件安全性设计
• 4.3.2 软件安全性设计
• 4.4 安全性和可靠性验证
• 4.5 本章小结
• 第五章 测试与试验验证
• 5.1 产品测试验证及 数据分 析
• 5.1.1 产品测试 系统构成
• 5.1.2 产品测试数 据及分 析
• 5.2 产品仿真试验结果及分 析
• 5.3 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 全文工作总结
• 6.2 推广及应用 前景
• 6.3 下一步研究 设想
• 致谢
• 参考文献