● 摘要
随着航天活动的迅速发展，以较低的成本来完成复杂的深空探测任务成为航天领域研究的热点。因此，微纳卫星已成为现代航天技术的重要手段。以小体积、轻重量和低成本的微纳卫星来完成复杂的空间探测任务对高性能计算机的需求越来越明显。星务管理系统软件在微纳探测器中所占的比重逐步上升，并且成为成功实现飞行任务的关键之一。 该星上综合电子系统采用电气结构分布式、软件功能一体化设计模式，所有的飞行任务管理软件和系统管理软件如姿态解算软件、通信管理软件、能源管理及热控软件、故障检测与处理等均在星载计算机中运行。 本文结合微纳探测器的具体功能和特点，首先对星务系统软件进行了功能需求分析和信息流分析。在垂直方向上采用基于嵌入式系统软硬件的层次化技术，进行了从硬件驱动层到应用层的软件框架设计，在硬件驱动层实现了星载计算机与其他分系统之间的中断方式通信。在应用接口层制定了分系统间CAN控制网络的通信协议，实现了多个CAN节点通信。在应用层编写了星务系统地面站人机交互界面，实现了星务管理系统的地面站监视及图形演示功能。 在水平方向上采用模块化设计方法，主要针对应用层软件进行了模块划分、接口定义和封装设计及基于VxWorks 实时操作系统的多任务调度研究，为星务系统应用层软件提供了功能模块接口，实现了系统多任务调度和管理功能。本文还进行了星务系统数据采集与处理模块、姿轨控管理模块、数据管理模块、故障检测与应急处理模块等模块接口的设计。 最后，对星务管理软件的功能进行了验证。主要针对应用层软件的功能和性能及地面站人机交互软件进行了测试；在系统的通信性能方面，对星务系统RS422 高速传输总线的传输速率进行了测试，在已有传输速率测试台基础上，进行了部分硬件重新设计和软件修改；最后通过与其他分系统间的系统联调，验证了CAN 总线多点通信功能。