CN103676640B - 应用于交会对接的数据通信装置 - Google Patents

应用于交会对接的数据通信装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103676640B
CN103676640B CN201210319850.9A CN201210319850A CN103676640B CN 103676640 B CN103676640 B CN 103676640B CN 201210319850 A CN201210319850 A CN 201210319850A CN 103676640 B CN103676640 B CN 103676640B
Authority
CN
China
Prior art keywords
data stream
communication equipment
data
interface
gnss
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201210319850.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103676640A (zh
Inventor
吴维林
左丽丽
史琴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Aerospace Measurement Control Communication Institute
Original Assignee
Shanghai Aerospace Measurement Control Communication Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Aerospace Measurement Control Communication Institute filed Critical Shanghai Aerospace Measurement Control Communication Institute
Priority to CN201210319850.9A priority Critical patent/CN103676640B/zh
Publication of CN103676640A publication Critical patent/CN103676640A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103676640B publication Critical patent/CN103676640B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Communication Control (AREA)

Abstract

一种应用于交会对接的数据通信装置，包括：接口模块，用于连接外界送入的数据流和/或送到外界的数据流；所述数据流包括：GNSS数据流和/或工程遥测数据流；数据处理模块，用于接收来自所述第一通信机和/或第二通信机的信号，对所述信号进行解调、状态判别处理后，把遥控数据帧送出至所述遥控解调器；并同时接收来自所述GNSS接口的GNSS数据流和所述工程遥测接口的工程遥测数据流，对所述GNSS数据流和工程遥测数据流进行复接、扩频、调制后送出至所述第一通信机和/或第二通信机。本发明的技术方案提高了空间交会对接时数据通信的可靠性，适应了空间对接的需要。

