РАЗРАБОТКА ИМИТАТОРА СОВОКУПНОГО ИНФОРМАЦИОННОГО ПОТОКА В УСТРОЙСТВЕ ДКСИ, ПРИМЕНЯЕМОГО В АППАРАТУРЕ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ

 

C.В. Наседкин, студ.; рук. А.Ю. Сизякова, к. т. н., доц. (МЭИ(ТУ))

 

Перед запуском комплекса в эксплуатацию для проверки работоспособности и функционирования комплекса в целом требуется выполнить проверку каждого функционального устройства приемной станции наземного комплекса приема и обработки информации в соответствии со своими входными информационными данными.

Структура данных, поступающих с каждого космического аппарата дистанционного зондирования Земли, неодинакова, поэтому предназначенный для проверки имитатор совокупного информационного потока должен уметь имитировать все режимы работы. Информативностью сигнала назовем количество информационных потоков с кодовыми синхровставками, в которые упакована информация разных сканирующих датчиков на борту. Информативность поступающего сигнала меняется в зависимости от режима работы КА. В последнее время имеется тенденция к постоянному увеличению информативности передаваемой информации.

Целью работы является разработка конструкторско-технической документации на имитатор совокупного потока со скоростью до 150 Мбит/с. Построение устройства ведется на базе ПЛИС SPARTAN II Xilinx. Благодаря использованию быстрой (до 300 МГц) и достаточно ёмкой (до 300000 вентилей) логике удалось достичь заданной скорости потока.

Цифровой поток на входе имитатора представляет собой ПСП, куда через каждые 48 байт вставляется байт синхронизирующей кодовой группы (КГС). В имитаторе происходит определение места КГС, а затем побайтно вставляется информация имитируемых датчиков плюс телеметрия. Например, мы имитируем 3 канальных датчика. Места их вставки определяются по линейному закону. Допустим, 1 байт занимает КГС, тогда 2, 6, 10, … байты занимают данные датчика №1; 3, 7, 11,…байты – датчика №2; датчика №3 – 4, 8, 12,… байты. Телеметрическая информация как менее информативная занимает 5, 21, 37,… места. На позициях, не занятых телеметрией, остается ПСП. ПСП в обязательном порядке присутствует в потоке, поступающем с КА, и служит для защиты от несанкционированного доступа к информации.

В разработке применен синтезатор частот, построенный по принципу прямого цифрового синтеза, на базе микросхемы AD9859, и рассчитан ФНЧ Кауэра 9-го порядка с частотой среза 150 МГц. После ФНЧ установлен компаратор, преобразующий синусоиду в меандр с частотой необходимой для работы имитатора. Оригинальной частью разработки является получение меандра путем выполнения цифро-аналогового преобразования, и далее применения компаратора. Показано, что такое построение синтезатора позволяет снизить до минимума джиттер для всех выходных частот (порядка сотен пикосекунд).