Научная статья на тему 'Проблемы мониторинга процессов управления космическими аппаратами в системе обработки телеметрии'

Проблемы мониторинга процессов управления космическими аппаратами в системе обработки телеметрии Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
298
74
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ / CONTROL SYSTEM / КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ / SPACECRAFT / ТЕЛЕМЕТРИЯ / TELEMETRY

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Благова Е.О., Некрасов М.В., Пакман Д.Н.

Рассматривается общая структура автоматизированной системы управления космическим аппаратом, а также проблемы обработки и представления телеметрии в части мониторинга процессов управления космическими аппаратами. Предлагаются пути развития и модернизации системы обработки телеметрической информации для центра управления полётом космических аппаратов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Благова Е.О., Некрасов М.В., Пакман Д.Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SPACECRAFT CONTROL MONITORING ISSUES IN THE TELEMERY PROCESSING SYSTEM

The article considers the general structure of automated spacecraft control system, telemetry processing and telemetry representation issues of specifically monitoring spacecraft control. The article is centered on development and modernization of telemetry information processing in spacecraft control center.

Текст научной работы на тему «Проблемы мониторинга процессов управления космическими аппаратами в системе обработки телеметрии»

Для каждой из платформы потребуется реализовать собственный слой UI, т. е. код, который отвечает за внешний вид приложения, придется написать для каждой платформы отдельно. Если разбивать приложение на слои, то получается такая схема:

- Data Layer (DL) - хранилище данных, например, база SqlLite или xml-файлы;

- Data Access Layer (DAL);

- Business Layer (BL) - слой, содержащий бизнес-логику приложения;

- Service Access Layer (SAL) - слой, отвечающий за взаимодействие с удаленными сервисами;

- Application Layer (AL) - слой, содержащий платформозависимый код;

- User Interface Layer (UI) - слой пользовательского интерфейса [4].

Кроссплатформенными являются все слои, расположенные выше Application Layer.

Разработчики Xamarin в качестве среды разработки предлагают использовать либо собственную IDE -Xamarin Studio, либо Visual Studio. Xamarin Studio -кроссплатформенная IDE, которая работает как на Mac OS X, так и на Windows [2]. Также Xamarin предлагает возможность вести разработку в Visual Studio после установки специального плагина [5].

Таким образом, можно сделать вывод, что фреймворк Xamarin удовлетворяет всем необходимым возможностям и может использоваться при дальнейшей разработке мобильного приложения.

Библиографические ссылки

1. Корпоративный блог «Центр высоких технологий» [Электронный ресурс]. URL: http://blog.htc-cs.ru/ post/nativevsframeworks (дата обращения: 26.08.2015).

2. Официальный сайт Xamarin [Электронный ресурс]. URL: http://xamarin.com/ (дата обращения: 05.09.2015).

3. Arstechnisa [Электронный ресурс]. URL: http://arstechnica.com/information-technology/2014/05/ xamarin-3-review-making-cross-platform-mobile-develop-ment-painless/ (дата обращения: 27.08.2015).

4. ПрогХаус [Электронный ресурс]. URL: http ://www.proghouse.ru/programming/27-xamarin (дата обращения: 05.09.2015).

5. Блюстайн М. Изучаем Mo no Touch. Создание приложений на платформе iOS с помощью C# и .NET. М. : ДМК Пресс, 2012. 336 с.

References

1. Corporate Blog "Center of High Technologie". Available at: http://blog.htc-cs.ru/post/nativevsframe-works (accessed: 26.08.2015).

2. Official Website "Xamarin". Available at: http:// xamarin.com/ (accessed: 05.09.2015).

3. Arstechnisa. Available at: http://arstechnica.com/ information-technology/2014/05/xamarin-3-review-making-cross-platform-mobile-development-painless/ (accessed: 27.08.2015).

4. ProgHaus. Available at: http://www.proghouse.ru/ programming/27-xamarin (accessed: 05.09.2015).

5. Blyustayn M. Learning MonoTouch. Creating application an iOS using C # and .NET. M. M. : DMK Press, 2012. 336 p.

© Бастрикина В. В., 2015

УДК 65.011.56

ПРОБЛЕМЫ МОНИТОРИНГА ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИ

В СИСТЕМЕ ОБРАБОТКИ ТЕЛЕМЕТРИИ

Е. О. Благова1, М. В. Некрасов2, Д. Н. Пакман3

АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 E-mail: 1BlagovaEO@iss-reshetnev.ru, 2diamond@iss-reshetnev.ru, 3packman@iss-reshetnev.ru

Рассматривается общая структура автоматизированной системы управления космическим аппаратом, а также проблемы обработки и представления телеметрии в части мониторинга процессов управления космическими аппаратами. Предлагаются пути развития и модернизации системы обработки телеметрической информации для центра управления полётом космических аппаратов.

