CC BY
2
УДК 528.8
Слепченко Е.А. студент магистратуры Рагозин А.Н. студент магистратуры Гончаров Р.А. студент магистратуры Сулаймонов В.М. студент магистратуры Гаврилюк Д.С. студент магистратуры Сибирский государственный университет науки и технологий им.
академика М. Ф. Решетнева научный руководитель: Сафронов М.В.
старший преподаватель Россия, г. Красноярск ПРОБЛЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ НАЗЕМНОГО КОМПЛЕКСА УПРАВЛЕНИЯ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ КОСМИЧЕСКИХ ПРОЕКТОВ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ Аннотация: в работе рассматриваются проблемы исследования и выбора архитектуры наземной системы приема и цифровой обработки изображений Земли, получаемых с орбитальных космических аппаратов.
Ключевые слова: комплекс приема информации, зондирование Земли, космический аппарат, информация, спутниковая система
Slepchenko E.A., graduate student Ragozin A.N., graduate student Goncharov R.A., graduate student Sulajmonov V.M., graduate student Gavriljuk D.S., graduate student Reshetnev Siberian State University of Science and Technology,
Russia, Krasnoyarsk Scientific supervisor: Safronov M. V.
Senior teacher
PROBLEMS OF THE GROUND CONTROL COMPLEX ORGANIZATIONIN EARTH REMOTE SENSING SPACE PROJECTS
Abstract:the paper deals with the problems of research and selection of the architecture of the ground-based system for receiving and digital processing of images of the Earth obtained from orbital spacecraft.
Keywords: complex of reception of information, sounding of Earth, spacecraft, information, satellite system.
Одной из основных составляющих работы космической программы
является процесс создания систем информационного обеспечения, основанных на аппаратно-программных комплексах для приема, обработки, хранения и распределения результатов работы исследовательской и прочей аппаратуры космического аппарата.
Эти системы используются для анализа и интерпретации результатов выполнения программы научно-прикладных исследований на орбитальных космических аппаратах.
К этим системам применяются очень противоречивые требования:
- управление полетом - предельно быстро, максимально достоверно, допуская потери информации, обработать, эргономически правильно визуализировать на мониторах операторов ЦУПа результаты обработки для принятия решения;
- получение результатов выполнения НПИ - принять, обработать, не допуская использование каких-либо методов, приводящих к потерям информации, придать физический смысл, дополнить данными для интерпретации, сохранить в базе данных, обеспечив к ней доступ потребителей, всю принятую в обработку информацию.
Одним из наиболее информативных и значимых среди комплекса научной аппаратуры модуля «Природа» был модульный оптико-электронный мультиспектральный стерео сканер МОМС-2П, разработанный и созданный в Германии. Однако, при подготовке к обеспечению выполнения программы НПИ на модуле «Природа» возникла принципиально новая проблема: разработка, создание и эксплуатация наземной системы, состоящей из двух информационно связанных ЦОИ, способных обеспечивать в режиме квазиреального времени прием, обработку, хранение и передачу потребителям данных, поступающих с борта модуля «Природа» со скоростью до 64 МБит/с в объеме до 4 сеансов в сутки, что эквивалентно ~20 ГБайт информации. [3]
Комплекс приема информации (КПИ-5) разработан и изготовлен НИИ точных приборов по заказу Госкорпорации «Роскосмос» для получения данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) с космических аппаратов типа «Ресурс-П», «Канопус», «Метеор» идругих.
Комплекс предназначен для приема информации ДЗЗ вовсей верхней полусфере Земли с космических аппаратов с высотой орбиты от 300 км ивыше.
Новый комплекс обеспечивает демодуляцию, декодирование, восстановление кадровой структуры изображения, регистрацию и хранение принимаемой информации, формирование и выдачу информационного потока в комплексы первичной обработки данных ДЗЗ.
КПИ-5 также обеспечивает автоматический и автоматизированный режимы приема информации, при этом оператор может управлять и контролировать его работу дистанционно с удаленного рабочего места.
Комплекс КПИ-5 предназначен для приема информации:
- в верхней полусфере без «мертвой зоны», с КА ДЗЗ имеющих ор -
биты высотой от 300 км и выше;
- с КА типа «Ресурс-П», «Terra», «Aqua», «NOAA», «Метеор-М» (L диапазон частот);
- в Х-диапазоне частот (от 7,700 до 8,400 ГГц) по двум каналам вы -сокоскоростной радиолинии с максимальной скоростью потока информации 307,2 Мбит/с (153,6 Мбит/с по каждому из двух каналов), минимальной скоростью приема 10 Мбит/с (5 Мбит/с по каждому каналу);
- в L-диапазоне частот (от 1,69 до 1,71 ГГц) по каналу высокоско-ростной радиолинии с правой или левой круговой поляризацией и максимальной скоростью потока информации 3,5 Мбит/с.
