高可靠航天器与运载火箭电接口的设计方法技术

本发明专利技术涉及一种高可靠航天器与运载火箭电接口的设计方法，包括：S1、对航天器与运载火箭之间的关键交互信号进行设计；S2、对航天器的紧急关机信号进行设计；所述关键交互信号包括火箭起飞信号、火箭紧急关机信号和船箭分离信号。本发明专利技术的高可靠航天器与运载火箭电接口的设计方法，能够满足故障或极端情况下航天器与运载火箭之间关键信号交互的正确性与可靠性。

Design Method of Electrical Interface between High Reliability Spacecraft and Launch Vehicle

The invention relates to a design method of a highly reliable electrical interface between spacecraft and launch vehicle, including: S1, the design of key interactive signals between spacecraft and launch vehicle; S2, the design of emergency shutdown signals for spacecraft; the key interactive signals include rocket take-off signals, rocket emergency shutdown signals and ship-rocket separation signals. The design method of the electric interface between the spacecraft and the launch vehicle with high reliability can satisfy the correctness and reliability of the interaction of key signals between the spacecraft and the launch vehicle in failure or extreme cases.

【技术实现步骤摘要】
高可靠航天器与运载火箭电接口的设计方法
本专利技术属于航天器系统总体设计领域，涉及一种航天器与运载火箭电接口的设计方法。
技术介绍
航天器与运载火箭之间一般采用火箭起飞信号、紧急关机信号、船(星)箭分离信号等进行信息交互。火箭起飞信号在火箭点火起飞时，将信息传递给航天器，使得航天器可以设定起飞初始时刻，进入起飞时刻起点后开始运行航天器内部上升段程序；船(星)箭分离信号在火箭入轨，进行船箭分离后，将信息传递给航天器，使得航天器可以设定入轨初始时刻，进入入轨时刻起点后开始入轨后的动作。紧急关机信号包括火箭紧急关机信号和航天器紧急关机信号两类，用于在进入发射进程后，若出现一些紧急故障，可以采取一些必要的措施，最大限度防止航天器进入不可控或不安全的工作状态。上述几个信号对于发射任务的顺序实施非要重要，对其可靠性要求很高。一方面，目前船箭接口仅对几个关键信号电特性进行了简要约定，而对于信号的可靠性设计、故障适应方式等缺少系统化的设计。另一方面，对于航天器紧急关机信号，由于还涉及到船-火箭-地面测试系统三者之间的大通路，传输距离较长，传统的方式采用预先计算电缆和线路压降的方法，但火箭、船、地面发射环境技术状态的变化都会给压降的数值带来一些不可控因素，最终影响整个传输通路传输的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高可靠航天器与运载火箭电接口的设计方法，能够正确、可靠的实现航天器与运载火箭间关键信号的传输。为实现上述目的，本专利技术的提供一种高可靠航天器与运载火箭电接口的设计方法，包括：S1、对航天器与运载火箭之间的关键交互信号进行设计；S2、对航天器的紧急关机信号进行设计；所述关键交互信号包括火箭起飞信号、火箭紧急关机信号和船箭分离信号。根据本专利技术的一个方面，所述火箭起飞信号、所述火箭紧急关机信号和所述船箭分离信号均采用双点双线传输方式。根据本专利技术的一个方面，在所述步骤S1中，对所述火箭起飞信号的设计包括：设定所述火箭信号为不带电常开触点信号，闭合有效；所述航天器对所述火箭起飞信号进行有效性检测，检测正确触发响应。根据本专利技术的一个方面，所述航天器对所述火箭起飞信号的有效检测需要连续判别10次均正确才触发响应；所述连续判别的时间间隔为1秒；所述航天器对所述火箭起飞信号只触发一次响应。根据本专利技术的一个方面，，在所述步骤S1中，对所述火箭紧急关机信号的设计包括：设定所述火箭紧急关机信号为不带电常开触点信号，闭合有效；所述航天器对所述火箭紧急关机信号进行有效性检测，检测正确触发响应。根据本专利技术的一个方面，所述航天器对所述火箭紧急关机信号的有效检测需要连续判别10次均正确才触发响应；所述连续判别的时间间隔为1秒；所述航天器在接收到所述火箭紧急关机信号之后T时间内才触发响应，T在10秒至15秒范围内。根据本专利技术的一个方面，在所述步骤S1中，对所述船箭分离信号的设计包括：在所述航天器的数管系统和姿态控制系统中各配置一个行程开关，由所述行程开关产生所述船箭分离信号；所述航天器对所述船箭分离信号进行有效性检测，检测正确触发响应。根据本专利技术的一个方面，所述航天器对所述船箭分离信号的有效检测需要连续判别10次均正确才触发响应；所述连续判别的时间间隔为1秒；所述航天器对所述船箭分离信号只触发一次响应。根据本专利技术的一个方面，在所述步骤S2包括：S21、设计航天器紧急关机采样信号；S22、计算所述航天器紧急关机采样信号的电压容错范围。根据本专利技术的一个方面，在所述步骤S21中，在所述航天器与所述运载火箭接触面上引入远端采样点，将所述航天器紧急关机信号反馈至航天器地面测试系统，形成大闭环；所述航天器地面测试系统采用远端采样调节模式。根据本专利技术的一个方案，通过对火箭起飞信号、火箭紧急关机信号、船箭分离信号、航天器紧急关机信号的设计，确保在故障或极端情况下航天器与运载火箭之间关键信号交互的正确性与可靠性。附图说明图1是示意性表示根据专利技术航天器与运载火箭之间交互信号的示图；图2是示意性表示根据本专利技术的航天器紧急关机信号航天器与运载火箭之间的传输通路示图；图3是示意性表示根据本专利技术的航天器紧急关机信号在航天器内部的传输通路示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在针对本专利技术的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本专利技术的限制。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本专利技术的实施方式并不因此限定于以下实施方式。本专利技术为确保航天器与运载火箭间交互信号的正确性和可靠性，提出了高可靠航天器与运载火箭电接口设计方法，包括S1、对航天器与运载火箭之间的关键交互信号进行设计，S2、对航天器的紧急关机信号进行设计。如图1所述，在本专利技术中，航天器与运载火箭之间的关键交互信号包括火箭起飞信号、火箭紧急关机信号和船箭分离信号。以下分别对火箭起飞信号、火箭紧急关机信号和船箭分离信号的设计进行说明。1、火箭起飞信号参照图1所示，在火箭点火起飞后，将相应状态传递到航天器。航天器接收到此信号后，开始运行固化在存储器内的飞行程序，开启在火箭上升段需要工作的测控设备，通过地基测控站、天基中继卫星等进行信息通信，姿态控制系统开始上升段导航计算，为入轨后的姿态控制进行相应准备。同时，数管系统将接收到火箭起飞信号作为航天器零时刻，将航天器时间清零，开始航天器时间累加计数。在本专利技术中，火箭起飞信号采用不带电常开触点信号，闭合有效。为避免误触发，规定航天器对该信号有效性检测时，需连续判别10次(每次间隔1ms)均正确才予于响应。为避免多次触发，规定航天器响应一次该火箭起飞信号后就不再重复响应。为确保该信号能可靠响应，信号采用双点双线传输。同时航天器设计了程控指令作为备份，一旦不能正常接收到火箭起飞信号，通过地面择机发令进行补救。2、火箭紧急关机信号在火箭点火后，若出现不能起飞的紧急故障，需将此状态传递到航天器。航天器接收到此信号后，清除即将执行的飞行程序，防止在整流罩内将测控发射天线开启等安全性问题。同时，姿态控制系统重置飞行阶段，不再进行上升段导航计算。在本专利技术中，火箭紧急关机信号采用不带电常开触点信号，闭合有效。为避免误触发，规定航天器对该信号有效性检测时，需连续判别10次(每次间隔1ms)均正确才予于响应。同时，规定仅在航天器正确接收到火箭起飞信号后T时间段(T可根据运载火箭具体设计状态和故障模式确定，可选择10至15S左右)内，航天器才响应火箭紧急关机信号。超出T时间，即使火箭紧急关机信号发出，航天器也不响应。为避免多次触发，规定航天器响应一次该火箭紧急关机信号后就不再重复响应。为确保该信号能可靠响应，信号采用双点双线传输。同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高可靠航天器与运载火箭电接口的设计方法，包括：S1、对航天器与运载火箭之间的关键交互信号进行设计；S2、对航天器的紧急关机信号进行设计；所述关键交互信号包括火箭起飞信号、火箭紧急关机信号和船箭分离信号。