Description

应用于交会对接的数据通信装置
技术领域
本发明涉及空间交会对接技术领域，，特别是一种应用于交会对接的数据通信装置。
背景技术
随着我国航天事业的发展，涉及空间交会对接技术的逐步深入，对空间数据通信需求的增长，信息传输的精确性要求越来越高。飞船和目标飞行器进入对接阶段后，双方需要进行大量的数据交互，在通信机和对应的各用户之间建立接口链路，完成用户与通信机之间数据的双向传送。
由于空间环境复杂，设备众多，信息传输量也极其巨大，因此如何提高空间交会对接时数据通信的可靠性，适应空间对接的需要成为目前亟待解决的问题之一。
发明内容
本发明的技术方案要解决的技术问题是如何提高空间交会对接时数据通信的可靠性，适应空间对接的需要。
为解决上述问题本发明的技术方案提出了一种应用于交会对接的数据通信装置，包括：
接口模块，用于连接外界送入的数据流和/或送到外界的数据流，所述接口模块包括：第一通信机、第二通信机、GNSS接口、工程遥测接口、遥控解调器接口，遥控指令接口和遥测参数接口；所述数据流包括：GNSS数据流和/或工程遥测数据流；
数据处理模块，用于接收来自所述第一通信机和/或第二通信机的信号，对所述信号进行解调、状态判别处理后，把遥控数据帧送出至所述遥控解调器；并同时接收来自所述GNSS接口的GNSS数据流和所述工程遥测接口的工程遥测数据流，对所述GNSS数据流和工程遥测数据流进行复接、扩频、调制后送出至所述第一通信机和/或第二通信机。
可选的，所述数据处理模块包括两块FPGA模块。
可选的，所述FPGA模块采用双机热备份设计，所述数据处理模块采用自适应技术对所述第一通信机和第二通信机输入进行选择。
可选的，所述FPGA模块采用三模冗余设计，所述数据处理模块采用自主诊断技术进行自主选择输出通道切换；所述工程遥测数据流采用乒乓FIFO技术。
可选的，所述数据处理模块包括：GNSS数据接收模块和工程遥测数据接收模块。
可选的，所述数据处理模块采用智能调度设计，所述数据处理模块基于所述智能调度设计适应于多种不同速率的数据流双向传输。
可选的，所述数据处理模块基于所述智能调度设计适应于多种不同速率的数据流双向传输包括：所述数据处理模块接收、调度并轮流响应所述GNSS数据接收模块发出的中断信号和所述工程遥测数据接收模块发出的中断信号，所述数据处理模块还控制所述GNSS数据流FIFO输出数据或所述工程遥测数据流FIFO输出数据，所述数据处理模块控制所述GNSS数据流FIFO输出数据后，对所述GNSS数据接收模块进行清空操作。
附图说明
图1是本发明实施例提供的应用于交会对接的数据通信装置的结构图；
图2是本发明实施例提供的应用于交会对接的数据通信装置的原理框图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
如图1所示，所述应用于交会对接的数据通信装置包括：
接口模块1，用于接收外界送入的数据流和/或向外界发送数据流，所述接口模块1包括：第一通信机接口、第二通信机接口、GNSS接口、工程遥测接口、遥控解调器接口，遥控指令接口和遥测参数接口；所述第一通信机接口用于连接外部第一通信机，所述第二通信机接口用于连接外部第二通信机；所述数据流包括：GNSS数据流、工程遥测数据流、第一通信机数据流、第二通信机数据流、遥控解调器数据流、遥控指令数据流和遥测参数数据流；
数据处理模块2，用于接收来自所述第一通信机接口和/或第二通信机接口的第一通信机数据流和/或第二通信机数据流，对所述第一通信机数据流和/或第二通信机数据流进行解调、状态判别处理后，把遥控数据帧送出至所述遥控解调器接口；并同时接收来自所述GNSS接口的GNSS数据流和所述工程遥测接口的工程遥测数据流，对所述GNSS数据流和工程遥测数据流进行复接、扩频、调制后送出至所述第一通信机接口和/或第二通信机接口。
数据处理模块2采用双机热备份设计，包括两块FPGA模块。所述数据处理模块采用自适应技术对所述第一通信机和第二通信机输入进行选择。所述FPGA模块采用三模冗余设计，所述数据处理模块采用自主诊断技术进行自主选择输出通道切换；所述工程遥测数据流采用乒乓FIFO技术。
所述数据处理模块2包括：GNSS数据接收模块和工程遥测数据接收模块。所述数据处理模块2采用智能调度设计，所述数据处理模块基于所述智能调度设计适应于多种不同速率的数据流双向传输。所述数据处理模块2基于所述智能调度设计适应于多种不同速率的数据流双向传输包括：所述数据处理模块接收、调度并轮流响应所述GNSS数据接收模块发出的中断信号和所述工程遥测数据接收模块发出的中断信号，所述数据处理模块还控制所述GNSS数据流FIFO输出数据或所述工程遥测数据流FIFO输出数据，所述数据处理模块控制所述GNSS数据流FIFO输出数据后，对所述GNSS数据接收模块进行清空操作。
具体的，接口模块1负责双向传输数据流；数据处理模块2对第一通信机数据流、第二通信机数据流、GNSS数据流、工程遥测数据流、遥控解调器数据流，遥控指令数据流和遥测参数数据流进行判别、解调、复接、扩频处理，并不同的时序信号进行调度。数据处理模块2采用双机热备份设计，输出通道可以通过自主诊断技术进行自主选择切换；采用大规模FPGA实现处理功能，内部各设计模块采用三模冗余设计，防止空间辐射效应，实现高可靠性误码率。
本发明采取上述的技术方案，结合了FPGA器件来实现处理功能，内部设计采用了乒乓FIFO、三模冗余、自主判别等技术，解决了在空间交会对接时数据链路传输的误码率问题，满足了交会对接数据双向通信的可靠性要求，并取得了如下有益效果：
1.首次应用于交会对接并取得成功；
2.可以适应多种数据流速率和方向的变换；