Комплекс КПИ-5 обеспечивает выполнение следующих задач:
- демодуляцию, декодирование, восстановление кадровой структуры (для КА «Ресурс-П»), регистрацию и хранение принимаемой целевой и служебной информации по каждому каналу;
- формирование и выдачу информационного потока в комплекс первичной обработки информации ДЗЗ с КА «Ресурс-П» и на средства синхронизации информации с К А «Метеор-М»;
- воспроизведение зарегистрированной информации с принимаемых КА с целью повторного восстановления;
- снятие кодов защиты информации КА «Ресурс-П» от несанкционированного доступа;
- тестовый контроль средств приема для определения готовности к проведению сеансов связи с КА;
- расчет целеуказаний для управления антенным комплексом при приеме информации;
- расчет зон радиовидимости ППИ-КА;
- проведение сеансов связи с КА в автоматическом и ручном режиме в соответствии с планами приема;
- формирование отчета о проведении сеанса связи с оценкой качества;
- временное хранение принятой информации (не менее 3 сут для КА «Ресурс-П», «Метеор-М» и 10 сут для КА «Terra», «Aqua», «NOAA»);
- прием и выдачу потребителям по сети ЛВС сигналов точного времени, принимаемых приемником GPS/ГЛОНАСС (ПНК-2АФЕК.464215.113 из состава комплекта оборудования КПИ-5), с использованием службы "nettime" ОС Windows.[1]
Структурная схема комплекса КПИ-5 представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Структурная схема комплекса КПИ-5 Прием информации с КА ДЗЗ комплексом КПИ-5 может осуществляться в двух режимах:
автоматическом, т.е. без участия оператора; ручном, когда настройки на прием устанавливает оператор. Входными сигналами для комплекса КПИ-5 являются радиосигналы X и Ь- диапазонов.Радиосигнал X - диапазона поступает с облучающего устройства через фильтры Х-диапазона WF-25-28 на входы двух малошумящих конвертеров Б-МШК-1000. В Б-МШК-1000 происходит преобразование СВЧ (от 7,700 до 8,400 ГГц) сигнала в сигнал первой промежуточной частоты ПЧ1 (от 2,2 до 2,8 ГГц). Далее сигнал поступает через коммутатор Ф-655 на линейные преобразователи частоты с перестраиваемым гетеродином Б-ПЧ-600. С выхода каждого преобразователя выделяется и усиливается сигнал второй промежуточной
частоты 1200 МГц (ПЧ2), который поступает на вход соответствующего демодулятора ЗБДВ-КЗУ.Также преобразователь частоты Б-ПЧ-600 формирует сигнал автосопровождения АС и выдает его на входы контроллера управления антенной ЛГ-4000-ACU. Контроллер обеспечивает управление средствами наведения антенны.
В приборах ЗБДВ-КЗУ осуществляется демодуляция и декодирование сигнала, формирование информации в цифровой форме в байтовом виде. Полученный с выходов приборов ЗБДВ-КЗУ цифровой информационный поток стандарта EVDS поступает на входы («НДПС А», «НДПС Б») интерфейсного блока сопряжения (ИБС) из состава КРС-875 со скоростью не более 307,2 Мбит/с.С ИБС цифровые массивы необработанной информации по оптической линии связи поступают на контроллер ввода/вывода С6КВЕ02-АУ, установленный в ПЭВМ КРС-875. На НЖМД ПЭВМ осуществляется запись и хранение необработанного потокаинформации с КА ДЗЗ «Ресурс-П», «Terra», «Aqua» в согласованном формате.
Для обработки информации с КА «Ресурс-П» цифровые массивы информации с выходов ИБС «П НДПС А», «П НДПС Б» передаются на входы «ВХ А», «ВХ Б», устройства синхронизации и декодирования информации С-375У, которое снимает код защиты от ошибок, разделяет потоки служебной и целевой информации, выдает целевую информацию на программно-технические средства обработки информации по Ethernet.
Радиосигнал L — диапазона поступает с облучающего устройства L-диапазона на входы двух малошумящих усилителей БМУ-Е7, далее на линейные усилители БУ-Е7. С выходов БУ-Е7 сигнал поступает на установленный в ПЭВМ ПУ-АСК блок приема, демодуляции ввода данных в ПЭВМ ПУ-417-L ДМ, где осуществляется демодуляция и декодирование сигнала, битовая, байтовая и структурная синхронизация данных, формирование информации в цифровой форме в байтовом виде и кадровая синхронизация.
