神九“智能管理員”儀表控制器應(yīng)用軟件詳解
據(jù)報(bào)道6月19日,北京航天飛控中心按計(jì)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(guò)專(zhuān)用的軟硬件平臺(tái)向天宮一號(hào)發(fā)送,隨后,航天員在終端顯示系統(tǒng)看到了來(lái)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(guò)這種方式,航天員不但能隨時(shí)接收地面發(fā)送的飛行計(jì)劃、文本信息,還能接收新的視頻、音樂(lè)、圖片等資料。
那么航天員如何與飛船進(jìn)行對(duì)話(huà),操控、下達(dá)指令的呢?這就要靠中國(guó)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(guò)儀表控制器應(yīng)用軟件這個(gè)人機(jī)對(duì)話(huà)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(shí)刻掌握飛船各個(gè)部分的運(yùn)行狀態(tài)。這是因?yàn)樯裰劬盘?hào)飛船上有14個(gè)分系統(tǒng),所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)會(huì)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(shí)別和操作的內(nèi)容,并在儀表上顯示出來(lái),方便航天員做判斷。
飛船全姿態(tài)圖、彩色地圖、載人交會(huì)對(duì)接頁(yè)面……航天員在神舟九號(hào)飛船上可以看到53幅頁(yè)面顯示飛船各部分的情況,并根據(jù)載人交會(huì)對(duì)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(guò)文字、圖形、動(dòng)畫(huà)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(shí)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(jì)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(huì)對(duì)接中,由于任務(wù)的需要,神舟九號(hào)飛船要頻繁地變軌,以往實(shí)行的地面計(jì)算落點(diǎn)的方式可以為航天員實(shí)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(jì)了在軌自主應(yīng)急返回的救生方案。也就是說(shuō)一旦飛船與地面失去聯(lián)系,地面指揮系統(tǒng)將無(wú)法為飛船計(jì)算準(zhǔn)確的落點(diǎn),飛船將啟動(dòng)自主應(yīng)急返回系統(tǒng)。屆時(shí),儀表控制器應(yīng)用軟件這個(gè)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(bào),并通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算落點(diǎn)的控制參數(shù),尋找落點(diǎn)的優(yōu)選方案,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)飛船的自主應(yīng)急返回。
此前,神舟八號(hào)飛船在軌飛行期間,儀表控制器應(yīng)用軟件針對(duì)自主應(yīng)急返回進(jìn)行了兩次在軌驗(yàn)證,落點(diǎn)計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤,充分驗(yàn)證了這一技術(shù)的可靠性。
鏈接:儀表控制器山東煙臺(tái)產(chǎn)
位于山東煙臺(tái)的513所,研制了神舟九號(hào)上的多項(xiàng)零部件。513所作為神舟九號(hào)參與單位,承擔(dān)著多個(gè)分系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備的研制任務(wù)。其中,神舟九號(hào)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(shí)現(xiàn)與航天員的人機(jī)交互,是未來(lái)航天員在軌進(jìn)行空間實(shí)驗(yàn)和空間站管理的計(jì)算機(jī),在完成整個(gè)飛行任務(wù)過(guò)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(guò)程相當(dāng)艱苦。
儀表控制器在神舟八號(hào)和天宮一號(hào)上順利完成了前期測(cè)試驗(yàn)證任務(wù)。此次神舟九號(hào)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(bào)警交互的人機(jī)交互平臺(tái)設(shè)備,其運(yùn)行可靠性的要求不言而喻。
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