一种用于空间态势感知的航天信息处理器制造技术

本发明专利技术提供一种用于空间态势感知的航天信息处理器，包含框架结构、复杂电源配电输出和电压采集板卡、空间多目标信息处理与管理板卡、多接口数据驱动板卡，可实现接收整星一次电源供电、为空间测量单机提供二次电源供电、对各测量单机进行遥控遥测、融合处理各测量单机的测量数据以及与星上上位机进行通信的功能。本发明专利技术提供的航天信息处理器具有高可靠、高运算性能、100％自主可控的技术特点。100％自主可控的技术特点。100％自主可控的技术特点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于空间态势感知的航天信息处理器


[0001]本专利技术涉及空间态势感知
，特别涉及一种用于空间态势感知的航天信息处理器。

技术介绍

[0002]空间态势感知主要包括对各类空间目标的探测、跟踪、识别与编目，对空间安全事件的评估与预警，是应对空间威胁、确保空间安全的基础条件。唯有具备较强的空间态势感知能力，才能在太空攻防中有效保护我国的高价值卫星。
[0003]空间态势感知的特点对航天信息处理器提出了新的要求：
[0004]1)高可靠：由于工作环境的特殊性，航天计算机需要有极高的可靠性，需满足空间力热环境与空间辐射环境的适应性；
[0005]2)运算能力强，存储空间大：在空间态势感知任务中，航天信息处理器需要融合各测量单机信息，完成对目标的识别与管理。存在疑似空间威胁时，对威胁等级进行判断并发出空间安全事件告警。其中，对目标的识别、跟踪功能的运算复杂度较高，对航天信息处理器的运算能力提出要求。空间目标的编目与管理、空间目标的图像输出对航天信息处理器的存储空间提出要求；
[0006]3)通信速率快：当空间安全事件发生时，卫星需要在尽可能短的时间内做出反应，对航天信息处理器的实时性提出更高要求。航天信息处理器接收测量单机数据快，内部运算频率快，处理结果发送快；
[0007]4)器件国产化：在器件选择上，航天信息处理器一般采用航天级器件。随着西方国家对我国高新技术的新一轮打压，进口高性能高可靠芯片的禁运风险越来越大。航天信息处理器的器件国产化率越高，自主可控程度越高，越有利于改变我国航天技术“受制于人”的情况。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种用于空间态势感知的航天信息处理器，具备高可靠、高运算性能、100％自主可控的技术特点。
[0009]为了实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0010]一种用于空间态势感知的航天信息处理器，包括框架结构、复杂电源配电输出和电压采集板卡、空间多目标信息处理与管理板卡和多接口数据驱动板卡；
[0011]所述框架结构作为航天信息处理器的结构外框，所述复杂电源配电输出和电压采集板卡、所述空间多目标信息处理与管理板卡和所述多接口数据驱动板卡直接安装于所述框架结构中，采用各板卡左右拼装的框架式结构；
[0012]所述复杂电源配电输出和电压采集板卡用于接收整星一次电源，产生空间态势感知系统内测量单机的二次电源，同时提供单机内模拟量遥测，发出测量单机供电开关状态遥测与航天信息处理器供电开关状态遥测至卫星上位机；
[0013]所述空间多目标信息处理与管理板卡用于空间态势感知系统软件运行提供硬件平台，具备时间管理、数据流控制、接口控制的功能；
[0014]所述多接口数据驱动板卡用于采集测量单机的遥测信息、发送控制指令至各测量单机、与卫星上位机进行通信。
[0015]可选的，所述框架结构的外壳涂覆黑色阳极氧化热涂层。
[0016]可选的，所述复杂电源配电输出和电压采集板卡根据大功率元器件的安装和散热，独立配置散热面和加强筋。
[0017]可选的，所述复杂电源配电输出和电压采集板卡选用国产航天级DC/DC与滤波器，收集2路整星的一次电源供电；
[0018]电源1用于产生航天信息处理器内部空间多目标信息处理与管理板卡、多接口数据驱动板卡所需的二次电源；同时包括电压采集模块，用于把所述航天信息处理器的供电状态反馈给卫星上位机；
[0019]电源2用于产生空间测量单机所需的二次电源。
[0020]可选的，所述空间多目标信息处理与管理板卡采用主、备份冗余设计，共有2块独立板卡。
[0021]可选的，所述空间多目标信息处理与管理板卡采用CPU+FPGA的硬件架构，CPU选用国产航天级芯片，其外设配置国产SDRAM和国产FLASH芯片；
[0022]FPGA选用200万门反熔丝型芯片JRAX2000，其外设配置SDRAM，用于缓存图像及数据库管理。
