Статья была найдена в интернете 9 Августа 2016 года.
В настоящее время, в связи с возросшей потребностью в создании спутников для решения конкретных задач по дистанционному зондированию Земли (ДЗЗ) уделяется большое внимание развитию малых космических аппаратов (МКА). Эти КА не только обеспечивают получение снимков земной поверхности в приемлемом качестве, но и к тому же обладают малыми габаритами, являются более экономичными в плане энергозатрат и потребляемых ресурсов и позволяют снизить стоимость их разработки и выведения на орбиту.
В настоящее время завершается разработка МКА «Аист-2», на борт которого устанавливается уникальный комплекс оптико-электронной целевой аппаратуры (КОЭЦА), разработанный в НПП «ОПТЭКС». В состав КОЭцА входит два оптико-электронных преобразователя (ОЭП) видимого диапазона (панхроматический и мультиспек-тральный) со своими источниками питания (ИП-ОЭП), комплекс оптико-электронный ИК-диапазона (КОЭ-ИКД), бортовое запоминающее устройство (БЗУ) и бортовая аппаратура радиолинии передачи цифровой информации (БА РЛЦИ). Несмотря на относительную простоту аппаратуры, по сравнению с аппаратурой для систем приема и преобразования информации (СППИ) больших космических аппаратов, в блоках ОЭП использован ряд схемотехнических решений, позволяющих выполнить все требования, предъявляемые к бортовой космической аппаратуре.
Блок ОЭП осуществляет преобразование движущегося изображения поверхности Земли, сформированного оптической системой, в цифровой код и передает его в запоминающее устройство (ЗУ), а далее в радиолинию МКА. ОЭП содержит фотоприёмные матрицы ПЗС (ФПЗС) и электронные платы, которые обеспечивают прием команд управления, формирование тактовой диаграммы работы ФПЗС, усиление видеосигнала, двойную коррелированную выборку, аналогово-цифровое преобразование полученных данных, сжатие и передачу информации по волоконно-оптическим линиям связи.
Для всей фотозоны ОЭП задаётся одна строчная частота, на основе которой формируются управляющие импульсы для фотоприёмников. Зона состоит из двух идентичных полузон - четной и нечетной. Четная полузона обеспечивает работу матриц с четными номерами, нечетная - матриц с нечетными номерами.
Полузона состоит из ячейки тактового питания (ТП), трех гибко-жестких плат предварительного усиления и коммутации (ПУ-ПК) и ячейки тракта обработки сигнала (ТОС) (рис. 1). Коммутация ячеек ТП и ТОС в блоке осуществляется посредством разъемных соединений, что облегчает сборку и монтаж блока на этапе регулировки.
В отличие от блоков ОЭП СППИ больших КА, имеющих отдельную резервированную ячейку управления, в ОЭП МКА «Аист-2» функции ячейки управления выполняет ячейка ТОС-1, она же вырабатывает общую для всех ячеек тактовую частоту. Управление блоком ОЭП ведется по каналу CAN от бортовой системы командного управления (БСКУ). Два приемопередатчика CAN, расположенные на ячейке ТОС-1, осуществляют прием команд управления, которые задают режим работы блока (съемка, тесты), число шагов накопления ФПЗС, строчную частоту ФПЗС, вид сжатия, время начала маршрута. Схема передачи команд управления и опорных частот блока ОЭП.
ПЛИС ячейки ТОС формирует сигналы управления драйверами ФПЗС, которые расположены на ячейке ТП, а также сигналы управления двойной коррелированной выборкой для АЦП. Особенностью такой схемы является отсутствие ПЛИС и радиационно-стойких микросхем памяти в ячейке ТП. Это способствует уменьшению энергопотребления и стоимости блока ОЭП.
В двух микросхемах MRAM хранится конфигурационный файл для ПЛИС, записанный в 8 областей и коэффициенты усиления для АЦП. После включения питания микросхема ПЛИС начинает загрузку конфигурационного файла из первой области памяти. Если по истечении определённого времени загрузка не произошла, то выполняется переключение на следующую область, при этом происходит смена микросхемы MRAM. Процесс повторяется до момента удачной загрузки. После чего питание микросхем памяти отключается. Питание микросхем памяти кратковременно включается только для чтения и записи коэффициентов усиления АЦП. Таким образом, обеспечивается восьмикратное резервирование, что позволяет существенно снизить вероятность катастрофического отказа из-за возникновения тиристорного эффекта в результате воздействия ТЗЧ.
Недостатком интеграции управления в ячейку ТОС является отсутствие резервирования управляющей части ОЭП.
Однако для отказа управления необходимо, чтобы одновременно отказали оба драйвера CAN, что маловероятно, или ПЛИС ТОС-1, но отказ ПЛИС ТОС приведёт одновременно и к отказу всего блока.
В то же время, интеграция ячейки управления в ячейку ТОС позволила значительно уменьшить габариты и массу блоков ОЭП, что имеет существенное значение для МКА.
Отличительной особенностью от существующих блоков ОЭП является приём метки времени по отдельному каналу, что позволяет получить более высокую точность привязки видеоинформации к шкале времени.
В мультиспектральном блоке в составе фоточувствительных модулей (ФЧМ) были применены новые светофильтры, которые обеспечивают более точное задание спектральных диапазонов и большую равномерность пропускания по полю.
Принятая архитектура построения блоков ОЭП для МКА «Аист-2» позволила создать компактные оптико-электронные блоки, полностью соответствующие требованиям технического задания.
