为全面贯彻集团公司第九次工作会、数字航天建设推进会和五院2024年战略管理委员会会议关于数字化转型的部署,五院航天东方红卫星有限公司(以下简称航天东方红)按照“更真实、更全面、更灵活”的发展思路,构建了具备“低耦合、高兼容、数实融合”等特点的小卫星通用数字卫星架构,并基于此架构率先完成了数字卫星模型的研制、交付和集成。
建立通用架构,满足任务需求 航天东方红接到数字卫星模型研制任务后,针对前期数字卫星交付过程中存在的问题,遵循“低耦合、高兼容、数实协同”等原则,历经多个版本迭代,构建了基于“数字总线+数字单机+物理接口”的通用数字卫星架构。 该架构用数字化手段孪生了卫星的物理总线架构,主要包括数字总线、数字单机以及物理扩展接口三个要素。其中,数字总线与星上信息流、能源流总线状态和协议一致,数字单机依据仿真应用场景要求和星上单机接口协议、运行逻辑算法构建,物理扩展接口则融合数字域与物理域接口协议,实现数实交互。 凭借灵活性高、兼容性强、数实融合、开放兼容等特点,通用数字卫星架构可根据不同的仿真场景要求,快速从数字单机库中选用对应的单机,高效构建数字卫星,灵活适配各类仿真应用场景的需要。通过通用虚拟协议层设计,能够实现各类接口协议的快速转换,匹配不同类型外部系统的接入和集成需求。基于数字卫星各组成模块之间以及与其他系统的解耦设计,还可以实现功能的快速优化和更新迭代,大幅提升数字卫星的可扩展性,适应未来新增应用需求。 目前,通用数字卫星架构已被推广至国际合作、深空探测等领域数字卫星的研制任务。随着推广应用不断深入,航天东方红已逐步建立了基于数字单机库的数字卫星增量开发模式,不仅满足了数字卫星在高等效性、快速集成交付、多场景仿真应用等方面的迫切需求,而且大幅缩短了数字卫星的交付周期,降低了开发成本。 引入数实融合,设计测试平台 为满足卫星空间段协同信息流和任务流测试验证需求,航天东方红引入了数实融合的方式,设计了基于任务场景的数字化协同测试平台,提升了测试强度和效率,为在轨协同应用和快速高效发挥效能奠定基础。 该平台可以支持开展星上软件优化验证、星上信息流任务流测试、多星协同任务流验证、单机快速验收测试,提升卫星的可靠性和研制效率;还可以支持开展星座构型调优、基于数字化应用场景的整星效能测试以及在轨任务复盘等工作,提升卫星的在轨应用效能和体系贡献度。