神九“智能管理員”儀表控制器應(yīng)用軟件詳解
據(jù)報道6月19日,北京航天飛控中心按計劃,將精心選編的包括圖片、文檔、視頻在內(nèi)的數(shù)據(jù)包,通過專用的軟硬件平臺向天宮一號發(fā)送,隨后,航天員在終端顯示系統(tǒng)看到了來自地面的郵件。這是地面第一次以郵件的形式向航天員傳送信息。通過這種方式,航天員不但能隨時接收地面發(fā)送的飛行計劃、文本信息,還能接收新的視頻、音樂、圖片等資料。
那么航天員如何與飛船進(jìn)行對話,操控、下達(dá)指令的呢?這就要靠中國航天科技集團(tuán)五院西安分院研制的儀表控制器應(yīng)用軟件。通過儀表控制器應(yīng)用軟件這個人機(jī)對話的“智能管理員”,與飛船和航天員相關(guān)的信息都能在飛船的儀表中得以顯示,航天員指令從而得以傳遞、貫徹。
據(jù)了解,在飛船儀表器上,航天員可以直觀地了解與飛船有關(guān)的所有參數(shù),時刻掌握飛船各個部分的運(yùn)行狀態(tài)。這是因為神舟九號飛船上有14個分系統(tǒng),所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)會匯集到數(shù)管分系統(tǒng),儀表控制器應(yīng)用軟件將這些系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總,并“翻譯”成航天員可以直觀識別和操作的內(nèi)容,并在儀表上顯示出來,方便航天員做判斷。
飛船全姿態(tài)圖、彩色地圖、載人交會對接頁面……航天員在神舟九號飛船上可以看到53幅頁面顯示飛船各部分的情況,并根據(jù)載人交會對接任務(wù)的需要,顯示包括世界地圖、航天員身體情況等相關(guān)內(nèi)容。
這正是儀表控制器應(yīng)用軟件發(fā)揮的作用。它采用獨(dú)特的圖形顯示技術(shù),通過文字、圖形、動畫的方式,顯示出飛船軌跡、姿態(tài)、飛行狀態(tài)以及各分系統(tǒng)信息。這不僅有全新的儀表控制器顯示效果,而且實現(xiàn)了空間智能化儀表中的圖形、文字的處理與顯示,為航天員執(zhí)行任務(wù)提供了清晰、直觀、舒適的顯示界面。這樣的設(shè)計提高了航天員執(zhí)行任務(wù)的效率,減輕了航天員的負(fù)擔(dān)。
據(jù)了解,在載人交會對接中,由于任務(wù)的需要,神舟九號飛船要頻繁地變軌,以往實行的地面計算落點的方式可以為航天員實現(xiàn)安全返回提供幫助。然而,為了進(jìn)一步保障航天員的生命安全,提升飛船自主運(yùn)行的能力,飛船系統(tǒng)設(shè)計了在軌自主應(yīng)急返回的救生方案。也就是說一旦飛船與地面失去聯(lián)系,地面指揮系統(tǒng)將無法為飛船計算準(zhǔn)確的落點,飛船將啟動自主應(yīng)急返回系統(tǒng)。屆時,儀表控制器應(yīng)用軟件這個智能管理員將發(fā)揮作用,它可以為航天員進(jìn)行軌道預(yù)報,并通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算落點的控制參數(shù),尋找落點的優(yōu)選方案,進(jìn)而實現(xiàn)飛船的自主應(yīng)急返回。
此前,神舟八號飛船在軌飛行期間,儀表控制器應(yīng)用軟件針對自主應(yīng)急返回進(jìn)行了兩次在軌驗證,落點計算結(jié)果準(zhǔn)確無誤,充分驗證了這一技術(shù)的可靠性。
鏈接:儀表控制器山東煙臺產(chǎn)
位于山東煙臺的513所,研制了神舟九號上的多項零部件。513所作為神舟九號參與單位,承擔(dān)著多個分系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備的研制任務(wù)。其中,神舟九號儀表照明分系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備儀表控制器是儀表照明分系統(tǒng)與其他分系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換的關(guān)鍵設(shè)備,實現(xiàn)與航天員的人機(jī)交互,是未來航天員在軌進(jìn)行空間實驗和空間站管理的計算機(jī),在完成整個飛行任務(wù)過程中有著至關(guān)重要的作用。由于技術(shù)難度大、應(yīng)用技術(shù)新,研制過程相當(dāng)艱苦。
儀表控制器在神舟八號和天宮一號上順利完成了前期測試驗證任務(wù)。此次神舟九號飛船要完成載人飛行的任務(wù),儀表照明分系統(tǒng)設(shè)備又是直接與宇航員進(jìn)行顯示,手控,報警交互的人機(jī)交互平臺設(shè)備,其運(yùn)行可靠性的要求不言而喻。
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