Ключевые слова: система управления, космический аппарат, телеметрия.

SPACECRAFT CONTROL MONITORING ISSUES IN THE TELEMERY PROCESSING SYSTEM

E. O. Blagova1, M. V. Nekrasov2, D. N. Packman3

JSC "Academician M. F. Reshetnev "Information satellite systems" 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: 1BlagovaEO@iss-reshetnev.ru, 2diamond@iss-reshetnev.ru, 3packman@iss-reshetnev.ru

Решетнеескцие чтения. 2015

The article considers the general structure of automated spacecraft control system, telemetry processing and telemetry representation issues of specifically monitoring spacecraft control. The article is centered on development and modernization of telemetry information processing in spacecraft control center.

Keywords: control system, spacecraft, telemetry.

Автоматизированная система управления космическим аппаратом (АСУ КА) предназначена для обеспечения работы бортовых систем КА в течение всего времени его активного существования. АСУ КА представляет собой совокупность бортовых и наземных средств управления с необходимым математическим обеспечением и включает бортовой и наземный комплексы управления [1;2].

Задачи управления космическими аппаратами решаются с использованием аппаратных и программных средств наземного комплекса управления (НКУ) космическими аппаратами.

Наземный комплекс управления предназначен для непрерывного выполнения задач управления космическими аппаратами и их орбитальной группировкой в целом, контроля полётов КА и поддержания заданных технических и баллистических характеристик [1; 2].

В структуре НКУ циркулирует информация различных видов, основными из которых являются разовые и программные команды, командно-програм-мная информация, результаты функционального контроля, баллистическая и телеметрическая информация. В сложной автоматизированной системе управления особую роль играет реакция управляемого космического аппарата на управляющие воздействия, а именно телеметрическая информация. Она поступает с передающих устройств спутника по радиолинии и содержит сведения о состоянии и режимах функционирования бортовой аппаратуры, выполнении лётных программ и реакции спутника на управляющие воздействия [3].

Комплексный анализ принимаемой телеметрической информации осуществляется с использованием специального программного обеспечения обработки телеметрической информации (СПО ОТИ), расположенного в центре управления космическими аппаратами (ЦУП КА).

СПО ОТИ обеспечивает приём, обработку, архивирование и отображение телеметрической информации, а также позволяет подготавливать исходные данные для обработки телеметрической информации. СПО ОТИ решает следующие задачи:

- подготовка исходных данных для обработки;

- проведение сеанса приёма телеметрии со спутника;

- проведение послесеансной обработки и анализа телеметрии.

Существующие на данный момент программные комплексы из состава СПО ОТИ предоставляют средства контроля состояния КА посредством отображения значений первичных и вторичных телеметрических параметров, параметров обобщенного контроля, графиков и мнемосхем бортовых систем. При этом они не предоставляют возможности непосредственно-

го мониторинга процессов управления, которое осуществляется посредством выполнения циклограмм.

Таким образом, для обеспечения контроля процессов управления необходима система динамического мониторинга выполнения циклограмм, а также средства их редактирования, позволяющие описывать логику циклограмм как можно менее трудозатратным способом.

В настоящее время для осуществления контроля состояния различных объектов используют SCADA-системы. Анализ наиболее популярных из них показал, что они не удовлетворяют требованиям, выдвигаемым к системе мониторинга процессов управления космическими аппаратами [4; 5].

С целью увеличения возможностей СПО ОТИ предлагается внедрить программный комплекс, имеющий в своем составе инструменты описания циклограмм со сложной разветвленной логикой и средства отображения хода их выполнения.

Для снижения трудозатрат, требуемых для описания циклограмм, предлагается отказаться от использования скриптов и описывать циклограммы графически с использованием блок-диаграмм, что значительно облегчит процесс описания логики управляющих действий и увеличит читабельность такой циклограммы при выполнении.

Помимо прочего разрабатываемая система должна предоставлять возможность мониторинга выполнения активной ветви алгоритма циклограммы в реальном времени, отображая планируемые в будущем работы с учетом состояния телеметрических параметров, характеризующих работу бортовых систем КА.

Предложенные решения по усовершенствованию специального программного обеспечения обработки телеметрической информации позволят существенно упростить процесс управления космическими аппаратами, сделать его более прозрачным и дружественным.

На данный момент система мониторинга процессов управления космическими аппаратами находится на стадии разработки и позволит в будущем расширить функционал СПО ОТИ.