Запись и хранение поступающей информации с КА «NOAA», «Метеор-М» (L диапазон частот) осуществляется на Е1МЖД ПЭВМ ПУ-АСК.Для последующего использования файлы принятой с КА ДЗЗ «Ресурс-П», «Terra», «Aqua», «NOAA», «Метеор-М» информации передаются по локальной вычислительной сети в соответствующие средства обработки, долговременного хранения и т.п.Все абоненты комплекса КПИ-5 находятся в одной локальной вычислительной сети Fast/GigabitEthernet.[2]
Для формирования шкалы текущего времени комплекса КПИ-5 используется радиосигнал навигационной спутниковой системы GPS/ГЛОНАСС.
До начала сеанса связи с КА на технические средства КПИ-5 выдаются исходные данные на проведение сеансов приема.
Для КА «Ресурс-П»:
- план сеансов приема (ПСП) (форма 802);
- начальные условия движения КА (форма 600, форма 100).
Для КА «Terra», «Aqua», «NOAA», «Метеор-М»:
- NORAD.
Антенный комплекс АСК-5.0-И осуществляет прием передаваемого с КА ДЗЗ радиосигнала X (L) - диапазона, обеспечивая наведение на КА. Обнаружение КА и программное наведение осуществляется по целеуказаниям, рассчитываемым в комплексе КУК-АСК на базе начальных условий движения КА.На стадии вхождения в связь наведение антенны выполняется программным способом, после вхождения в связь осуществляется переход на режим автосопровождения.
В процессе проведения сеансов связи с КА в ПК КУК-АСК АФЕК. 12392-01 выполняется расчет отношения сигнал/шум, результаты которого в реальном масштабе времени отображаются на мониторе ПЭВМ КУК-АСК, а также вместе с основными параметрами, характеризующими выполнение задачи слежения за КА, вносятся в отчет о проведении сеанса связи.
Принимаемый антенным комплексом радиосигнал X (L) - диапазона с облучателя антенны поступает на аппаратуру приемного устройства ПУ-АСК.Входные радиоприемные устройства ПУ-АСК осуществляют прием сигнала X (Г) - диапазона правой и левой круговой поляризации. Ширина полосы пропускания приемных устройств X - диапазона составляет 400 МГц. Ширина полосы пропускания приемного устройства Г - диапазона составляет 30 МГц. Выделенные сигналы поступают в два тракта приема, в каждом из которых выполняется выбор заданного частотного канала путем настройки рабочей частоты приемного тракта на требуемое значение (в X-диапазоне шаг перестройки частоты 100 кГц, в L-диапазоне 50 кГц).
Полученный поток данных с КА ДЗЗ «NOAA», «Метеор-М» (L диапазон частот) подвергается демодуляции, декодированию с преобра-зованием в цифровую форму в байтовом виде и кадровой синхронизации средствами ПУ-АСК, а также регистрируется в виде файла-потока в формате HRPT с возможностью привязки информации к текущему времени и хранится на ПЭВМ из состава ПУ-АСК. Шкала текущего времени, используемая в КПИ-5 для привязки принимаемой информации и синхронизации взаимодействия подсистем, формируется на основе сигналов космической навигационной системы GPS/ГЛОНАСС.
Параллельно с регистрацией поступающих данных с КА ДЗЗ «NOAA», «Метеор-М» в средствах приемного устройства предусмотрена возможность оперативного отображения принимаемой целевой информации. Информация бортовых датчиков отображается на мониторе ПЭВМ ПУ-АСК в виде полутоновых черно-белых или цветных изображений (Рисунок 2).
Флаг Игинтатор
Рис. 2.Оперативное отображение целевой информации В процессе проведения сеансов связи с КАДЗЗ «NOAA», «Метеор-М» в средствах комплекса управления и контроля выполняется оценка текущей достоверности принимаемой информации и расчет отношения СИГНАЛ/ШУМ. Полученные результаты в реальном масштабе времени отображаются на мониторе ПЭВМ ПУ-АСК в окне программы ПУ-417Ь СПО (SRExplorer), а также вместе с основными параметрами, характеризующими состояние аппаратуры приемного тракта, вносятся в отчет о проведении сеанса связи с КПИ-5.
Полученный поток данных с КА ДЗЗ «Ресурс-П», «Terra», «Aqua» подвергается демодуляции каждого приемного канала, декодированию с преобразованием в цифровую форму в байтовом виде, кадровой синхронизации, регистрации и хранению средствами из состава КДРС.[4]
Комплекс КРС-875обеспечивает прием по двум каналам непрерывного потока информации с КА ДЗЗ «Ресурс-П», «Terra», «Aqua», формирует файлы сеансов съёмки и выдает по ЛВС сформированные файлы для дальнейшей обработки.