【技术特征摘要】
1.一种高可靠航天器与运载火箭电接口的设计方法，包括：S1、对航天器与运载火箭之间的关键交互信号进行设计；S2、对航天器的紧急关机信号进行设计；所述关键交互信号包括火箭起飞信号、火箭紧急关机信号和船箭分离信号。2.根据权利要求2所述的设计方法，其特征在于，所述火箭起飞信号、所述火箭紧急关机信号和所述船箭分离信号均采用双点双线传输方式。3.根据权利要求1或2所述的设计方法，其特征在于，在所述步骤S1中，对所述火箭起飞信号的设计包括：设定所述火箭信号为不带电常开触点信号，闭合有效；所述航天器对所述火箭起飞信号进行有效性检测，检测正确触发响应。4.根据权利要求3所述的设计方法，其特征在于，所述航天器对所述火箭起飞信号的有效检测需要连续判别10次均正确才触发响应；所述连续判别的时间间隔为1秒；所述航天器对所述火箭起飞信号只触发一次响应。5.根据权利要求1或2所述的设计方法，其特征在于，在所述步骤S1中，对所述火箭紧急关机信号的设计包括：设定所述火箭紧急关机信号为不带电常开触点信号，闭合有效；所述航天器对所述火箭紧急关机信号进行有效性检测，检测正确触发响应。6.根据权利要求5所述的设计方法，其特征在于，所述航天...

【专利技术属性】
技术研发人员：于磊，李光日，王林涛，梁克，南洪涛，任亮，王宏佳，刘宏泰，王静华，赵攀，
申请(专利权)人：北京空间技术研制试验中心，
类型：发明
国别省市：北京,11