Автономная интеллектуальная группировка МКА
Автономная интеллектуальная группировка малых космических аппаратов
|
|---|
Первый этап
Миссия: Проектирование интерфейсов и протоколов одноранговой сети связи для самоорганизации интеллектуальной группировки малых космических аппаратов.
Цель: Разработка инженерных решений построения, алгоритмов функционирования и изготовление аппаратно-программных средств для реализации каналов связи и обмена данными группировки МКА, группировки МКА и наземного пункта, а также обработки информации в наземном пункте.
Состав группировки: МКА "Танюша-ЮЗГУ-1", позывной «RS6S», и МКА "Танюша-ЮЗГУ-2", позывной «RS7S», - сателлиты типа CubeSat форм-фактора 3U.
 
|
|---|
Дата старта с космодрома: 14 июня 2017 13:23, Байконур, ракета-носитель "Союз 2.1а" с транспортным грузовым кораблем "Прогресс МС-06".
Дата стыковки с МКС 16 июня 2017 14:42, транспортный грузовой корабль "Прогресс МС-06" совершил стыковку к заднему порту модуля МКС "Звезда" в автоматическом режиме.
|
|
|---|
|
|---|
Информация для радиолюбителей
Параметры передаваемого сигнала: рабочая частота 437.05 МГц, тип модуляции ЧМ, ширина полосы канала 25 кГц, модулирующий сигнал аналог-аудио (моно).
Протокол телеметрии: аналоговый протокол AX.25, скорость потока данных 9600 бод/с.
Краткое описание эксперимента. В рамках первого этапа будут запущены два аппарата. Включение трансиверов произойдёт по истечение 10 минут после подачи питания. Основной задачей двух аппаратов является создание одноранговой информационной сети, позволяющей производить адресацию вновь прибывших аппаратов и исключать вышедшие из строя без удалённого управления. Таким образом, информационная сеть будет способна существовать дольше, чем отдельно взятый МКА, пока на орбите есть хотя бы один рабочий аппарат. Внутри сети будет организована ретрансляция и параллельная передача на наземный пункт мониторинга. Задача будет считаться решённой, если на наземном пункте мониторинга удастся принять телеметрию каждого из МКА в совокупности с ретранслируемой телеметрией удалённого МКА.
|
|---|
На борту МКА установлена инерциальная навигационная система для определения углов поворота в трёх осях: рысканья, тангажа и вращения. На данном этапе будет возможно осуществить контроль положения МКА относительно оси передвижения.
Каждый аппарат имеет вакууметр, измеряющий плотность вакуума путём вычисления концентрации нейтральных и заряженных частиц.
Помимо телеметрии каждый МКА передает звуковой сигнал приветствия на четырёх языках: русском, испанском, английском и китайском. Период голосовых сообщений составляет 3 минуты. Для организации приёма данных радиолюбителям рекомендуется изучить алгоритм-циклограмму приёмопередачи.
Алгоритм-циклограмма приёмопередачи телеметрии и голосовых сообщений
|
|---|
Приём сигналов доступен всем радиолюбителям и не зашифрован. Управление МКА осуществляется по закрытому шифрованному восходящему каналу и происходит только в нештатных ситуациях. Группировка является автономной и передаёт телеметрию согласно приведённому в таблице ниже протоколу.