Во время сеанса связи с КА ДЗЗ с выхода демодуляторов ЗБДВ-КЗУ на входы интерфейсного блока сопряжения (ИБС) поступает цифровой поток информации со скоростью не более 307,2 Мбит/с. ИБС в режиме реального времени преобразует полученную информацию, формирует цифровые
массивы данных и выполняет запись на магнитный носитель системного блока в согласованном формате. Во время сеанса связи КПО С-375У АФЕК.11629-01 производится оценка достоверности принимаемой информации. Достоверность принимаемой информации должна быть не менее 10,00е+06. По окончании сеанса связи КРС-875 производит обработку, инвентаризацию и передачу записанных файлов по ЛВС для дальнейшей обработки.
В настоящее время алгоритмы работы станции КПИ-5 морально устарели и не соответствуют современным требованиям и возможностям. В то же время с развитием самой платформы космического аппарата растет потребность в обработке все большего потока информации с максимально удобным представлением ее результатов оператору управления или системному специалисту. Данная потребность может быть удовлетворена за счет разработки новых особых алгоритмов, позволяющих осуществлять наиболее эффективную работу станции КПИ-5.
Вот пример некорректной работы данного комплекса:
С целью восстановления работоспособности комплекса КПИ - 5 в адрес поставщика было направлены сообщения о неисправности: не работает режим автосопровождения, неустойчивый уровень сигнала в режиме «ПН», индикация неисправности на контроллере управления.
На данный момент указанные неисправности не устранены, с июля 2018 года по настоящее время комплекс данный комплекс КПИ - 5 не работоспособен.
В существующей схеме работы сервер проведения сеанса обработки обеспечивает однопоточный режим работы. То есть проведение сеанса возможно только с одним аппаратом. В режиме проведения параллельных сеансов связи с КА для обеспечения нескольких потоков телеметрии необходима организация соответствующего количества телеметрических серверов на различных ПЭВМ. Данная ситуация ухудшает оперативность работы всей станции, поскольку увеличивается время настройки клиентов на телеметрический сеанс и возникает проблема размещения телеметрических архивов.
Станция КПИ-5 требует модернизации, в особенности алгоритмы её работы. По результатом предварительного исследования недостатков КПИ-5 предлагаются следующие направления деятельности:
1)максимально сосредоточиться на возможностях именно КПИ-5, а не пользоваться универсальными алгоритмами не учитывающими преимущества и недостатки данной системы, и соответственно уточнить более специализированные алгоритмы работы.
2) ввести отдельную концепцию обработки различного рода информации;
3) пересмотреть концепцию организации сеансов в связи с внедрением многопоточной системы рабаты с несколькими КА.
4) спроектировать и организовать централизованное хранение архивов
ТМИ информации во избежание избыточности, дублирования данных, что также позволит решить вопросы обеспечения безопасности засекреченной информации;
5) в связи с чрезмерным ростом объемов телеметрической информации предложить «приемлемый» алгоритм сжатия, адаптируемый для использования в реальном масштабе времени.
Использованные источники:
1. Спутниковые системы связи и вещания. 2007. Вып. 2. С прил. на CD-диске : науч. техн. справочно-аналит. изд. М. : Радиотехника, 2008.
2. Соловьев, Ю. А. Системы спутниковой навигации / Ю. А. Соловьев. М.: Эко-Трендз, 2000.
3. Бортовая телеметрическая аппаратура космических летательных аппаратов / С. М. Переверткин, А. В. Кантов, Н. Ф. Бородин, Т. С. Щербакова. М., 1977.
4. 14Ф136.ИЭ19. Ч.1. Изделие 14Ф136. Инструкция пообработке информации. Общие сведения по обработке информации. Железногорск, 2003.
UDK 612.1
Собиржонова М.В. врач педиатр Жураева М.Г. врач педиатр Назарова М. Т.
ВОП
Ферганский медицинский колледж МЕДИЦИНСКОЕ НАБЛЮДЕНИЕ ДЕТЕЙ ПЕРВОГО ГОДА ЖИЗНИ
Аннотация: В данной статье освещено медицинское наблюдение течение первого года жизни ребёнка.
Ключевые слова: медицина, ребёнка, поликлиника, анализ.
Sobirjonova M. V.-pediatrician Zhuraeva M.S.-pediatrician Nazarova M.T.-WOP Fergana medical College Uzbekistan, Ferghana MEDICAL SURVEILLANCE OF CHILDREN FIRST YEAR OF
LIFE
Abstract: This article highlights the medical supervision during the first year of a child's life.
Key words: medicine, child, polyclinic, analysis.
В течение первого года жизни ребёнка молодой маме придётся неоднократно посетить детскую поликлинику. Родители не всегда могут
