CCSDS Görev Operasyonları - CCSDS Mission Operations

Uzay Aracı İzleme ve Kontrol (SM&C) Çalışma Grubu Uzay Veri Sistemleri Danışma Komitesi Ana uzay ajanslarının aktif katılımını gören (CCSDS), bir uzay aracında yerleşik olan veya yere dayalı, sorumlu olan işlevler arasında bir dizi standart uçtan uca hizmetten oluşan hizmet odaklı bir mimari tanımlamaktadır. görev operasyonları için.

Sorunun tanımlanması

Hem ilk konuşlandırma hem de tekrarlayan harcamalar açısından görev operasyonlarının maliyetini düşürme baskısının artmasıyla aynı zamanda görev karmaşıklığını artırmaya yönelik genel bir eğilim vardır. Kapalı veya 'monolitik' görev operasyonları sistemi mimarileri, işlevselliğin uzay ile yer arasında veya yer sisteminin düğümleri arasında yeniden dağıtımına izin vermez. Bu mimari açıklık eksikliği şunlara yol açar:

  • ajanslar arasında birlikte çalışabilirlik eksikliği;
  • görevler ve yer sistemleri arasında yeniden kullanım eksikliği;
  • göreve özgü geliştirme ve dağıtım maliyetinin artması;
  • ticari jenerik araçların bulunmaması;
  • büyük sistem yeniden tasarımı olmadan uygulama teknolojisinin yerini alamama;
  • görev sistemleri arasında operasyonel ortaklığın olmaması, artan eğitim maliyetleri.

Sonuç, belirli bir uzay aracı ailesine veya işletim birimine özgü birçok paralel sistem altyapısıdır ve aralarında çok az çapraz döllenme olasılığı vardır.

Hizmet çerçevesi yaklaşımı

SM&C Bileşenleri.JPG

Servis Odaklı Mimari (SOA), hem özel hem de dağıtık sistemlerdeki yeni uygulamalar için ana tasarım ilkesi olarak monolitik mimarinin yerini yavaş yavaş değiştiriyor. İstemciler genellikle heterojen olduğundan, hem operasyonlar hem de veri nesneleri gibi arayüzlerin iyi tanımlanması gereken ağa dağıtılmış uygulamaların temel tasarım ilkelerinden biridir. SOA, monolitik bir entegre sistemin spesifikasyonuna değil, yalnızca açık, yayınlanmış hizmet arayüzleri aracılığıyla iletişim kuran daha küçük, modüler bileşenlerin tanımlanmasına dayanan bir sistem tasarımı yaklaşımıdır.

SM&C WG, birçok benzer sistemin uyumlu "eklenti" bileşenlerinden bir araya getirilmesini sağlayan bir çerçeve oluşturan bir dizi standart hizmet tanımlamaktadır. Bu bileşenler, ortak bir altyapı üzerinden bağlanmaları koşuluyla herhangi bir yere yerleştirilebilir. Bu, bileşenlerin farklı göreve özgü dağıtımlarda yeniden kullanılmasını sağlar: ajanslar arasında, görevler arasında ve sistemler arasında.

Hizmetler doğrudan belirli bir altyapı uygulaması açısından belirtilirse, o teknolojiye bağlanırlar. Bunun yerine, hizmetlerin kendisini katmanlara ayırarak, hizmet özellikleri temel teknolojiden bağımsız yapılabilir. Belirli teknoloji bağdaştırıcıları, hizmet çerçevesinin bu teknoloji üzerinden konuşlandırılmasına olanak tanır. Bu da altyapı uygulamasının yanı sıra bileşen uygulamalarının değiştirilmesini mümkün kılar. Farklı altyapı uygulamaları arasında şeffaf bir şekilde köprü kurmak da mümkündür; bunların farklı iletişim ortamlarına (örneğin, alan veya yer) uygun olduğu veya yalnızca farklı kurumların dağıtım tercihlerini yansıttığı durumlarda.

NOT - Eklenti bileşenleri, ortak bir altyapı üzerinden yalnızca standart hizmet arabirimleri aracılığıyla iletişim kurar. Hizmet çerçevesinin kendisi katmanlıdır ve temeldeki altyapı uygulamasından bağımsızdır.

Yaklaşımın bileşenlerin kendilerini veya bunların uygulanmasını öngörmediğini de belirtmek önemlidir. Yalnızca bileşenler arasındaki servis arayüzleri standartlaştırılmıştır. Bu, bileşenlerde yenilik, uzmanlaşma ve farklılaşmaya izin verirken, bunların bir sisteme hızla entegre edilebilmesini sağlar. Bununla birlikte, hizmet çerçevesinin etkili olabilmesi için, görev operasyonları ile ilişkili anlamlı bilgilerin, yalnızca veri değil, hizmet arayüzleri arasında değiş tokuş edilebilmesini sağlamalıdır. Hizmet çerçevesi aynı zamanda eski sistemlere de saygı göstermelidir. Entegre bir eski sistemin birkaç hizmet çerçevesi bileşeninin işlevini yerine getirdiği durumlarda, iç mimarisinin ve uygulamasının değiştirilmesine gerek yoktur. Yalnızca diğer sistemlere açıkladığı arayüzlerin, ilgili servis arayüzleriyle uyumlu olmalarını sağlamak için "sarılması" gerekir. Hizmet çerçevesi, aralarından en uygun olanın seçilebileceği bir dizi birlikte çalışabilir arayüz sunar: uyum, hepsini desteklemeye bağlı değildir. Bu şekilde, eski sistemler, göreve özgü bir sistem oluşturmak için diğer uyumlu bileşenlerle birlikte yeniden kullanılabilir. Yaklaşımın Devrimsel değil Evrimsel olması amaçlanmıştır.

