支持多种飞船交会对接的数据分级管理方法

支持多种飞船交会对接的数据分级管理方法
陆 岚，詹盼盼，王红光，孙 勇
（北 京 空 间 飞 行 器 总源自体 设 计 部 ， 北 京 １０００９４）
摘要：针对目标飞行器与不同飞船组合体交会对接时，作为信息管理主控方，需支持不同类型数据可靠传输、遥测模式迅速切换、 多种类复杂数据流复接下行的数据管理难题，提出了一种支持多种飞船交会对接的多网络数据分级管理方法；该方法包含组合体网络拓 扑设计、对接总线协议复用、遥测管理实现策略和分级网络管理等方面的内容，结合软硬件设计，从系统层面给出了数据管理解决方案， 既能够保证空间实验室、载人飞船、货运飞船独立运行的可靠性和安全性，又可兼顾交会对接组合体数据通信和管理的灵活性和可扩展 性；该方法已经在空间实验室数管分系统得到了应用，并通过了空间实验室与载人飞船和货运飞船共４次交会对接组合体的长期飞行实 验，充分验证了方法的有效性和可靠性。
０ 引 言
我国于２０１１年起发 射 了 天 宫 一 号 目 标 飞 行 器， 并 在 轨 与 三 艘 载 人 飞 船 执 行 了 多 次 交 会 对 接［１３］。 在 此 期 间 ， 天 宫 一 号 目标飞行器数管完成了国内首次组合体信息管理任务。
随着航天领域需求迅速发展，与单一航天器对接已不能满 足要求。我国后续将逐步发射空间实验室、载人飞船、货运飞 船。空间实验室将作为目标航天器实现与载人飞船和货运飞船 的交会对接，并执行不同任务。为此空间实验室数管除了需实 现本航天器的数据管理、指令控制、飞行程序控制、仪表显示 数据组织等功能［４］以外，还要具备与不同种类航天器的组合 体 信息管理能力。包括与载人飞船相关的遥测合路、遥控分发、 航 天 员 手 控 指 令 互 传 ， ［５６］ 以 及 与 货 运 飞 船 相 关 的 操 作 过 程 控 制、信息互传等。文献 ［５］ 和文献 ［６］ 中描述了载 人 飞 船 在 与目标飞行器交会对接过程中和组合体状态下的数据管理解决 途径和交会对接信息流可靠性设计，但未提及组合体信息管理 的主控方目标飞行器的数据管理方案。
关 键 词 ：载 人 飞 船 ； 货 运 飞 船 ； 交 会 对 接 ； 数 据 管 理 ； 网 络
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ＬｕＬａｎ，ＺｈａｎＰａｎｐａｎ，Ｗａｎｇ Ｈｏｎｇｇｕａｎｇ，ＳｕｎＹｏｎｇ
· １９４ ·
计算 机 测 量 与 控 制 ．２０１８．２６（４） 犆狅犿狆狌狋犲狉 犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋 牔 犆狅狀狋狉狅犾
设计与应用

文章编号：１６７１ ４５９８（２０１８）０４ ０１９４ ０４ ＤＯＩ：１０．１６５２６／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－４７６２／ｔｐ．２０１８．０４．０５１ 中图分类号：Ｖ４７ 文献标识码：Ａ
国际空间站［７］作为国 外 航 天 器 组 合 体 的 典 型 代 表，实 现 了 多舱段的 组 合 体 管 理。国 际 空 间 站 采 用 一 个 １００Ｍｂｐｓ的 ＦＤＤＩ
收稿日期：２０１７ １０ ３１； 修回日期：２０１７ １２ ０６。 作者简介：陆 岚（１９７５ ），女，浙 江 镇 海 人，博 士 研 究 生，高 级 工 程 师 ，主 要 从 事 航 天 器 数 管 分 系 统 设 计 方 向 的 研 究 。
（ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｐａｃｅｃｒａｆｔＳｙｓｔｅｍ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００９４，Ｃｈｉｎａ） 犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｏｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｔａｒｇｅｔｓｐａｃｅｃｒａｆｔｆｏｒｒｅｎｄｅｚｖｏｕｓａｎｄｄｏｃｋｉｎｇ，ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｒｅｌｉａｂｌｅｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒ ｅｎｔｔｙｐｅｓ，ｔｅｌｅｍｅｔｒｙｍｏｄｅｓｓｗｉｔｃｈｉｎｇ，ａｎｄｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｄａｔａｆｌｏｗｄｏｗｎｌｉｎｋ，ａｍｕｌｔｉ－ｎｅｔｗｏｒｋｓｓｔａｇｅｄａｔａｈａｎｄｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏ ｓｕｐｐｏｒｔｒｅｎｄｅｚｖｏｕｓａｎｄｄｏｃｋｉｎｇｗｉｔｈｖａｒｉｏｕｓｓｐａｃｅｓｈｉｐｓ．Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋｔｏｐｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘ，ｄｏｃｋｉｎｇｂｕｓｐｒｏｔｏｃｏｌｒｅｕｓｅ，ｔｅｌｅｍｅｔｒｙ ｈａｎｄｌｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙａｎｄｓｔａｇｅｎｅｔｗｏｒｋｓｍａｎａｇｉｎｇ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｅｄａｔａ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｏｌｕｔｉｏｎｉｓｇｉｖｅｎ ｆｒｏｍｔｈｅｓｙｓｔｅｍｌｅｖｅｌ．ＴｈｅｍｅｔｈｏｄｉｓａｂｌｅｔｏｇｕａｒａｎｔｅｅｅｉｔｈｅｒｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｓａｆｅｔｙｏｆＳｐａｃｅｌａｂ，ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｓｈｉｐａｎｄＣａｒｇｏＳｐａｃｅｓｈｉｐ ｉｎｓｔａｎｄ－ａｌｏｎｅｍｏｄｅ，ｏｒｔｈｅｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｓｃａｌａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｄａｔａｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘ．ＡｆｔｅｒａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅＯＢ ＤＨ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆＳｐａｃｅｌａｂ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｈａｓｂｅｅｎｖａｌｉｄａｔｅｄｂｙｔｈｅｔｈｅｌｏｎｇ－ｔｉｍｅｆｌｉｇｈｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｆｆｏｕｒｒｅｎｄｅｚｖｏｕｓａｎｄｄｏｃｋｉｎｇｃｏｍｐｌｅｘｅｓｏｆ Ｓｐａｃｅｌａｂ，ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｓｈｉｐａｎｄＣａｒｇｏＳｐａｃｅｓｈｉｐ． 犓犲狔狑狅狉犱狊：ｍａｎｎｅｄｓｐａｃｅｓｈｉｐ；ｃａｒｇｏｓｐａｃｅｓｈｉｐ；ｒｅｎｄｅｚｖｏｕｓａｎｄｄｏｃｋｉｎｇ；ｄａｔａｈａｎｄｌｉｎｇ；ｎｅｔｗｏｒｋｓ