9月7日，海洋一號C衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，中國空間技術(shù)研究院西安分院承擔(dān)研制的數(shù)傳分系統(tǒng)，在衛(wèi)星與地面之間搭建了一條信息傳輸通道，能夠?qū)⑿l(wèi)星獲取全球海洋水色、水溫等重要數(shù)據(jù)傳回地面。
海洋一號C衛(wèi)星是海洋一號A和海洋一號B衛(wèi)星的后續(xù)星，用于觀測海洋的葉綠素濃度、懸浮泥沙、可溶性有機(jī)物等海洋水色信息，以及海表溫度、海冰、海霧、赤潮等海岸帶動態(tài)變化信息。海洋信息的動態(tài)性決定了海洋一號C衛(wèi)星的數(shù)傳分系統(tǒng)必須全時開機(jī)，實時對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理或傳輸。
對抗單粒子翻轉(zhuǎn)，實現(xiàn)全時開機(jī)
對一般遙感衛(wèi)星而言，數(shù)傳分系統(tǒng)不會一直處于開機(jī)狀態(tài)，而是根據(jù)需要進(jìn)行開機(jī)，每次開機(jī)時間不會超過半個小時。這是因為太空中有很多高能量粒子，而這些粒子有可能會撞上衛(wèi)星，進(jìn)而影響數(shù)傳分系統(tǒng)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理出現(xiàn)偏差和錯誤，縮短開機(jī)時間，就可以減小數(shù)傳分系統(tǒng)受到高能量粒子影響的概率。為了確保海洋1c衛(wèi)星數(shù)傳系統(tǒng)全時開機(jī)，航天五院西安分院的科研人員通過抗輻照加固、三模冗余、定時刷新等手段提高數(shù)傳分系統(tǒng)的自身抵抗力及自愈能力，確保能夠抵御各種風(fēng)險開展正常工作。
對于海洋一號C衛(wèi)星的星數(shù)傳分系統(tǒng)來說，要實現(xiàn)全時開機(jī)，最重要的就是避免單粒子翻轉(zhuǎn)。
單粒子翻轉(zhuǎn)是指宇宙中單個高能粒子射入半導(dǎo)體器件靈敏區(qū)，使器件邏輯狀態(tài)翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。衛(wèi)星和地面計算機(jī)一樣，數(shù)據(jù)均是采用二進(jìn)制的“0”、“1”來存儲、傳輸和讀取。單粒子不定期來襲，數(shù)傳分系統(tǒng)的某些器件如果受到高能單粒子的撞擊，就會使存儲的“0”變成“1”，或者“1”變?yōu)椤?”，導(dǎo)致數(shù)據(jù)嚴(yán)重錯誤，重者會導(dǎo)致傳輸中斷，更別說正確解讀、實時傳輸數(shù)據(jù)了。
對付單粒子翻轉(zhuǎn)最簡單的一個方法就是讓關(guān)機(jī)重啟，但這就無法保證數(shù)傳分系統(tǒng)的全時開機(jī)功能。西安分院的設(shè)計師們利用三模冗余、定時刷新等方法方增強(qiáng)了衛(wèi)星數(shù)傳分系統(tǒng)的抗單粒子翻轉(zhuǎn)能力。簡單來說，三模冗余、定時刷新，就是將重要數(shù)據(jù)分別存儲3次，也就是給1個數(shù)據(jù)做了2個備份。若數(shù)據(jù)被高能單粒子“篡改”，系統(tǒng)會根據(jù)另外兩個沒有被改變的數(shù)據(jù)，進(jìn)行自我修復(fù)。除此之外，衛(wèi)星的數(shù)傳分系統(tǒng)設(shè)置了數(shù)據(jù)的定時刷新功能，這樣就保證了衛(wèi)星收集的海洋動態(tài)數(shù)據(jù)存儲和傳輸?shù)恼_性。
形成貨架式產(chǎn)品，提升研制效率
海洋一號C衛(wèi)星的數(shù)傳分系統(tǒng)的全部單機(jī)都是經(jīng)歷過在軌考驗的成熟產(chǎn)品，一方面為海洋數(shù)據(jù)傳回地面的實效性和準(zhǔn)確性又提供了一重保障，另一方面大大提高了海洋一號C衛(wèi)星數(shù)傳分系統(tǒng)的研制速度。據(jù)航天五院西安分院海洋一號C衛(wèi)星副總設(shè)計師張愛兵介紹：“從兩年前開始，西安分院就開始探索衛(wèi)星有效載荷的新模式——固化硬件平臺，形成貨架式產(chǎn)品。貨架上的產(chǎn)品基本都是經(jīng)歷過在軌應(yīng)用的，可靠性和通用度比較高，只要根據(jù)不同衛(wèi)星的需要，對軟件進(jìn)行改編就行，這樣一來，就改變了衛(wèi)星需求定了才開始元器件采購、產(chǎn)品集成等硬件方面的工作，大大地提高了研制效率?！?/span>
在海洋一號C衛(wèi)星的數(shù)傳分系統(tǒng)上十幾類硬件配套產(chǎn)品，除了一類產(chǎn)品做了微小的調(diào)整，其余產(chǎn)品全都選用的成熟的貨架產(chǎn)品。據(jù)航天五院西安分院主管科研生產(chǎn)的副院長和新陽介紹：“固化硬件、通過軟件設(shè)計進(jìn)行有效載荷產(chǎn)品研制也是未來的一個發(fā)展趨勢，我們現(xiàn)在已經(jīng)在逐步的實現(xiàn)這個過程了，但是還需要不斷的摸索、優(yōu)化?！保◤堦唬?/span>