[0023]可选的，所述多接口数据驱动板卡采用主、备份冗余设计。
[0024]可选的，所述多接口数据驱动板卡与所述空间多目标信息处理与管理板卡通过板间接插件进行通讯，采用TTL电平；
[0025]多接口数据驱动板卡与外部通信采用RS422电平和LVDS电平，LVDS采用交叉备份设计，测量单机的输出信号经过驱动器转换为LVDS信号，经电缆传输后进入所述多接口数据驱动板卡(4)电连接器。
[0026]可选的，所述多接口数据驱动板卡包括主份接收器与备份接收器，所述主份接收器与所述备份接收器以镜像方式安装于印制板正反两侧，LVDS接收器通过过孔连接后连接至输入电连接器，匹配电阻位于差分线远端；
[0027]所述主份接收器对应空间多目标信息处理与管理板卡主份，所述备份接收器对应空间多目标信息处理与管理板卡备份。
[0028]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
[0029]1)本专利技术框架结构具有更好的空间热环境适应性。
[0030]2)复杂电源配电输出和电压采集板卡采用高可靠宇航级元器件，空间多目标信息处理与管理板卡、多接口数据驱动板卡采用主、备份冗余设计，本专利技术可靠性更高。
[0031]3)现有航天处理器运算能力不足以支持空间态势感知任务。而本专利技术运算性能强，存储空间大，应用高复杂的软件算法时可保证实时性，可满足空间态势感知的任务需求。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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：
[0033]图1为本专利技术提供的用于空间态势感知的航天信息处理器的外形图；
[0034]图2为空间多目标信息处理与管理板卡的硬件框图；
[0035]图3为多接口数据驱动板卡LVDS交叉备份接收示意图。
具体实施方式
[0036]以下结合附图和具体实施方式对本专利技术提出的方案作进一步详细说明。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施方式的目的。为了使本专利技术的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
能涵盖的范围内。
[0037]航天信息处理器是空间态势感知系统的重要单机，主要功能是接收整星一次电源供电、为空间测量单机提供二次电源供电、对各测量单机进行遥控遥测、融合处理各测量单机的测量数据以及与星上上位机进行通信的功能。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于空间态势感知的航天信息处理器，其特征在于，包括框架结构(1)、复杂电源配电输出和电压采集板卡(2)、空间多目标信息处理与管理板卡(3)和多接口数据驱动板卡(4)；所述框架结构(1)作为航天信息处理器的结构外框，所述复杂电源配电输出和电压采集板卡(2)、所述空间多目标信息处理与管理板卡(3)和所述多接口数据驱动板卡(4)直接安装于所述框架结构中，采用各板卡左右拼装的框架式结构；所述复杂电源配电输出和电压采集板卡(2)用于接收整星一次电源，产生空间态势感知系统内测量单机的二次电源，同时提供单机内模拟量遥测，发出测量单机供电开关状态遥测与航天信息处理器供电开关状态遥测至卫星上位机；所述空间多目标信息处理与管理板卡(3)用于空间态势感知系统软件运行提供硬件平台，具备时间管理、数据流控制、接口控制的功能；所述多接口数据驱动板卡(4)用于采集测量单机的遥测信息、发送控制指令至各测量单机、与卫星上位机进行通信。2.如权利要求1所述的用于空间态势感知的航天信息处理器，其特征在于，所述框架结构(1)的外壳涂覆黑色阳极氧化热涂层。3.如权利要求1所述的用于空间态势感知的航天信息处理器，其特征在于，所述复杂电源配电输出和电压采集板卡(2)根据大功率元器件的安装和散热，独立配置散热面和加强筋。4.如权利要求1所述的用于空间态势感知的航天信息处理器，其特征在于，所述复杂电源配电输出和电压采集板卡(2)选用国产航天级DC/DC与滤波器，收集2路整星的一次电源供电；电源1用于产生航天信息处理器内部空间多目标信息处理与管理板卡、多接口数据驱动板卡所需的二次电源；同时包括电压采集模块，用于把所述航天信息处理器...

【专利技术属性】
技术研发人员：任平川，周琦，潘迪，李立斌，曲伟智，
申请(专利权)人：上海航天控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：