Описание
AAUSat3 это третий разработанный аппарат на основе платформы 1U CubeSat в Департаменте Электронных систем Aalborg University (AAU). Проект AAUSat3 был начат в конце 2007 года – предназначен для обучения студентов всем аспектам разработки и сборки аппаратов космического назначения. Целью миссии являлся запуск двух различных типов приемников AIS (Automated Identifications System). Один из приборов был программным SDR (Software Defined Radio). Другой являлся аппаратным. Результатом работы аппаратов было исследование методов слежения за кораблями в море из космоса.
Проект финансировался Aalborg University и DaMSA (Danish Maritime Safety Administration), также в нем принимали участие спонсоры. DaMSA был частично заинтересован в изучении производительности работы прототипа SDR AIS, собирающего информацию с кораблей в районе Гренландии.
Прототип аппарата был протестирован на стратосферном шаре в октябре 2009 как часть эксперимента программы BEXUS (Balloon Experiments for University Students),который предназначался для отработки студентами научных экспериментов на большой высоте. Условия эксперимента были идеальными для отработки приемников информации AIS с большей площадью покрытия (FOV) и достижения сопоставимых условий для создания финальной версии полезной нагрузки. Полезная нагрузка BEXUS также называлась NAVIS (North Atlantic Vessel Identification System).
AAUSat3 разработан на основе модульной архитектуры и распределенной системы разработки, в условиях заранее заданных интерфейсах системы и задач. По сравнению с предшественником (AAUSat-2), который имел монолитную систему на основе центрального компьютера, этот аппарат является усовершенствованным, наиболее важной отличительной чертой является распараллеливание работ по разработке и тестированию систем.
При создании системы использование распараллеливания привело к необходимости использовать планировщик миссии. В результате этого EPS (Electrical Power Subsystem) оказалась главным элементом системы и получила возможность перераспределять энергию между приборами полезной нагрузки.
В качестве шины передачи данных выступает CAN (Controller Area Network) со слоем CSP (CubeSat Space Protocol). CSP был разработан для использования исключительно для AAUSat3,но теперь он доступен всем желающим и развивается на основе работы open source community. Протокл предоставляет системам возможность использовать подобие сокетов для взаимодействия между системами используя адреса и порты. Все системы аппарата, за исключением AIS2 базируются на основе процессора Atmel AVR8.
На аппарате установлены следующие системы:
| # | Наименование | Описание |
|---|---|---|
| 1 | EPS | Расположенные на поверхности аппарата солнечные батареи служат в качестве основного источника энергии. Литиево-ионные батареи (8.2 вольта, 2200 микроампер-часов) используются для хранения м распределения энергии по регулируемой 3.3 вольтовой и 5 вольтовым шинам. |
| 2 | COM | Используется UHF ствол для связи между кораблем и наземными станциями с использованием FEC (Forward Error Corrective) протоколов. COM подсистема установлена как прозрачное устройство передачи данных. Эта особенность позволяет всем подсистемам инициировать собственные сенсы передачи информации и позволяет получать информацию с Земных станций напрямую. Следовательно, для работы этой системы необходимо функционирование только системы EPS. Характеристики системы
|
| 3 | ADCS | ADCS предоставляет трех плоскостную системы стабилизацию используя магнетометры. В качестве сенсоров также используются гироскопы. ADCS функционирует с помощью команд от 32-битного ARM микропроцессора. |
| 4 | AIS1 (железный) | AIS1 это железное решение базирующееся на аналоговом устройстве ADF 7021(радио приемник). Приемник демоделирует радио сигналы по одному из двух радиоканалов AIS на скорости 9.6 кБит в секунду. Он соединен с использованием SPI (Serial Peripheral Interface) к Atmel AVR микроконтроллеру который обрабатывает и декодирует данные. Приемник AIS принимает корректные и некорректные сообщения FCS (Frame Check Sequence) и хранит их в хранилище данных для дальнейшей обработке. |
| 5 | AIS2 (программный) | AIS2 это система программной реализации радио базирующаяся на DSP модуле от Bluetechnix. Этот модуль получает, преобразует и передает 16 битовые данные от DSP (Digital Signal Processor) для дальнейшего использования. Т.е. AIS использует ADC (Analog to Digital Converter) для получения информации и демоделирующее программное обеспечение. Кроме этого AIS2 имеет SD (Secure Digital) карту для хранения данных. Приемник работает на основе операционной системы µClinux. SPORT (synchronous high-speed serial port) был обновлен с целью использования серийного интерфейса до ADC. DMA (Direct Memory Access) механизм был дополнен с целью аппаратного управления очередью FIFO без работы программного обеспечения. Алгоритм работы DSP использует внешние данные и кэш инструкций для уменьшения нагрузки на SDRAM и содержит буферизующую систему, позволяющую обрабатывать несколько данных за операцию, что уменьшает сложность алгоритма. |
| 6 | FP | |
| 7 | LOG (система сбора информации) | |
| 8 | SWIS (SW Image Server) |