Архитектура построения и проектирование оптико-электронной аппаратуры для исследования атмосферы Земли с борта космического аппарата.

Архитектура построения и проектирование оптико-электронной аппаратуры для исследования атмосферы Земли с борта космического аппарата.
Гришин С. А., Петюк А.Л., Селянтьев В.А.
Институт физики им. Б. И. Степанова НАН Беларуси, Минск, Республика Беларусь
E-mail: srbas@open.by
В докладе рассматривается архитектура бортового оптико-электронного прибора для исследования атмосферы Земли с борта космического аппарата (КА). Прибор предназначен для определения содержания озона, водяного пара и малых газовых составляющих методом лимбового зондирования. Метод основан на определении ослабления прямого и рассеянного солнечного света атмосферой относительно внеатмосферных потоков и позволяет определять вертикальный профиль состава атмосферы Земли на высотах от 10 до 80 км путем регистрации излучения в диапазоне длин волн от 200 до 1200 нм. Для реализации данного метода была проработана архитектура прибора оптического зондирования атмосферы (ПРОЗА).
Прибор состоит из оптического блока (ОБ) и блока электроники (БЭ). ОБ предназначен для выделения оптического излучения определенных длин волн с помощью светофильтров, преобразования оптических сигналов в электронные с дальнейшим их усилением и передачей в БЭ. В состав ОБ входят основные и резервные блоки каналов яркости и освещенности, объективы, солнечно-защитные бленды для устранения попадания сторонних засветок и формирования поля зрения, интерференционные светофильтры для выделения областей спектральной чувствительности, фотоприемники оптико-электронного преобразования светового сигнала.
В состав БЭ входят системы электропитания, регистрации, обработки и передачи информации. БЭ выполняет следующие функции:
-преобразование аналоговых сигналов фотометрических каналов в цифровой код;
-формирование сигналов калибровки фотометрических каналов;
-сбор и первичная обработка информации;
-формирование массива данных, содержащего результаты калибровки и измерений и передачи его в бортовой информационный комплекс по последовательному информационному интерфейсу типа LVDS;
-прием массива прикладного программного обеспечения, программно-кодовых команд и передача телеметрической информации о текущем состоянии по последовательному магистральному интерфейсу;
-прием и квитирование команд управления;
-управление режимами работы прибора в соответствии с поступающими командами с бортового комплекса управления КА;
-привязка измерительной и служебной информации к бортовой шкале времени;
-преобразование напряжения борт-сети в ряд напряжений, необходимых для питания узлов и устройств прибора;
-коммутация основного и резервного каналов обработки информации.
Для передачи измерительной информации используется высокоскоростной канал, выполненный на основе специализированных приемо-передатчиков и программируемых логических интегральных схем. Рассмотрены требования к КА в части обеспечения высокой точности временной привязки измерений, к самому прибору в части конструкции его оптической системы и к методике обработки получаемой с прибора информации.