BC/NW 2010, №1 (16): 8.1

Микропроцессорная система сбора данных космического микроспутника

Виноградов Н.И., Кудрявцев И.А.

СГАУ, г. Самара

В последнее время все большую популярность в области получения научных данных о Земле и околоземном космическом пространстве получают научно-образовательные микроспутники, характеризующиеся малыми габаритами, низкой стоимостью проектирования и практической реализации, но отличающиеся достаточным уровнем аппаратной и программной оснащенности для решения широкого круга научно-образовательных задач по получению экспериментальных данных о характеристиках полета космического аппарата.

В докладе рассматриваются технические аспекты разработки электронного оборудования для сбора, первичной обработки и доставки на Землю телеметрической информации о полете микроспутника. В качестве аппаратной платформы разрабатываемого микроспутника был выбран одноплатный компьютер ТИОН-ПРО v2 российского производителя «Завод электрооборудования», выполненный в соответствии с промышленным стандартом PC104. Его основой является выскопроизводительный 32-разрядный микропроцессор EP9315 класса «система на кристалле», основанный на RISC-архитектуре ARM9, компании Cirrus Logic. Этот микропроцессор отличается достаточно высокой производительностью при низком энергопотреблении, широким набором встроенной периферии, устойчивостью к температурным воздействиям.

Разрабатываемый микроспутник должен выполнять следующие задачи:

1. Сбор, первичную обработку и хранение информации об изменениях состояния магнитного поля Земли, а также о навигационных параметрах полета космического аппарата.

2. Регулярная передача собранной информации на Землю посредством спутникового канала связи «Глобалстар».

В соответствии с поставленными задачами к компьютеру через последовательные интерфейсы RS-232 будут подключены магнитометр собственной разработки на анизотропных магниторезистивных датчиках, двухсистемный (GPS/ГЛОНАСС) навигационный приемник и радиомодем системы спутниковой связи. Собранные данные будут сохраняться в структурированную базу данных и при установлении сеанса связи отправляться на удаленный FTP-сервер.

В качестве программной платформы была выбрана современная, компонентная, многозадачная, многопоточная, многоплатформенная операционная система жесткого реального времени Microsoft Windows Embedded CE 6.0 R2. Она обладает следующими достоинствами:

· Широкие возможности по подключению периферийных устройств (экраны, мыши, клавиатуры, проводные и беспроводные датчики и сетевые устройства).

· Встроенная поддержка большого числа сетевых технологий различного назначения(TCP/IP, IPv4, IPv6,TAPI, VPN).

· Гибкость в выборе необходимой функциональности образа ОС.

После испытаний опытного образца микроспутника планируется расширение функциональности системы путем подключения цифровой фотокамеры через USB 2.0 интерфейс, увеличение количества параметров, измеряемых системой с помощью датчиков температуры, влажности. В перспективе также предполагается применение радиомодема низкоорбитальной системы спутниковой связи «Гонец» после ее окончательного развертывания. Это позволит повысить надежность связи и скорость передачи данных на Землю.