Телеметрия малого космического аппарата «Танюша-ЮЗГУ» в формате протокола AX.25
|
Характеристика |
Параметр |
Начальная позиция в пакете |
Тип данных |
Диапазон |
Единица измерения |
|
|
Заголовок пакета |
0 |
Шестнадцатеричное число |
0xEA23 |
|
|
|
Идентификатор спутника |
16 |
Символ |
'P' или 'V' |
'P' – Танюша_1 'V' – Танюша_2 |
|
|
Время, прошедшее с момента запуска |
32 |
Натуральное число и 0 |
0 … 4294967295 |
Секунда |
|
Состояние солнечных панелей канала_1 |
Входное напряжение преобразователя (выходное для солнечной панели) |
64 |
Натуральное число и 0 |
0 … 65 535 |
Милливольт |
|
Входной ток преобразователя (выходной для солнечной панели) |
80 |
Натуральное число и 0 |
0 … 65 535 |
Миллиампер |
|
|
Состояние солнечных панелей канала_2
|
Входное напряжение преобразователя (выходное для солнечной панели) |
96 |
Натуральное число и 0 |
0 … 65 535 |
Милливольт |
|
Входной ток преобразователя (выходной для солнечной панели) |
112 |
Натуральное число и 0 |
0 … 65 535 |
Миллиампер |
|
|
Состояние аккумуляторов батареи_1 |
Напряжение 1-го аккумулятора в батарее |
128 |
Натуральное число и 0 |
0 … 65 535 |
Милливольт |
|
Напряжение 2-го аккумулятора в батарее |
144 |
Натуральное число и 0 |
0 … 65 535 |
Милливольт |
|
|
Ток аккумулятора в батарее, положительный заряд, отрицательный разряд |
160 |
Целое число |
-32 768 … 32 767 |
Миллиампер |
|
|
Состояние аккумуляторов батареи_2 |
Напряжение 1-го аккумулятора в батарее |
186 |
Натуральное число и 0 |
0 … 65 535 |
Милливольт |
|
Напряжение 2-го аккумулятора в батарее |
192 |
Натуральное число и 0 |
0 … 65 535 |
Милливольт |
|
|
Ток аккумулятора в батарее, положительный заряд, отрицательный разряд |
208 |
Целое число |
-32 768 … 32 767 |
Миллиампер |
|
|
Ток в основной шине питания |
224 |
Натуральное число и 0 |
0 … 65 535 |
Миллиампер |
|
|
Температура |
Температура батареи 1, банки 1 |
240 |
Целое число |
-128…127 |
Градус Цельсия |
|
Температура батареи 1, банки 2 |
248 |
Целое число |
-128…127 |
Градус Цельсия |
|
|
Температура батареи 2, банки 1 |
256 |
Целое число |
-128…127 |
Градус Цельсия |
|
|
Температура батареи 2, банки 2 |
264 |
Целое число |
-128…127 |
Градус Цельсия |
|
|
Температура платы питания |
272 |
Целое число |
-128…127 |
Градус Цельсия |
|
|
Температура платы передатчика |
280 |
Целое число |
-128…127 |
Градус Цельсия |
|
|
Температура модуля усилителя мощности |
288 |
Целое число |
-128…127 |
Градус Цельсия |
|
|
Температура трансивера |
296 |
Целое число |
-128…127 |
Градус Цельсия |
|
|
Уровень сигнала трансивера |
Уровень сигнала последнего пакета автономной сети |
304 |
Целое число |
-128…127 |
Децибел на 1 милливатт |
|
Уровень сигнала последнего пакета AX25 |
312 |
Целое число |
-128…127 |
Децибел на 1 милливатт |
|
|
Экспериментальные данные |
Инерциальная система: крен
|
320 |
Натуральное число и 0 |
0…1799 |
Градус, умноженный на 10 |
|
Инерциальная система: рысканье |
336 |
Натуральное число и 0 |
0…3599 |
Градус, умноженный на 10 |
|
|
Инерциальная система: тангаж |
352 |
Натуральное число и 0 |
0…1799 |
Градус, умноженный на 10 |
|
|
Вакуумметр: усление АЦП |
376 |
Натуральное число и 1 |
1…128 |
Усиление раз |
|
|
Вакуумметр: преобразователь ток-напряжение |
384 |
Натуральное число и 0 |
0…3 |
Номер резистора |
|
|
Вакуумметр: температура |
392 |
Целое число |
-128…127 |
Градус Цельсия |
|
|
Вакуумметр: напряжения питания датчика |
408 |
Натуральное число и 0 |
0 … 65 535 |
отсчёт АЦП |
|
|
|
Контрольная сумма |
376 |
Шестнадцатеричное число |
По алгоритму CRC8 |
|
Для преобразования принятого демодулированного звукового сигнала можно использовать линейный вход звуковой карты персонального компьютера (если Ваш трансивер не осуществляет декодирование AX.25). Мы используем открытую программу MixW.
|
|---|
В окне на рисунке выше приведён пример успешного декодирования сообщений AX.25. Мы предоставляем радиолюбителям проект с открытым исходным кодом для отображения параметров телеметрии. Программа написана в среде Microsoft Visual Studio на языке C# и может быть запущена в среде Windows 7 или выше.
 |
|---|
При успешной синхронизации оба аппарата будут передавать телеметрию друг друга, как показано на рисунках. Надпись на нижнем рисунке «Link state is SINC» зеленого цвета означает успешную синхронизацию двух аппаратов. Наличие пакетов справа соответствует принятой телеметрии от «RS6S» и «RS7S» в указанное время.