Hizmet katmanlama

CCSDS SM&C layer diagram.png

Görev Operasyonları Hizmet Çerçevesinin [1] temel bir özelliği, hizmetlerin katmanlandırılmasıdır. Bir sistem içinde değiş tokuş edilen farklı türlerdeki görev operasyonları bilgilerine karşılık gelen bir dizi potansiyel hizmet varken (durum parametreleri, kontrol eylemleri, yörünge verileri, görev zaman çizelgeleri, vb.), Bu uygulama seviyesi hizmetler, mevcut durumun gözlemlenmesine, işlemlerin başlatılmasına ve toplu verilerin aktarılmasına olanak tanıyan daha küçük genel etkileşim kalıpları kümesi. Bunun iki temel faydası vardır: yeni hizmetler mevcut ortak hizmetlerin üzerine yerleştirilebildiği için doğası gereği genişletilebilir; Görev Operasyonları uygulamalarına yapılan yatırım, uygulama teknolojisinden daha da izole edilmiştir. Teknoloji bağdaştırıcıları, temeldeki iletişim altyapısının uygulamaların kendisi üzerinde minimum etkiyle değiştirilmesine (veya köprülenmesine) olanak tanır. Görevler genellikle başlangıçta onları konuşlandırmak için kullanılan zemin teknolojisinden daha uzun yaşadığı için bu, uzun vadeli sürdürülebilirliği artırır.

Görev Operasyonları Hizmet Çerçevesinin [1] katmanları şunlardır:

Her katman arasındaki arayüz CCSDS standartlarında tanımlanmıştır ve bu nedenle her katmanın uygulamaları başka bir yazılıma geçilmeden değiştirilebilir.

Potansiyel faydalar

Bir Görev Operasyonları Hizmet Çerçevesinin [1] standardizasyonu, görev operasyonları altyapısının geliştirilmesi, dağıtımı ve bakımı için bir dizi potansiyel fayda sunar:

  • arttı birlikte çalışabilirlik ajanslar arasında, uzay aracı, taşıma kapasitesi veya zemin bölümü altyapı bileşenleri
  • ajanslar içinde bile altyapı arayüzlerinin standardizasyonu yeniden kullanım Görevler ve ortak çok görevli altyapı kurma yeteneği arasında, dolayısıyla operasyonel ekiplerin eğitim maliyetlerini ve yeni görevler hazırlama süresini azaltır
  • uzay aracı için operasyonel arayüzlerin standardizasyonu farklı üreticiler
  • düşük maliyet yeniden kullanılabilir bileşenlerin entegrasyonu yoluyla göreve özgü dağıtım
  • için beceri en iyi ürünü seçin bir dizi uyumlu bileşenden belirli bir görev için
  • dağıtım sınırlarında daha fazla esneklik: işlevler taşınabilir zemin segment siteleri arasında veya hatta yerden uzaya daha kolay
  • bir standardizasyonu sınırlı sayıda hizmet çok sayıda spesifik bileşenler arası arayüz yerine
  • Ticari araçların sağlanmasında artan rekabet, maliyetin düşmesine ve satıcı bağımsızlığı
  • iyileştirilmiş uzun vadeli bakım sistem evrimi hem bileşen hem de altyapı değişimi yoluyla görev ömrü boyunca.

Görev operasyonları

Dönem görev operasyonları (MO), uzay aracını ve bunların yüklerini çalıştırmak için gerekli faaliyetlerin toplamasını ifade etmek için kullanılır. O içerir:

  • uzay aracı alt sistemlerinin ve yüklerinin izlenmesi ve kontrolü
  • uzay aracı performans analizi ve raporlama
  • Görev operasyonlarının planlanması, programlanması ve icrası
  • yörünge ve tutum belirleme, tahmin ve manevra hazırlığı
  • yerleşik yazılım yönetimi (yükleme ve boşaltma)
  • görev verileri ürünlerinin teslimi.

Bunlar tipik olarak Görev Kontrol Merkezinin (MCC) işlevleri olarak kabul edilir ve Görev Operasyonları Sistemi tarafından desteklenen görev operasyonları ekibi tarafından gerçekleştirilir. MO, görev operasyonları verilerini arşivleme ve dağıtma özelliğini içerir. Bu, görev verisi ürünlerinin işlenmesini içerebilse de, özellikle görev verilerinin kullanımı ile ilgili faaliyetler (göreve özel veri işleme, arşivleme ve dağıtım gibi), MO kapsamı dışında kabul edilir. MO işlevleri, giderek artan bir şekilde, işbirliği yapan kurumlar ve yer segmenti siteleri arasında dağıtılabilir veya kısmen uzay aracının kendisinde bulunan özerk işlevlere devredilebilir. MO Hizmet Çerçevesi, uzay sistemi içinde nerede bulunursa bulunsun MO uygulama yazılımı arasındaki uçtan uca etkileşim ile ilgilidir. Veri aktarımı veya kalıcılığı (depolama) için hizmetlerin sağlanmasıyla özellikle ilgilenmez. Ancak bu tür hizmetlerin kullanıcısıdır.

Ayrıca bakınız

Referanslar

[1] Görev Operasyonları Hizmetleri Kavramı. CCSDS 520.0-G-3. Yeşil Kitap. Sayı 3. Aralık 2010 https://web.archive.org/web/20130531013416/http://public.ccsds.org/publications/archive/520x0g3.pdf