Разработка функционального блока для автоматизации диагностики бортовых волоконно-оптических линий связи
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Дипломный проект
На тему
Разработка функционального блока для автоматизации диагностики бортовых волоконно-оптических линий связи
Выполнил
Наговицын А.А.
студент группы ЭКТ-53
Консультант
Матюшкин И.В.
Москва 2012г.
Введение
С течением времени используемая в ракетно-космической технике аппаратура постоянно претерпевает изменения. Совершенствование технологий приводит к увеличению потоков цифровой информации. Традиционно в бортовых системах космических аппаратов дистанционного зондирования Земли для передачи информации использовались электрические линии связи. Однако, ввиду возросших требований к космической аппаратуре, способы реализации бортовых линий связи потребовали пересмотра.
В ходе рассмотрения различных вариантов реализации межсистемных линий связи было предложено использовать оптоволоконные линии, которые имели ряд преимуществ по сравнению с традиционными электрическими линиями связи. Использование волоконно-оптических линий связи позволяло кардинально решить проблемы влияния побочных излучений при передаче данных по линиям связи и обеспечило возможность работы в условиях внешних жестких электромагнитных помех. Кроме того, использование оптоволокна привело к улучшению массогабаритных показателей аппаратуры.
Таким образом, было принято решение о внедрении волоконно-оптических линий связи и их компонентов для передачи информации в космической аппаратуре. Волоконно-оптические системы передачи, разрабатываемые для космических аппаратов, положительно прошли все наземные испытания. Однако оптоволоконные линии в космической аппаратуре ранее не использовались, и их применение было связано с рядом трудностей. В первую очередь, было необходимо разработать специализированные волоконно-оптические компоненты, соответствующие требованиям к космической аппаратуре дистанционного зондирования Земли. Но и этого объема работ было недостаточно, чтобы гарантировать безотказную работу волоконно-оптических линий передач. Встал вопрос о том, как провести более полный анализ и проверку волоконно-оптической системы передачи для космических аппаратов и ракетоносителей.
Целью дипломного проектирования является разработка блока диагностики бортовых волоконно-оптических линий связи (цифрового блока волоконно-оптической передачи - ЦБВОП), который имитирует работу бортовой волоконно-оптической системы передачи и обеспечивает диагностику волоконно-оптических линий передач в автоматическом режиме с выдачей результатов в телеметрическую систему космического аппарата.
Техническое задание на разрабатываемую аппаратуру включает в себя следующие требования назначения:
1)ЦБВОП предназначен для:
-формирования цифрового тестового сигнала для диагностики работоспособности волоконно-оптических линий передачи;
-передачи через волоконно-оптические кабели тестового сигнала и его последующего приема;
-автоматической диагностики работоспособности волоконно-оптических линий передачи путем проверки достоверности передаваемого тестового сигнала;
-формирования и выдачи в телеметрическую систему результатов проведения диагностики работоспособности волоконно-оптических линий передачи.
2)ЦБВОП должен работать только в режиме диагностики работоспособности волоконно-оптических линий передачи.
3)ЦБВОП должен обеспечивать проверку подстыковки волоконно-оптических кабелей в процессе сборки ракетоносителя.
)ЦБВОП должен обеспечивать выдачу цифровой информации с частотой смены слова 10Гц. Слово представляет собой 12-разрядный параллельный код.
)Выходные сигналы iБВОП должны выдаваться относительно общего провода, не связанного гальванически с корпусом ракетоносителя и цепями питания "27В" ВОЛП-ЦИ.
6)Включение ЦБВОП должно обеспечиваться путем подачи на него питающего напряжения 27В.
1. Литературный обзор: Анализ систем приема и преобразования информации космических аппаратов дистанционного зондирования Земли
1.1 Обзор этапов развития цифровой видеоинформации в многоканальных системах приема и преобразования информации высокого разрешения
Цифровая обработка видеоинформации (ВИ) в системах приема и преобразования информации (СППИ) отечественных комплексов космических аппаратов (КА) дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) традиционно строилась с межблочным разделением ее функций.
В СППИ первого поколения КА ДЗЗ аналого-цифровое преобразование (АЦП) и последующая цифровая обработка и упаковка ВИ производились в отдельных от оптико-электронного преобразования (ОЭП) блоках. Выходы блоков АЦП через жгуты бортовой кабельной сети подключались к блокам последующей (вторичной) цифровой обработки. Как правило, это были блоки сжатия видеоинформации и блоки формирования радиокадра. Выходы блоков сжатия через бортовые жгуты подключались к входам блоков формирования радиокадра. Длина радиокадра определялась его заголовком и общим количеством пикселей в строке всех четных или нечетных фотоприемников с зарядовой связью (ФПЗС), установленных в фотозоне блока ОЭП. В радиокадре последовательно передавались маркер, служебная часть радиокадра и массив специнформации, содержащий обработанную (сжатую) видеоинфо