3.为将来和空间站对接数据通信具有指导性。
图2本发明实施例提供的应用于交会对接的数据通信装置的原理框图，下面结合图1和图2详细说明。
数据通信装置包括：接口模块1和数据处理模块2（如图1所示）。数据处理模块2由两片大规模FPGA（图2中所示的FPGA A和FPGA B）组成双机热备份工作。两路通信机数据（第一通信机和第二通信机）通过接口模块1输入，数据处理模块2获取通信机数据后，通过判别包头判断是否有效帧，并在组帧后传出。通过接口模块1接收遥测数据时，采取了乒乓FIFO技术处理，每个FIFO容量为1Kbyte。FIFO可以为多个，例如，FIFO1，FIFO2…FIFON等。当FIFO1写满后，数据处理模块2控制调度信号进行翻转，控制写入另一个FIFO2中，若FIFO1写满而下一帧信号未来，则数据处理模块2停止对FIFO1进行写操作直到下一个帧同步信号到来，不会有多余数据。接口模块1接收GNSS的信号通过FLAG进行判别，同时启动计数器，保证长度和数据有效性。数据处理模块2输出通信机的信号先经过两个FPGA模块数据预处理，然后通过数据状态判决进行选择输出一路；由于数据流的速率都不一样，数据处理模块2同时使用了智能调度进行控制。具体的，智能调度设计包括以下功能：
a)接收GNSS数据接收模块发出的中断信号；
b)接收遥测数据接收模块发出的中断信号；
c)调度两路中断信号，控制轮流响应；
d)控制GNSS数据FIFO或者遥测数据FIFO输出数据；
e)GNSS数据FIFO输出一整帧后对其进行清空操作；
f)遥测数据FIFO输出一整帧后对其进行清空操作；
g)对FIFO中输出的数据进行组帧。
本发明的技术方案同时还采用了以下技术进一步提高数据可靠性:在FPGA设计里加入了自主诊断技术和三模冗余设计。自主诊断用于检测组帧模块是否工作正常， FPGA在送出信号的同时，也对自身送出的信号进行检测，并实时送出表征工作状态的遥测值，使本发明具备故障自诊断功能。同时在数据处理模块设计中加入三模冗余设计。
综上所述，本发明采用大规模FPGA器件，使用了自主诊断、三模冗余乒乓FIFO，智能调度等设计，解决了空间交会对接时对接双方大量数据流交互的误码率问题。本发明具有电路简单、可靠性高的特点，软件可以用VHDL语言实现，具有一定的通用性，可以应用于空间交会对接数据通信领域中。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种应用于交会对接的数据通信装置，其特征在于，包括：
接口模块，用于接收外界送入的数据流和/或向外界发送数据流，所述接口模块包括：第一通信机、第二通信机、GNSS接口、工程遥测接口、遥控解调器接口、遥控指令接口和遥测参数接口；所述数据流包括：GNSS数据流和/或工程遥测数据流；
数据处理模块，用于接收来自所述第一通信机接口的第一通信机数据流和/或第二通信机接口的第二通信机数据流，对所述第一通信机数据流和/或第二通信机数据流进行解调、状态判别处理后，把遥控数据帧送出至所述遥控解调器接口；并同时接收来自所述GNSS接口的GNSS数据流和所述工程遥测接口的工程遥测数据流，对所述GNSS数据流和工程遥测数据流进行复接、扩频、调制后送出至所述第一通信机接口和/或第二通信机接口；
所述数据处理模块包括：GNSS数据接收模块和工程遥测数据接收模块；
所述数据处理模块采用智能调度设计，所述数据处理模块基于所述智能调度设计适应于多种不同速率的数据流双向传输；
所述数据处理模块基于所述智能调度设计适应于多种不同速率的数据流双向传输包括：所述数据处理模块接收、调度并轮流响应所述GNSS数据接收模块发出的中断信号和所述工程遥测数据接收模块发出的中断信号，所述数据处理模块还控制所述GNSS数据流FIFO输出数据或所述工程遥测数据流FIFO输出数据，所述数据处理模块控制所述GNSS数据流FIFO输出数据后，对所述GNSS数据接收模块进行清空操作。
2.如权利要求1所述的数据通信装置，其特征在于，所述数据处理模块包括两块FPGA模块。
3.如权利要求2所述的数据通信装置，其特征在于，所述FPGA模块采用双机热备份设计，所述数据处理模块采用自适应技术对所述第一通信机和第二通信机输入进行选择。
4.如权利要求2所述的数据通信装置，其特征在于，所述FPGA模块采用三模冗余设计，所述数据处理模块采用自主诊断技术进行自主选择输出通道切换；所述工程遥测数据流采用乒乓FIFO技术。
5.如权利要求1所述的数据通信装置，其特征在于，所述数据流还包括：第一通信机数据流、第二通信机数据流、遥控解调器数据流、遥控指令数据流和遥测参数数据流。
CN201210319850.9A 2012-09-03 2012-09-03 应用于交会对接的数据通信装置 Active CN103676640B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210319850.9A CN103676640B (zh) 2012-09-03 2012-09-03 应用于交会对接的数据通信装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210319850.9A CN103676640B (zh) 2012-09-03 2012-09-03 应用于交会对接的数据通信装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103676640A CN103676640A (zh) 2014-03-26
CN103676640B true CN103676640B (zh) 2016-12-28