Библиографические ссылки

1. Камнев В. Е., Черкасов В. В., Чечин Г. В. Спутниковые сети связи : учеб. пособие. М. : Альпина Паблишер, 2004. 536 с.

2. Соловьев Ю. А. Системы спутниковой навигации. М. : Эко-Трендз, 2000. 270 с.

3. Вершинин А. Б., Некрасов М. В., Пакман Д. Н. Построение унифицированной системы обработки телеметрической информации в центрах управления полетами космических аппаратов // Исследования наукограда. 2012. Вып. 1. С. 19-24.

4. Мир компьютерной автоматизации - Системы диспетчерского управления сбора данных : журнал

(SCADA-системы). URL: http://www.mka.ru/?p=41524 (дата обращения: 01.09.2015).

5. SCAD A net ru: справочник по существующим SCADA-системам, сравнение функциональных возможностей, цены. URL: http://scadanews.ru/catalog2.php (дата обращения: 01.09.2015).

References

1. Kamnev V. E., Cherkasov V. V., Chechin G. V. Sputnikovye seti svyazi [Satellite network]. Moscow : Al'pina Pablisher, 2004. 536 p.

2. Solov'ev Yu. A. Sistemy sputnikovoy navigatsii [Satellite navigation systems]. Moscow : Eko-Trendz, 2000, 270 p.

3. Vershinin A. B., Nekrasov M. V., Pakman D. N. [Development of the unified telemetry information-processing system in the spacecraft control centers].

Issledovaniya naukograda. 2012. No. 1, рp. 19-24 (In Russ.).

4. Zhurnal Mir komp'yuternoy avtomatizatsii -Sistemy dispetcherskogo upravleniya sbora dannykh (SCADA-sistemy) [Journal The world of computerization - supervisory control and data acquisition systems (SCADA systems)]. Available at: http://www.mka.ru/ ?p=41524 (accessed: 01.09.2015).

5. SCADA net ru:: Spravochnik po sushchest-vuyushchim SCADA sistemam, sravnenie funktsional'nykh vozmozhnostey, tseny [SCADA systems guide, functionality comparison, price]. Available at: http://scadanews.ru/catalog2.php (accessed: 01.09.2015).

© Благова Е. О., Некрасов М. В., Пакман Д. Н., 2015

УДК 004.042, 004.4'22, 004.4'242

МОДЕЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННАЯ РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ КРИТИЧЕСКИХ ПО НАДЕЖНОСТИ ВСТРАИВАЕМЫХ СИСТЕМ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА SCADE ОТ КОМПАНИИ ESTEREL TECHNOLOGIES

А. Ю. Бурков, М. Б. Насыров

ООО «АНСИС» Российская Федерация, 119049, г. Москва, ул. Мытная, 31 E-mail: Marat.Nasyrov@ansys.com

Рассматриваются преимущества модельно-ориентированного подхода при разработке программного обеспечения (ПО) критических по безопасности систем в ракетно-космической отрасли на примере технологии SCADE.

Ключевые слова: MBSD, SCADE (Safety Critical Application Development Environment), Esterel, DO-178C, ECSS Q80, IEC 61508, автоматизированная генерация кода.

MODEL-BASED SOFTWARE DEVELOPMENT FOR SAFETY-CRITICAL EMBEDDED SYSTEMS WITH SCADE SOLUTIONS FROM ESTEREL TECHNOLOGIES

A. Yu. Burkov, M. B. Nasyrov

LLC "ANSYS" 31, Mytnaya Str., Moscow, 119049, Russian Federation E-mail: Marat.Nasyrov@ansys.com

This article discusses the advantages of model-based approach for safety-critical systems software development (SW) in Aerospace industry with SCADE technology.

Keywords: MBSD, SCADE (Safety Critical Application Development Environment), Esterel, DO-178C, ECSS Q80, IEC 61508, automated code generation.

Введение. ПО значительно сложнее аппаратной части [1] и достижение требуемого уровня его надежности достигается с большими затратами. Значимость ПО в бортовых системах возрастает с увеличением объема реализуемых функций, сложности и требований по безопасности.

Традиционные методы разработки (написание технического задания, описание требований, построе-

ние функциональных схем в различных графических редакторах, ручные кодирование и верификация и т. п.) являются трудоемкими и низкоэффективными, особенно с учетом необходимости выполнения всех требований стандартов и прохождения сертификации.

Сравнение классического подхода к разработке ПО и модельно-ориентированного подхода, реализуемого технологией SCADE. Основные промыш-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.