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计划飞行100天,NASA的COSI超压气球项目有哪些测控手段 精选

已有 4569 次阅读 2016-5-13 09:48 |个人分类:浮空器|系统分类:科普集锦| style, 计划, Microsoft, Position, relative

编者按 浮空器   COSI(The Compton Spectrometer and Imager康普顿光谱成像仪)项目是一个球载的软伽马射线(0.2-10Mev)望远镜,设计用来研究天体物理中原子能射线和伽马射线极化的来源。 COSI计划搭载NASA的超压气球飞行100天,目前已经完成了发放前的准备工作,正在新西兰的瓦纳卡等待一个合适的发放窗口。COSI团队会在博客,twitter以及facebook上实时更新最新的进展情况。本文翻译自COSI的博客,作者是brentm。

 

Talking to COSI


       很多人询问在COSI飞行的过程中,如何与其通信。我们有4种不同的途径与设备进行通信,收发数据的方式不同,速率有很大差别。下文总结一下不同的通信链路。

有线网络(LAN)-1Gbps



     当我们身处COSI吊舱旁边时,我们可以用一根普通的网线直接连接球载的计算机。通过这种方式,我们可以快速传输大量的数据,当然这种连接方式也就意味着我们无法在飞行中使用它。

L波段无线链路(视距)-1Mbps


    在飞行的第一天,我们可以通过CSBF在瓦纳卡的地面站与COSI建立视距链路通信。只要COSI在我们的视线之内,我们就能够获得较高贷款的下行数据链,但是只要COSI离开视线范围(可能是因为山脉的遮挡,也可能是由于地球曲率的原因),这条视距链路就会失效。


   视距无线链路是我们在飞行过程中速率最快的一条链路,我们必须充分利用飞行初期的这段时间,通过视距链路持续不断地对COSI进行监控,确保其状态正常,直到COSI飞出视距,链路失效为止。


Iridium OpenPort-最高速率2×134kbps


    铱星原本是一种卫星电话网络,也可以通过OpenPort互联网接入提供数据传输服务。它的球载设备包括一个蘑菇状的天线(安装在我们的球载天线群里),一个调制解调/路由设备,功能就如同我们家用的网络路由器一样。通过一根网线与路由设备连接,我们的球载飞控计算机就可以访问互联网。


   我们安装了2套OpenPort Pilot设备。卫星网络的互联网接入速度变化剧烈,甚至某些时候我们根本无法连接。除了上述缺点,OpenPort还是很出色的,它可以随时随地提供常规的互联网接入(尽管速度有点慢),我们在COSI飞行的过程中就可以登录进我们的飞控计算机,执行任何诊断检测,或者下载我们感兴趣的任何特殊的数据文件,而这些文件是无法自动传输的。


低速铱星数据链-0-2kbps


   铱星低速数据链是一种古老的技术,使用铱星电话网络传输,虽然连接更可靠,但传输速率极慢。我们可以每分钟发送一小组命令,每15分钟接收到一组非常少(255字节)的遥测数据。


   CSBF(哥伦比亚科学气球中心,气球平台的发放和操作由该机构负责)还可以建立拨号连接,就像传统的通过电话线连接的调制解调器一样。这种方式的数据速率是2kbps,只有上世纪90年代的56kbps的调制解调器速率的1/28!由于这种链路的带宽极低,我们只能用它来进行诊断操作。


速率对比


   我们为什么要使用这么多种链路呢?你可能认为一种原因是为了冗余备份,确实我们使用了2套OpenPort,2套低速铱星链路。最主要的原因是使用此种链路的速率以及便利程度。通过下表,可以对比下通过不同的链路下载5MB大小的Mp3文件所需时间。







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