Family

ID=50314551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210319850.9A Active CN103676640B (zh) 2012-09-03 2012-09-03 应用于交会对接的数据通信装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103676640B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104061926B (zh) * 2014-06-24 2017-10-24 北京控制工程研究所 基于在轨数据进行相对导航敏感器状态辅助判断的方法
CN106157593A (zh) * 2016-07-07 2016-11-23 上海航天测控通信研究所 一种应用于交会对接的遥测系统
CN108337035B (zh) * 2018-02-05 2020-12-01 北京电子工程总体研究所 一种遥测下行热备份且无缝衔接的星务遥测中断处理方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994003854A1 (en) * 1992-07-31 1994-02-17 Lear Astronics Corporation Failsafe digital bus to analog protocol converter system
JPH10307602A (ja) * 1997-05-02 1998-11-17 Mitsubishi Electric Corp 電力系統集中監視制御システム
CN101807074A (zh) * 2003-01-28 2010-08-18 费舍-柔斯芒特系统股份有限公司 用于过程装置的配置系统
CN102269970A (zh) * 2010-06-07 2011-12-07 富士电机株式会社 安全控制系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7237109B2 (en) * 2003-01-28 2007-06-26 Fisher- Rosemount Systems, Inc. Integrated security in a process plant having a process control system and a safety system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994003854A1 (en) * 1992-07-31 1994-02-17 Lear Astronics Corporation Failsafe digital bus to analog protocol converter system
JPH10307602A (ja) * 1997-05-02 1998-11-17 Mitsubishi Electric Corp 電力系統集中監視制御システム
CN101807074A (zh) * 2003-01-28 2010-08-18 费舍-柔斯芒特系统股份有限公司 用于过程装置的配置系统
CN102269970A (zh) * 2010-06-07 2011-12-07 富士电机株式会社 安全控制系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
目标飞行器测控与通信分系统;王乃雯等;《上海航天》;20111231;第28卷(第6期);正文第1-4节 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103676640A (zh) 2014-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102325019B (zh) 一种实时工业以太网EtherCAT冗余系统的时钟同步方法
CN103676640B (zh) 应用于交会对接的数据通信装置
CN105007115A (zh) 无人直升机中继数据链系统及其控制方法
CN103516571A (zh) 一种双can总线保证数据通信可靠性的系统架构及其方法
CN101692181B (zh) 高速协调控制网络及节点芯片
CN104866399B (zh) Um-bus总线通道故障检测控制器及检测方法
CN110311697B (zh) 远程数据集中器
CN106487673B (zh) 一种基于三模冗余的检错重传容错路由单元
CN103795520B (zh) 一种基于fpga报文实时同步方法
CN102692642B (zh) 基于以太网物理层收发器的地震数据传输装置
CN102394905A (zh) 用于地球物理勘探的交叉站高速通信系统及其通信协议
CN202190284U (zh) 一种CAN总线与SpaceWire总线的协议转换器
CN103763085A (zh) 一种多路数据高速采集合并方法及装置
CN109412915A (zh) 一种基于1553b总线的子母飞行器通讯方法及系统
CN108390712A (zh) 面向多路遥测的航天器指令执行结果的判断方法
CN101764795B (zh) Ieee1394总线的链路层控制器
CN101887635B (zh) 深水浅层高分辨率多道地震勘探数据传输系统
CN103454673A (zh) 具有多记录监控单元的微机电数字检波器采集系统与方法
CN102882754A (zh) 重复中断方式485方向控制方法
CN106444491A (zh) 一种基于can总线的自主移动机器人通信系统
CN106411463B (zh) 一种基于异步时钟的高速数据传输装置及方法
CN112367110A (zh) 一种基于空空通信的上下行链路通信方法
CN102223273A (zh) 一种数字传感网络及通讯方法
CN203982361U (zh) 一种多路串口通信测试装置
CN204463106U (zh) Um-bus总线通道故障检测控制器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant